1.熱電対とは（熱電対の原理）
熱電対とは、2種類の異なる材質の金属の一端を接合し図１のような構成にて、高温と低温のように温度差を発生させる事で、使用している金属による熱起電力が発生します。この一対の金属線のことを熱電対と言います。
図１ 熱電対その１
この現象は１８２１年にドイツの物理学者トーマス・ゼーベック博士により発見されゼーベック効果と呼ばれています。この原理を利用して温度の計測が行われています。
図２ 熱電対その２
図２の様に片方を開放すれば、電位差（熱起電力）を温度として検出する事が出来ます。
実際に熱電対を使用する際には、金属の一端を温度測定箇所、もう一端を計測器に接続し、 温度差に応じた熱起電力(電圧)を温度に換算しています。
具体的には、熱電対は種類別に「熱起電力(電圧)と温度の換算表(熱電対基準熱起電力表)」というものがありますので、実際に熱電対の種類を設定し、換算表を参照することで、温度差に応じた熱起電力(電圧)を温度に換算しています。
熱起電力は、組み合わせる金属の種類と接点の温度差によって決まり、金属の形状や大きさには関係無いため、この現象を利用して温度検出が出来色々な分野に使われています。
2.熱電対の特徴
・比較的安価で、構造が単純な為高信頼性です。
・高温から低温で使用することができ、熱起電力が安定している。
マイナス200℃からプラス1700℃と広い使用範囲での温度測定を行う事ができます。
・素線径を選定すれば特定した場所や省スペースで温度測定を行う事が可能です。
・温度変化に対して反応速度（応答性）が早い。
・耐熱性が良く、高温状態でも機械的強度が保てる。
・耐食性が良く、ガスなどに対しても丈夫。
熱電対は、高温領域から低温領域で利用されていますが、これは接合する金属の種類で特性が違って来るので用途（使用温度領域）で使用する種類を使い分けています。
JIS規格（JIS C 1602:2015）では種類は記号で表します。（表１参照）
＊参考情報
熱電対と測定機器を接続する際、熱電対を直接測定機器等に接続出来ない場合は「補償導線」を用います。
補償導線とは、使用する熱電対とほぼ同等の熱起電力特性の金属を使用した導線です。熱電対を測定機器等に直接接続出来ないときは使用する熱電対に対応した補償導線を用意しましょう。
補償導線の代わりに普通の導線を使用するとその接合点で熱起電力が発生し正しい温度測定が出来ない場合があります。また熱電対にプラス・マイナスの極性が有る様に補償電線にも極性がありますので、極性を合わせないと正確に測定できなくなりますので注意が必要です。
3.熱電対の種類
熱電対の種類はJIS規格で規定されていて、表1の種類が有ります。
表１ 種類の例（JIS規格より）
・B熱電対
B熱電対は、＋側がロジウム30%を含む白金ロジウム合金で－側がロジウム6％を含む白金ロジウム合金の熱電対です。
工業用の熱電対としては最も高温で使用できる熱電対となっています。
また、他の貴金属熱電対と比較してロジウムの含有量が多いため、融点および機械的な強度が高く、高寿命となります。したがって、基本的にはR熱電対やS熱電対で測定できないような高温の領域を測定する場合にはこのB熱電対を選定しましょう。
・R熱電対
R熱電対は、＋側がロジウム13%を含む白金ロジウム合金で－側が白金の熱電対です。
精度に優れており、バラツキや劣化がすくないため、標準的な熱電対として利用されていま
す。また、R熱電対は貴金属熱電対の中では最も多く使用されています。
・S熱電対
熱電対は、＋側がロジウム10%を含む白金ロジウム合金で－側が白金の熱電対です。
R熱電対とロジウムの含有量が異なるだけです。そのため、R熱電対と同様の特徴を持っていますが、R熱電対と比較すると熱起電力は小さくなっています。精度に優れており、バラツキや劣化がすくないため、S熱電対も標準的な熱電対として利用されています。
・N熱電対
N熱電対は、＋側がニッケル、クロムおよびシリコンを主とした合金(ナイクロシル)で－側がニッケルおよびシリコンを主とした合金(ナイシル)の熱電対です。
N熱電対は、1989年にIEC規格で規定され実用化されています。
K熱電対の改良品であり、K熱電対でみられた酸化による1000℃以上の高温での『熱起電力ドリフト』や『ショートレンジオーダリング』といった問題が改善されて、安全性強化、安定した温度支持が得られるようになりました。ただし、K熱電対と同様に還元性雰囲気には適していません。
一般的には、N熱電対は安価で1000℃以上の高温領域を測定したい場合に利用されます。
・K熱電対
K熱電対は、＋側がニッケルおよびクロムを主とした合金(クロメル)で－側がニッケルおよびアルミニウムを主とした合金(アルメル)の熱電対です。
温度と熱起電力の関係が直線的であり、耐熱性・耐食性も優れており、貴金属熱電対と比較して安価なので、工業用の熱電対で最も多く使用されています。
・E熱電対
E熱電対は、＋側がニッケルおよびクロムを主とした合金(クロメル)で－側がニッケルおよび銅を主とした合金(コンスタンタン)の熱電対です。
工業用の熱電対としては熱起電力特性が最も高くなっています。すなわち、最も感度の良い熱電対ということになるため、精度よく温度を測定したいときにE熱電対を使用します。一方、工業用の熱電対の中では電気抵抗が最も高いため、使用機器の選択には十分な配慮が必要になります。
最高使用温度は800℃でJ熱電対と同等ですが、E熱電対はクロメルを使用しているので、J熱電対に比べて耐食性・耐酸化性に優れています。
・J熱電対
J熱電対は、＋側が鉄で－側が銅およびニッケルを主とした合金(コンスタンタン)の熱電対です。
E熱電対に次ぐ熱起電力特性を有していますが、＋側に鉄を使用しているため防錆処理が必要となります。
しかし、J熱電対はE熱電対よりも価格が安く、還元性雰囲気でも使用できることから、K熱電対に次いで使用されています。
・T熱電対
T熱電対は、＋側が純銅で－側が銅およびニッケルを主とした合金(コンスタンタン)の熱電対です。
電気抵抗が小さく、200℃以下では熱起電力が安定しているため、低温で高精度の測定に最適です。また、伸線加工性が良いため、ガラス繊維やテフロン皮膜を施した被膜熱電対として広く使用されています。