今回は平成19年度 機械科目 A問題12を解説します。熱電温度計（ゼーベック効果）・抵抗温度計（サーミスタ）・全放射温度計（ステファン・ボルツマンの法則）・赤外線温度計（光電素子）という電気的な温度測定法に関する空所補充問題です。
熱電対を用いた熱電温度計はゼーベック効果、抵抗温度計はサーミスタなど半導体の抵抗変化を利用します。全放射温度計は放射エネルギーが絶対温度の4乗に比例するというステファン・ボルツマンの法則を応用したものです。
平成19年度 機械科目 A問題12：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 機械科目 【電気加熱】 平成19年度 A問題12
電気的に温度を測定する方法には，熱電温度計，抵抗温度計など接触式のものと，放射温度計（全放射温度計，赤外線温度計）や光高温計など放射を利用した非接触式のものがある．
熱電温度計は，（ア）の熱起電力が熱接点と冷接点間の温度差に応じて生じるという（イ）効果を利用したものである．普通，温度差と熱起電力が直線的関係にある範囲で使用される．
抵抗温度計は，白金や銅，ニッケルなどの純粋な金属や（ウ）のような半導体の抵抗率が温度によって規則的に変化する特性を利用したものである．
全放射温度計は，「放射体から単位時間に放射される全放射エネルギーは放射体の絶対温度の（エ）に比例する」というステファン・ボルツマンの法則を応用したもので，光学系を使用して被測温体からの全放射エネルギーを受熱板に集めて，その温度上昇を熱電温度計などによって測定するものである．
赤外線温度計は，波長700〜20000〔nm〕程度の赤外放射を利用したもので，検出素子としては（ウ）などを使ったものと，HgCdTe，InGaAs，PbSなどの（オ）を使ったものがある．
上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)，(エ)及び(オ)に当てはまる語句として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか．
電気的に温度を測定する方法には，熱電温度計，抵抗温度計など接触式のものと，放射温度計（全放射温度計，赤外線温度計）や光高温計など放射を利用した非接触式のものがある。熱電温度計は，（ア）の熱起電力が熱接点と冷接点間の温度差に応じて生じるという（イ）効果を利用したものである。抵抗温度計は，白金や銅，ニッケルなどの純粋な金属や（ウ）のような半導体の抵抗率が温度によって規則的に変化する特性を利用したものである。全放射温度計は，「放射体から単位時間に放射される全放射エネルギーは放射体の絶対温度の（エ）に比例する」というステファン・ボルツマンの法則を応用したもので，光学系を使用して被測温体からの全放射エネルギーを受熱板に集めて，その温度上昇を熱電温度計などによって測定するものである。赤外線温度計は，波長700〜20000〔nm〕程度の赤外放射を利用したもので，検出素子としては（ウ）などを使ったものと，HgCdTe，InGaAs，PbSなどの（オ）を使ったものがある。上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)，(エ)及び(オ)に当てはまる語句として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
（ア） （イ） （ウ） （エ） （オ） (1) 熱電対 ゼーベック サーミスタ 4乗 光電素子 (2) サーミスタ ペルチェ バイメタル 3乗 光電素子 (3) 熱電対 ゼーベック サーミスタ 3乗 熱電素子 (4) 熱電対 ペルチェ バイメタル 4乗 光電素子 (5) サーミスタ ゼーベック バイメタル 4乗 熱電素子
出題のポイント：接触式と非接触式を測温原理で整理
電気式温度測定は、測定対象へ触れる接触式と、放射を受ける非接触式に分けて整理します。熱電温度計は異種金属の接点間の温度差を熱起電力へ変えるゼーベック効果、抵抗温度計は金属やサーミスタの抵抗変化を利用します。全放射温度計はステファン・ボルツマンの法則により放射エネルギーが絶対温度の4乗に比例することを使い、赤外線温度計は熱形検出器や光電素子で赤外放射を検出します。
ポイント解説：温度差・抵抗変化・放射T⁴を対応させる
電気的な温度測定法は、熱電温度計・抵抗温度計のような接触式と、放射温度計・赤外線温度計のような非接触式に大別されます。
熱電温度計はゼーベック効果、抵抗温度計はサーミスタなど半導体の抵抗変化、全放射温度計はステファン・ボルツマンの法則（絶対温度の4乗に比例）を利用します。
問題の解説：熱電対・ゼーベック・サーミスタ・4乗・光電素子
STEP1 （ア）（イ）熱電温度計の原理を確認する
2種類の異なる金属線のペアを熱電対（ア）といい、熱接点と冷接点間の温度差に応じて熱起電力が生じるゼーベック（イ）効果を利用します。
STEP2 （ウ）抵抗温度計の半導体センサ名を確認する
純粋金属より抵抗温度係数が大きく高感度が得られる半導体の温度センサをサーミスタ（ウ）といいます。
STEP3 （エ）（オ）全放射温度計・赤外線温度計の原理を確認する
全放射温度計はステファン・ボルツマンの法則（放射エネルギーは絶対温度の4乗（エ）に比例）を応用しています。
赤外線温度計の検出素子には、サーミスタ等の熱形検出器の他、HgCdTeなどの光電素子（オ）を使ったものがあります。
以上より（ア）熱電対（イ）ゼーベック（ウ）サーミスタ（エ）4乗（オ）光電素子の組合せである(1)が正解です。
答え：(1)
💡 覚え方
熱電温度計＝熱電対＋ゼーベック効果。抵抗温度計＝サーミスタ（半導体）。全放射温度計＝ステファン・ボルツマンの法則（絶対温度の4乗に比例）。赤外線温度計＝光電素子。
⚠️ よくある間違い
ゼーベック効果とペルチェ効果を混同しない（ゼーベック＝温度差→起電力、ペルチェ＝電流→温度差、逆の現象）。サーミスタとバイメタルを混同しない。
まとめ
| （ア） | 熱電対 |
| （イ） | ゼーベック |
| （ウ） | サーミスタ |
| （エ） | 4乗 |
| （オ） | 光電素子 |
| 答え | (1) |
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