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センサ・計装用語集

計算ツールで使う用語の短い定義です。各用語が関係するツールへのリンク付き。

信号とループ

4–20 mA

プロセス伝送器の標準アナログ電流信号。測定範囲の下限で 4 mA、上限で 20 mA。4 mA のライブゼロにより本当のゼロと断線を区別でき、2 線式伝送器を駆動する電流も確保できます。4–20 mA 換算ツールを参照。

ライブゼロ

ゼロ点が電流ゼロや電圧ゼロではない信号。4–20 mA ループの 4 mA がその例です。そのため電流が流れていないループ(0 mA)は故障として識別できます。

LRV と URV

測定範囲の下限値と上限値。伝送器が 4 mA と 20 mA に校正されているプロセス値で、その差がスパンです。

NAMUR NE 43

4–20 mA 信号で故障を知らせる方法を定めた NAMUR 推奨。3.6 mA 以下と 21 mA 以上は故障を示し、3.8〜20.5 mA は軽いアンダーレンジ・オーバーレンジを含む有効な測定値です。

HART

4–20 mA 電流に小さな周波数偏移信号として重畳されるデジタル通信プロトコル。ハンディターミナルやモデムが信号を読み取るには、一般に 250 Ω 以上のループ抵抗が必要です。

2 線式伝送器

信号を送るループそのものから電源を得る伝送器。最大ループ電流時に最低端子電圧が必要で、ループ電源計算ツールで電圧収支を確認できます。

負荷抵抗

電流ループ内の直列抵抗の合計。入力抵抗、バリア、ケーブルが含まれます。1 Ω ごとに伝送器が使える電圧が減ります。

開平出力

測定した差圧の平方根に比例する伝送器出力。オリフィス板などの絞り機構による流量測定に使われます。

温度

測温抵抗体(RTD)

温度とともに抵抗が増加するセンサー。通常は白金製です。PT100 / PT1000 計算ツールを参照。

PT100 と PT1000

0 °C で 100 Ω と 1000 Ω の白金測温抵抗体。どちらも同じ IEC 60751 の特性に従い、PT1000 は導線抵抗と自己加熱の影響を受けにくくなります。

Callendar–Van Dusen 式

IEC 60751 が工業用白金測温抵抗体の抵抗に用いる式: R(t) = R₀ [1 + A·t + B·t² + C·(t − 100)·t³]。C の項は 0 °C 未満でのみ使います。

許容差クラス(IEC 60751)

規格特性からの測温抵抗素子の許容偏差。クラス AA ±(0.10 + 0.0017·|t|) °C、A ±(0.15 + 0.002·|t|) °C、B ±(0.30 + 0.005·|t|) °C。

2 線式・3 線式・4 線式結線

測温抵抗体の接続方式。2 線式は導線抵抗がすべて測定値に加わり、3 線式は導線が等しければ打ち消し、4 線式は除去します。RTD 導線誤差計算ツールを参照。

自己加熱

測定電流そのものによってセンサーの温度が上がる現象。測温抵抗体やサーミスタが高めに指示する原因になり、電流を小さくすれば無視できる程度になります。

熱電対

測定点で接合した 2 種類の異なる金属。基準接点との温度差に応じた電圧を発生します。熱電対計算ツールと熱電対の種類を参照。

冷接点補償

基準接点(冷接点、通常は計器の端子)の温度に合わせて熱電対の指示を補正すること。正しい方法は温度ではなく電圧を加算することです。

ゼーベック係数

熱電対の感度(µV/°C)。ある温度における電圧–温度曲線の傾きです。

延長導線と補償導線

熱電対を計器まで延ばすケーブル。延長導線は熱電対と同じ合金を、補償導線は限られた温度範囲でのみ特性が一致する安価な合金を使います。

ITS-90

1990 年国際温度目盛。NIST はこの目盛に基づく熱電対基準関数を公表しており、IEC 60584-1 に採用されています。

NTC サーミスタ

温度上昇とともに抵抗値が急激に下がる抵抗器。NTC サーミスタ計算ツールを参照。

B 定数(β, B)

NTC の B 定数モデルの定数(単位ケルビン)。B25/85 のように 2 つの温度の組で示され、その温度付近でのみ特性をよく表します。

Steinhart–Hart 式

1/T = A + B·ln R + C·(ln R)³。3 点の校正値に厳密に合わせる NTC のモデルで、広い範囲で高精度です。

圧力と伝送器

ゲージ圧・絶対圧・差圧

局所の大気圧を基準とした圧力、真空を基準とした圧力、プロセス上の 2 点間の圧力。bar や psi などの単位だけではどれかわからず、barg や bara のような接尾辞で区別します。圧力単位換算ツールを参照。

URL(上限測定範囲)

圧力伝送器のセンサーを設定できる最大のレンジ。温度影響と安定性は通常 URL に対する百分率で規定されます。

ターンダウン

URL と校正スパンの比。ターンダウンが大きいと、URL 基準の誤差がスパンに対して大きくなります。

基準精度

一定の実験室条件における伝送器の誤差。通常はスパンに対する百分率で示します。実使用では温度影響とドリフトが加わります。

総合予想誤差(TPE)

基準精度、温度影響、長期安定性を二乗和平方根で合成した誤差。圧力伝送器精度計算ツールを参照。

ロードセル

定格出力(mV/V)

定格荷重時の、印加電圧 1 V あたりのロードセルの出力。2 mV/V のセルを 10 V で励起すると、定格荷重で 20 mV になります。ロードセル出力計算ツールを参照。

印加電圧(励起電圧)

ロードセルのブリッジに加える電源電圧。出力はこれに比例するため、6 線式ではセル側で電圧を検出します。

ジャンクションボックス(加算箱)

複数のロードセルを並列に接続し、出力を平均して 1 つの信号にする箱。

風袋(死荷重)と正味荷重

台や容器の重さ(死荷重)と、計量する製品の重さ(正味荷重)。どちらも容量を使いますが、計量されるのは正味荷重だけです。

目量(e)

はかりが表示する最小の重量刻み。指示計には 1 目量あたりの最小信号が必要で、一般に 0.5〜1 µV です。

ねじ

G(BSPP)と R(BSPT)

ねじ山の角度 55° の管用ねじ。G は平行ねじでガスケットや O リングでシールし(ISO 228-1)、R は 1:16 のテーパねじでねじ部でシールします(ISO 7-1)。ねじ判別ツールとねじ寸法を参照。

NPT

ねじ山の角度 60° の米国テーパ管用ねじ(ASME B1.20.1)。シール剤を併用してねじ部でシールします。R ねじとは互換性がありません。

PG

DIN 40430 による山角 80° の電線管ねじ。古いケーブルグランドに使われ、現在はメートル M ねじにほぼ置き換えられています。

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