半導体温度計センサーの原理と特徴

空気や特定の物体の温度を測定して電気的な信号に変換する温度計センサーの素子はいくつかの種類があり、測定範囲・環境やコストに違いがあります。パソコンやモバイル機器には計算をするためのCPU(中央演算処理装置)が組み込まれていますが、高温に弱いという性質があります。そのため常に温度測定が行われ、高温になった場合は計算負荷を下げる仕組みになっています。CPUなどの電子回路には半導体温度計センサーが用いられていて、安価で精度が高いという特区長があります。

半導体温度計センサーの原理ですが、P型半導体とN型半導体が接合されたダイオードに順方向に一定の電流が流れる場合、温度に比例して直線的に両端の電圧が変化するという性質を持っています。あらかじめ温度と電圧の関係が分かっていれば、抵抗値を測定するだけで簡単に温度が判明します。抵抗値を求める方法はシンプルで、素子に一定の電流を流して両端の電圧を測定するだけです。短時間で電圧を測定することができるので、応答性が良いというメリットがあります。

半導体式のセンサーは小型かつ安価に製造できるので、電子回路に組み込みやすいという利点があります。デジタル回路との相性も良く、装置全体を小型にすることが可能です。デメリットは測定可能な範囲が狭いことで、使用可能な環境は-50℃~150℃程度です。それでも室温付近では高精度で温度測定が可能なので、電子デバイス以外にも体温計などの医療器具などにも組み込まれています。

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