計測器の校正用実用基準と
特集 :計量 ・
その校正①
429. Vo:.32.No.11
◆平成] 6 年 1 0 月5 日発行 ( 毎月 ] 回5 日発行)
◆第3 2 巷 第 ] ] 号 ( 通巷4 2 9 号 ) ◆ 昭和4 8 年 6 月6 日第3 種郵便物認可
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発行 :日 本 工業 出版 hitpプ
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rnstrumentarion and Auromariο
2004.10 Vol.32 No口
11
CONTENTS
●ガラス製体積計 お よびマイ ク ロピペ ッ トの校正
●力計
●圧力計 「
重錘形圧力天びん」
●長さ測定工具の校正
●実用標準温度計を用いた温度計の現場校正
●浮ひ ょう型密度計の校正
●液体用音叉式 レベ ルスイ ッチの活用
・放射温度計の基礎 と応用 第 7回
●ゼ ロか ら学 ぶ PID制 御 第 16回
●電気の世紀 ヘ
●流量計測 の歴史
●初歩か ら学ぶ温度計 の実務 ⑭
・委員 会活動 報告 」 CSS協 力 WG
●第 56回
●レベ ル計
小 さいことの積 み重ね
日本 品質保証機構 橘 田淳 一 郎
1
日本 品 質保 証機 構 東 城 琢 郎
8
長野計器 塚 田和正 15
ミツ ト∃ 山 領泰行 織 平宏 - 22
チ ノー 神 山雄三 29
横 田計器製作所 横 田賢次郎 34
エ ン ドレス 八 ウザ ー ジ ャバ ン 金 子 範 章 38
チ ノー
小針哲郎 4 1
ワ イ ド制 御 技 術 研 究 所
広丼和男 4 6
松本栄寿 4 8
オ ー バル
/1ヽ
り
‖眸
50
刀JI実 吉
54
日本 電気 計測 器 工 業会
60
日本電気計器検定所
帆 進 大 河 62
編集部
63
ガラス製体積計およびマイクロピペ ットの校正 イ1)
A0407_o8
0385988670″
¥500/論
CLS
'7」
特集 :計量 ・
計測器の校正用実用標準とその校正①》
《
ガラス製体積計 および
マイクロピペ ッ トの校 正
一
② 日本 品質保 証機構 橘 田 淳
郎
JuniChirO Kitta
は じめに
化学用 ガラス製体積計は、分析、理化学および医療
等 の分野 において、主に液体の体積 を測定する器具 と
して最 も一般的に使用 されている (写真 1)。 これ ら
は、英語 でVolumetric JassWareと 言 われるように
ガラス製 のものを指 し、 ビュレッ ト、 メスピペ ット、
全量 ピペ ット、全量 フラスコおよびメスシリンダーな
どに区分 される。1993年施行の新計量法か ら、化学
用体積計 (ガラス製に限る)は 特定計量器 としての検
定 。検査対象から除かれ、代 わりに」
IS R 3505(1994)
「ガラス製体積計」に よって精度管理 されることとな
I
i●
￨￨′
)
写真 2 マ イクロピペ ット ( 5 0 Lμ、1 , 0 0 0L‖
了 一
った。
現在、計測機器 の精度管理 において、得 られた計測
値には、SI単位への トレーサビリティが確保 されてい
瘍ζ聯
ることが強 く求 められている。すなわち、計測機器は
ISO/1EC 17025停
鴨∪'および校正機関の能力に関
する一般要求事項)に 基づいて認定 された認定事業者
によ り校正が行 われ、その結果を示す ロゴの付 いた校
正証明書が発行 されていることが要求 されてお り、 こ
れは、ガラス製体 積計やマイクロピペ ットの精度管理
において も同様である。また、ISO/1EC 17025に 基
づいた校正証明書では、従来の証明書では要求されな
写真 1 全 量 ピペ ッ ト (50mL)、 ビュ レッ ト (25mL)
かった 「
校正における不確か さ」の記載 も要求 され
る。 ところ力ヽ 先にガラス製体積計 の精度管理の基準
として示 したJIS R 3505にはこの不確かさについての
マイクロピペ ット(写真 2)は、 同分野においてlμ
L
か らlo,ooOμ
L ま での微量液体計測に広 く使用 されて
い る。 これについては、国内ではJIS K 0970(1989)
記載が無 く、マ イクロピペ ットのIS0 8655に もPart
6 Annex B― informative―としてわずかに述べ られ
ている程度である。つ まり、現在用 い られている莫大
「プ ッシュボタン式液体用微量体積計」お よびJIS K
0971(1989)「液体用微量体積計の校正方法」に、国
際的にはIS0 8655(2002-09-15)“Piston_Operated
な数のガラス製体積計 とマイクロピペ ットについては、
その殆 どがISO/1EC 17025に 基 づ く認定事業者によ
るトレーサビリテイが確保 されていないのが現'大である。
volumetric apparatus"に
よつて精度管理が行 われて
いる。
そ こで、0日 本品質保証機構 (JQA)で は、ガラ
ス製体積計お よびマイクロピペ ットについて、ISO/
計測技術 2004.10.1
ガラス製体積計およびマイクロピペ ットの校正…(2)
IEC 17025に 基づいた校正サー ビスを開始す ることを
目標に、 まずJIS R 3505お よびIS0 8655に 基づいた
体積の測定方法について、校正における不確かさを推
定する方法を検討 し、誤差評価の実証実験等 により確
かめ、評価方法を開発 した。そして、これに基づいて
校正マニユアルと不確かさの算出を作成 した。認定審
査は、海外 の認定審査機関 A2LA― The American
米国試
Association fOr Laboratory Accreditation―
―
2004年
4月
にガラ
験所認定協会 に申請、そして、
ス製体積計およびマ イクロピペ ットについてISO/
1EC 17025の 認定 を取得 した。今回は、 これらの校正
方法の概要 と不確 かさの評価 について紹介 したい。
1.校 正方 法 の概要
IS R 3505や IS0 8655に 示 されるとお り、体積計
」
比較法」の 2種 類 の
の校正方法には、「
衡量法」 と 「
測定方法が決められている。衡量法 とは、体積計 に充
填 された蒸留水 (以下、水 とい う)ま たは体積計から
排出された水 の質量値 を測定して水 の密度 より実体積
を求める方法であ り、高精度 の絶対測定が可能 とな
る。比較法 とは、体積計に充填 された水または体積計
から排出された水 の体積を、上位の標準体積計によっ
て比較測定す る方法であ り、簡便な演l定等に用 いられ
る。今回、我 々はガラス製体積計およびマイクロピペ
ットの全ての校正方法 に、高精度測定に有利な衡量法
を採用 した。
衡量法 による体積測定方法 について簡単に述べ る。
入」を測
出」 を測る方法 と、 「
衡量法には、液体 の 「
る方法 の 2種 類があ る。ガラス製体積計については、
全量 ピペ ット、 メスピペ ット、 ビユレットは出、 メス
シリンダー、全量 フラス コは入で測定される。出の手
順は、体積計 で計 り採 られた水 を別の容器 (秤量 び
ん)に 移 し、 この水 の質量値 を天びんで測定す る。入
の手順は、あ らか じめ空に した体積計 を天びんに載
せ、これに目盛 りまで水 を加えた時の、水の質量値 を
天びんで測定する。マ イクロピペ ットについては、全
て出で測定 される。マイクロピペ ットのチップ先端 を
水 に差 し込み定量を吸引 し、別の秤量 びんにビス トン
を押 して水を排出し、 この排出された水 の質量値 を天
びんで測定する。
天びん (電子天びん)は 、測定に先立って標準分銅
によって校正 される。水 の密度 は、水温 をパ ラメー タ
11)よ められる。質量
とし、Chappuisの 水 の密度表
り求
値 (真空中の質量値)を 算出するために、校正場所 の
大気圧、気温、湿度 を測定 し、空気密度を算出す る。
2 計 測技術 200410.
この様に して、体積計 の体積値 は、質量、水の密
度、空気密度および水温か ら得 られる組立量 として、
式(1)で
示 される。
ー
"初
Lギ
t●嵩 ル
討伸嗽
・
・
・
(1)
ここで、LOは 20℃ における体積計 の校正値、/は 天
びんの感度係数、rLは風袋に水 を入れた時の天びんの
L、 pwは水
指示rtL、
Lは 風袋 のみの時の天びんの指示4●
の密度、psは標準分銅 の密度、paは空気 の密度、%は
′
℃における体積計 の線膨張率、為は測定時の水温で
ある。
paの算出には、国際度量衡委員会が推奨する大 2)を
用いる。
R=
つ
ここで、メ ま校正場所 の大気圧、たは校正場所 の湿度、
′
は校正場所 の気温 である。
測定は、ばらつ きや偏 りを低減 させ るために 6回 以
上の繰返 し測定または反復測定 を行い、校正結果には
それらの平均値が記載される。
2.不 確 か さの推定方法
これらの手順によって得 られた校正値には、 どの程
度の信頼性あるいは正確 さが得 られているのかを客観
誤差」
的 に示 さなければな らない。これには、従来 「
一
や 「
精度」など用語や定義が不統 であった手法 に替
わ り、新たに計測結果 の表現 のルールを示す国際文
撻事―Cuide to the expressiOn of uncertainty ln inea´
に基づいた 「
surement:GUM―
不確 かさ」 の概念
が適用される。ISO/1EC 17025に おいても、この不
一
確 かさを用 いて、校正機関の校正能力 を統 された手
法 により客観的に評価することが要求されている。
ここで、GUMに 基づいた不確かさの算出方法 をご
く簡単 に述べ る。まず測定系 を詐ザlxl,ぁ,…,】
“)の
形 に関数 モデル化 し、入力量る に対する入力推定値χ′
の測定における様 々な不確かな要因の誤差評価 を、標
準偏差“0:)で表す。 この評価方法 としてType A(統
計的解析 による方法)と Type B(統 計的解析以外に
よる方法)力離 奨 されている。次にこれらを各入力量
(要因)の 変化 に応 じて出力量 (測定結果)が どれだ
け変化するか、Q=γ /れ によって重み付けしてから、
分散 または他の入力量 との共分散 の和 の正の平方根 を
求 め、これを合成標準不確 かさ″
c(y)とする。最後に
の正規分布 の
の
から
、測定結果
合成不確かさ 確率分布
ガラス製体積計およびマイクロピペ ットの校正 イ3)
ゲ
井
95.5%(26)に相当す る包含係数 たを求め、これを合成
標準不確かさに乗 じたものを拡張不確かさとする。す
の場合、たは 2か ら 3の 間にある。
なわち、拡張不確かさは、測定の結果に対 して、合理
的に測定量 に結 び付 け られ得 る値 の、信頼 の水準
95.5%に相当す る分布 の区間を示 している。
入力量がすべて独立な場合、 この算出方法 による合
(1)ガ ラス製体積計 の不確かさの推定例
ガラス製体積計 の不確 かさの要因と推定について、
第 1表 に示す。不確かさの要因を、関数モデル共 1)お
よび却 2)のパ ラメー タ■に当てはめ、式(3)、
大 4)およ
5)よ
この
た。
、拡張不確かさを推定
し
び太
拡張不確
り
かさが、その校正機関がその機器の校正 に対 して有 し
成標準不確かさ″
(y)は、大 3)で示 され、
ε
・
・
・
(3)
7 r c ()ッ
=
ている最 も高い測定能力、すなわち 「
最高測定能力」
拡張不確かさυは、式(4)で
示 される。
・
・
。
(4)
υ = た “ε( y )
・
・
。
(5)
となる。
一般的に、包含係数はた=2と する場合が多い力ヽ こ
こでは、寒 5)より有効 自由度 4を 算出 して、正規分布
第 2表 に、ガラス製体積計の種類 ・容量毎に推定さ
れた最高測定能力を示す。 これより、拡張不確かさに
の95.5%(2σ
)に相当す る包含係数を求めている。多 く
占める最 も大 きな共通の不確かさ要因は、水を入れた
第 1表 ガ ラス製体積計の不確かさの要因と推定
不確かさの要因
推定方法
Tvpe
水を入れた容器の、天びん指示l●
Lの不確かさ
2(′“
2(′ 2(1)十
2(亀
“
(1)=V“P)十
)+“ 夕 )
下記 4項 目の 2乗 和 より得る。
下記 3項 目の2乗 添日よ り得 る。
体積計の種類 ・容量毎 に、プールされた平均の実験標準偏差に基づし
7)+″14)+″
れ)
空の容器の、天びん指示値の不確かさ '4,)=マ
水 を計 り取 る作業の不確 か さ “
P)
(′
A
天びんの再現性の不確かさ “
(7.)
A
天びんの偏置の不確かさ ″
に)
A
て推定する。
使用する天びん毎 に、プールされた平均の実験標準偏差に基づいて推
定する。
使用する天びん毎に、プールされた平均の実験標準偏差 に基づいて推
天びんの目量の不確かさ ′
(1)
定する。
使用する天びん毎に、 日量を矩形分布 として推定する
2け
天びんの感度係数の不確かさズハィ ま“
`ン
バ+,2れ
ンイ)
下記 2項 目の 2乗 和 より得 る。
感度校正に用いた分銅 の相対不確かさ 夕
d)/″̀
(″
A
d)/′
d
感度分銅 を負荷 した時の天びんの指示値の相対不確かさ 4′
B
感度校正分銅の標準不確かさより推定する。
感度校正分銅 の校正値 と感度分銅 を負荷 した時の天びんの指示値 との
21Ч
2●
p、
w。
水の密度の不確かさズ
)=√
)+“
)
差を、感度校正分銅の校正値で除して推定する。
下記 2項 目の 2乗 和 よ り得 るc
水温淑I定の不確かさから、水の密度の変化幅を求め、これの矩形分布
水t酬 定による不確かさ4ρЧ)
B
Owd)
水の密度表による不確かさ “
B
を推定する。
い
曜トロ
水の純度について、Chappuiぜ の水の密度表 と、他の水の密度表
い
との差、および同位元素の割合による影響 から、000001g/m3を 矩
形分布 として推定する。
21,)+“
2C)十
20)
“
“
空気の密度の不確かさ`pa)=マ
下記 3項 目の 2乗 和 より得 る。
(p)
大気圧 の不確 かさ “
B
気温の不確かさ4ら)
B
大気圧汲I定の不確かさとして、02hPaを 矩形分布 として推定する
校正室の気温測定の不確かさとして、1 0 ℃ を矩形分布 として推定す
る。
校正室の湿度測定の不確かさとして、15%(RH)を 矩形分布 として推
(ん
)
湿度の不確かさ “
B
Os)
標準分銅の密度の不確かさ “
B
t℃における体積計の線膨張率の不確かさイヽ)
B
測定時の水温の不確かさ 4■)
B
定する。
OIML Class F]分銅 を用 い、密度を8,000kg/m3と見なし、許容幅
600kg/m3を矩形分布 として推定する。
・
JIS R 3505より、00001X155℃ を矩形分布 として推定する。
水温測定 に用いる温度計の不確かさや汲1定のばらつ き等を考慮 して、
06℃ を矩形分布 として推定する。
計測技術 2004.10.3
ガラス製体積計およびマイクロピペツトの校正 (4)
第2表 ガ ラス製体積計の最高測定能力
不確 か さの要 因
水 を入 れた容 器
空の容器の、
の、天 υちん指 示
天びん指示値の 数 の不確 か さ
値 の 不確 か さ
不確かさ
天びんの感度係
℃における
測定時 の水温 の
水の密度の不確 空気の密度の不 標準分銅 の密度 ′
の不確かさ
かさ
確かさ
体積計の線膨張 不確 か さ
`1=00111019
( L′ L′)
(ム
「/E)
(4■Fl
率の不確かさ
7F)
17「
(7L7F)
( L′ ′
[)
範囲 V
有効
拡張
不確 か さ
自由度
不確かさ
4.
由 ■
種類
合成標準
メスピペ ッ ト
スシリンダー
容器の天びん指示値の不確かさ“Q)で あり、その殆
どは水を計り取る作業の不確かさ“に)が占めている
ことが分かる。 これは、ガラス製体積計の 目盛 り線 の
上縁 とメニスカス (表面張力によ り上弦の半月形にな
った水際)の 最下部の一致 の見極め、水をガラス製体
の都度天びんの感度校正を行っている。これは、ガラ
ス 製体積計 の校正業務 を始めた時は、 まだ国内に
ISO/1EC 170250こ 適合 したはか りの校正 プログラム
が無かったことによる。今後は、 ガラス製体積計校正
に用 いる天びんについてもあらか じめ校正を行って管
積計内部 に残 さずにまた周囲に飛 び散 らせずに正確 に
容器 に計 り取 る手順、蒸発等の影響 をなるべ く少なく
し、かつ線形な ドリフ トに保つ工夫などについて、校
正作業者間による偏 りとばらつ きが大 きいことによ
る。一方、 メスフラス コの様 に、校工作業者間でも計
理する予定である。
(2)マ イクロピベ ッ トの不確かさの推定例
り取 リカ寸ヒ
較的正確に行える体積計については、これ
らの偏 りやばらつ きは小 さく、容量が1,000mLを超え
ると、天びんの感度や水 の密度の不確 かさの方が有意
指示値 の不確 かさと空の容器の天びん指示値 の不確 か
さを一つ にまとめて校正作業による不確か さとして評
価 している点、マイクロピペ ットの線膨張率の補正を
となって くる。
行 っていない点が挙げられる。 これらは、先に示 した
IS0 8655の 規定に基づいた要求による。 さらに、同
ガラス製体積計の校正では、標準分銅 を用 いて、そ
4 計 測技術 2004.10.
同様に、マイクロピペ ットの不確 かさの要因と推定
について、第 3表 に示す。先の、 ガラス製体積計の場
合 と異なる推定方法 として、水 を入れた容器の天びん
ガラス製体積計およびマイクロピペ ットの校正 〈5)
規格はマイクロピペ ットの校正に蒸発量補正 を付け加
えているため、第 3表 において も、 この蒸発量補正に
込み量 のばらつ き、チップから容器へ計 り取 る際の水
の表面張力によるぬれ、チップヘの水 の残留な どマイ
よる不確 かさを推定項 目に加えている。
第 4表 に、マ イクロピペ ッ トの最高測定能力 を示
す。 これより、拡張不確かさに占める最 も大 きな共通
クロピペ ット特有の要因が大 きく影響 している。次に
大 きな不確 かさ要因として、蒸発量補正による不確か
さ′ω)が挙げられる。特 に、20μ
Lを 下回るとこれが
の不確 かさ要因は、まず、校工作業における不確かさ
“に-4)で あり、 これはガラス製体積計の場合 と同様、
その殆 どは水を計 り取る作業の不確 かさである。 マイ
クロピペ ットにはメニスカスの読みは無 いが、 ビス ト
有意 となって くる。蒸発量補正 とは、秤量びんのふた
を開けてい る間に水面か ら蒸発する水 の量 について、
単位時間あた りの蒸発量 と開けている時間 との積 から
補正を行 うものである。実際、 この方法による補正の
ばらつ きは非常に大 きく、秤量びん開口部周囲の風速
ンの操作による吸入や排出速度の差、ビス トンの押 し
第 3表 マ イクロピペ ットの不確かさの要因 と推定
不確 か さの要因
Type
推定方法
[)
校正作業における不確かさ〈′
￨ ′
A
プールされた平均の実験標準偏差に基づいて推定する。
天びんの不確かさ “
(∫
)
B
天びんの校正結果に記載された標準不確かさより推定する。
'￨ヽ
“
)‐
)+“
やw。
)
マ
水の密度の不確かさ 4p、
下記 2項 目の 2乗 和より得 る。
水温測定の不確かさとして05℃ を推定し、水の密度表の変化幅より、
水温測定による不確かさ 4ρ.)
B
(pw。
)
水の密度表の不確かさ “
000028g/m3の 矩形分布を推定する。
2・
llの の
・
1との差、および同
Chappuiζ
水 密度表と、他の水の密度表
い
ら、000001g/m3を矩形分布として推定
位元素の割合による影響 坊ヽ
B
する。
21.)+“
21,卜
=●
“
)
Ⅲ
浮力補正の不確かさ4pJ‐
下記 3項 目の 2乗 和 よ り得 る。
)
大気圧 の不確 か さ イρ
B
気温の不確かさ4ら)
B
大気圧測定の不確か さとして、0 2hPaを 矩形分布 として推定す る。
校正室の気温汲1定の不確かさとして、lo℃ を矩形分布 として推定す
る。
校正室の湿度測定の不確かさとして、1500(RH)を 矩形分布 として
(力
)
湿度の不確かさ 夕
推定する。
事前に校正環境下にて評価を行 い、これの平均の実験標準偏差に基
蒸発量補正 による不確 か さ 4D)
A
づいて推定する。
第 4表 マ イクロピペ ットの最高測定能力
不確 か さ
不確かさ
自由度
不確 か さ
)
崎、フ 。(■
″, ( 1 )
И
“
、い)
。
1681
2500
不確かさ
ら、(,,
自由度
ち、
蒸 発 量 補 正 に よる
不確 か さ
4 ‐1 0 0 1 1
不確 か さ
“
DO'
0622
199
0013
199
拡張
不確かさ
υ
自由度
‰
9
0006
9
1000
浮力補i[の不確かさ
c=0875
(ムr_)―
o 245
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F)
水の密度の不確か さ
c = ―■0 0 2 3
/L/L)+02806
合 不
5000
天びんの不確か さ
山 嘱
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校正作業 における
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確かさ
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畔
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不確 か さの要因
単位
1817
123
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00625
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00305
00012
00127
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9
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00368
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9
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00061
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000012
001266
000647
9
000249
000120
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0000 ooo 4 199
00126630
00167137
003C‐
3
10
00109085
9
00000023
199
199
9
002082
00446
001449
00320
002352
0052o
0018748
00407
0012663
0016649
00361
0012663
0014324
9
9
支綱庁 2004.10. 5
昌
十"謝才
ガラス製体積計およびマイクロピペッ トの校正 〈6)
凩珈
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用
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離 とし
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翻 意
備 考
佼正方法 :
無 襲 ぞ
標 準液としてスを用い蘭世讐により'つ た。
した
. 簡 鋤 議 替銀 ' い 鴫 0 "
二毯彗スノラス製水餃ぶ摯腱腐針 (18,8,
第 1図 ガ ラス製体積計の校正証明書例
などにも大 きく影響 されるために、定量的な評価 も困
難である。100μL以 上のマイクロピペ ットにおいては、
今回の不確かさの推定 により、ガラス製体積計お よ
びマイクロピペ ットの拡張不確かさは、全ての種類 と
IS R 3505 Class Aお よびIS0 8655
範囲 において、」
の公差範囲内であった。 これによ り、我 々は、ガラス
製体積計およびマイクロピペ ットを校正するのに、十
分な能力 を有 していることが確認された。
さらに、校正 の不確か さを低減 させるために、 ガラ
ス製体積計 については、 メニスカスの読みの方法の改
善が、マ イクロピペ ットについては、計 り取 り操作 の
安定化 と蒸発量補正の改善が望 まれる。すでに、蒸発
量補正 については、これを低減 させる計 り取 り器具の
改善を、また蒸発量補正 自身が不要 となる様な新たな
測定方法の考案 と実験 を進めてお り、 これらが実現で
きれば、50μL以 下のマ イクロピペ ットの校正精度 を
飛躍的 に向上 させることが出来る。
第 1図 にガラス製体積計 の校正証明書 のサンプルを
示す。校正証明書には、ISO/1EC 17025の 認定を受
けた校正機関であることを示す ロゴマー クが入 つてお
6 計 測技術 2004.10.
口旧剛馴倒臼Ｈ園固闇閣闇団□Ｈ＝闇□
天びんの感度の不確かさ、水の密度の不確かさが有意
な不確かさ要因 となって くるが、IS0 8655の 規定を
満足する上での問題 とはなっていない。
り、校正結果には、不確かさの評価が明記 されてい
る。第 2図 に体積 の トレーサ ビリティ体系 図を示す。
独 立行政 法 人 産 業技 術 総 合研 究 所
日本 品 質保 証機構
中部 試験 センター
師勝 試験 場
特定二次標準器
特定 玖 標準器
常用参照標準
常用参照標準
( 標準分鋼)
円筒振 動 式
精密 大 気圧 計
体積計、
容器の容積 等
6月 1日 現在)
(_9004年
財団法人 日 本品質保証機構
計量計訳1センター
※校正に使用 した標準器は校正証明書に記載 されてお ります。
第 2図 体 積 (容積)の トレーサビリテイ体系図
ガラス製体積計およびマイクロピペットの校正…(7)
水 の密度については、Chappuisの水 の密度表 を、水
温をパ ラメー タとした普遍定数 として用 いている。大
気圧については気象庁による定期的な検定を、温度 ・
湿度および質量については、 さらに社内の特定 2次 標
準器 を介 してこれらが産業技術総合研究所 の定期的な
校正を受けることによって、体積 の トレーサ ビリテイ
<参 考文献>
(1)Chappuis P:BIPM Travヽ
Iem,19oz 13,DI,D40
(2)M Thiesen,K Sheel,H DisselhOrst:Wiss Abh Phys_techn
Reichsanst 3,1/70(1900)
(3)L W Tilton,」 K Taylor:J Res NBS,18,205/214(1973)
(4)G S Kell,」 Chem Eng Data 20(1975)
(5, N E Doresy : Properties of Ordinary ヽ Vater Substance,
Reinh。ld Publishing Corloration,New York(1940)
を確 立 している。
おわ りに
これらの機器 を使用するユーザは、使用す るガラス
製体積計お よびマ イクロピペ ッ トについて、ISO/
1EC 17025の認定に基づいた校正サー ビスを利用する
ことが可能 となった。そ して、校正サー ビス を利用 さ
れたユーザは、発行 されたこれらの校正証明書によっ
て、IS0 9ooo/14001お よびGMP、 GLP、 HACCP
等の品質システムにおける機器管理 で要求される ドキ
ュメン トが用意 され、実際の運用において計量器の適
切な精度管理 と維持が出来る様になった。
計量器の精度管理 ・維持 とトレーサ ビリテイの確保
のために、当校正サー ビスをご利用頂ければ幸いであ
る。
橘 田淳 一 良6
m日 本品質保証機構 計 量計測セ ンター
熱 ・力学計測課
〒157‐
8 573 東 京都世田谷区砧1-21‐
25
T E L : 0 3 ‐3 4 1 65‐
6742
594 FAX:03-3416‐
財 団法人 日本 品質保 証 機構
〈
代表者〉 上 田全宏
本社住所〉
〈
〒1008308 東 京都千代田区丸の内25‐
2 三 菱 ビル
TEL:03-6212‐9001 FAX:o3-6212‐9002
URL:http://wwwiqaip/
(事業内容及 び会社近況)
日本 品質保証機 構 (JQA)は 、IS09000、 14001に 代
マ ネジメン トシステムの審査登 録業務
される品質や環境
表
のパ イオニアとして、情 報 セキュ リテ イマ ネジメン トシス
テム (IsMS)適 合性評価制度、BS7799に よる審査登録、
また製品安全認証業務、環 境分析業務、測定器 の校正業
務 など、幅広 い分野で総合力 を発揮する中立公正 な第三者
機関です。
震示金
｀
ヽ ′
製品バンフレッ ト
cD一 ROMMll{乍
求人バ ンフ レッ ト
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ビデ
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り、
3口
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企業の ひ らめ きを実 行 /c移 しま す
Ⅲぃ 訓 刊 Ю 旧 馬 ‖ 釧 ∽ 《 U Ю α 0 8 0 3 1 3 8 0 8 1 団
5
計測技術 200410.7
力計
11)
A0407-09
03859886/04解
500/論 文刻CLS
特集 :計量 ・計測器の校正用実用標準とその校亜①》
《
力計
<ロ ー ドセルの校正 と不確 かさの見積 について>
0 日 本品質保証機構 東 城 琢 郎
Takuro Tolo
は じめに
tion machine)、国立標準機関が所有するものを力標
計測値 の正確 さと精密 さを保証するために、あらゆ
る計測機器 は既知の値を持つ上位 の標準器 による校正
が必要で、その校正結果には不確かさの表示 が不可欠
である。中でも力 の計測 は、建材 。金属 ・ゴム ・合成
準機 (Force standard machine)と 区別 して呼んで
いる。力基準機 (力標準機)に は、発生する力 の大 き
さ、実現精度、経済性等から次の 4種 類が開発 され、
樹脂 。フイルム ・繊維 ・紙な どあらゆる材料及 びその
完成品のセキユ リティを確保 した品質保証を目的に行
われる。一軸 の引張 ・圧縮 ・曲げ試験は、 これら工業
部材 ・製品の機械的な強度特性 を検証する最 もポ ピュ
ラーな手法で、これに用 いる試験 ・評価装置が一軸試
(1)実 荷重式力基準機
正確な力の発生を、内蔵する分銅群 の質量値 とこれ
に作用 している重力加速度を精密 に測定 して実現する
方式の もので、不確かさび≧2× 105(た=2)で 力 の大
験機である。従って、試験結果の正 当性 ・信頼性を確
保するには、用 いる一軸試験機の校正が必要になる。
トレーサ ビリテイとは校正の連鎖のことで、最終的
利用 されている。
きさが得 られる。
経済性 を度外視すれ￨よ 力 の大 きさの大小を問わず
実現が可能で、現存す る最大容量は4.5MN(NIST、
U.S.A)で ある。
に国家標準或 いは国際標準に到達 していることが不可
欠で、力計測機器 の場合 、国家標 準 に至 る校正 の連
(2)こ うかん式力基準機
てこの原理の利用、即ち直線バーの異なる適当な位
鎖は次のように行われる。
力計測 の最前線 で使われてい る一軸試験機 の校 正
は、 ロー ドセル、 ループ、ボックスと呼ばれる弾性体
置 に支点、重点、力点を配置 し、力点に掛かる分銅 と
これに作用 している重力加速度 による既知の力 を拡大
を利用 した力計を標準 に用 いて実施す る。その力計の
校正は、力基準機或 いは力標準機 を用 いて実施す る。
これ らの概要、即 ち力標準 とその トレーサ ビ リテ
・卜・)について
は本誌において既に紹介 し
イ ・不確か さ
てあるのでそれらに譲 り、本稿では、我が国でも最近
ようや く一軸試験機の校正用標準 に利用 されつつある
ロー ドセルを例に、力計の校正手順及 び不確かさの見
積手順について解説す る。
1.校 正 に用 いる標準器
上述のように、 ロー ドセルを始めとする力計の校正
には、力基準機、或 いは力標準機 と呼ばれる正確な既
知の力を発生する装置が使 われる。力基準機及 び力標
準機 は両者 とも原理 ・構造が同 じで、JCSS等 の認定
校正機関が所有す るものを力基準機 (Force calibra―
8 計 測技術 200410.
又は縮小 して重点で実現する方式のもので、不確かさ
び≧1× 104α =2)で 力の大 きさが得 られる。
この方法の利用 は安価 であるが、構造の問題から実
現できる力 の大 きさに制限があ って、せいぜ い2MN
まで とい われ、現存す る最大容量 はlMN(NMI」 、
apan)で ある。
」
(3)油 圧式力基準機
パスカルの原理 の利用、即ち大小一対 のラム ・シリ
ンダを連通管で結供 小 ラムに載せた分銅 とこれに作
用 してい る重力加速度で発生 させた小 さな既知 のカ
を、油圧を介 して断面積比で拡大 し、大 きな力を実現
する方式 の もので、不確 かさび≧1× 104(た=2)で 力
の大 きさが得 られる。 この方法 は、大容量の力標準 ・
力計測 の実現に適 してい る。現存す る最大容量は20
MN INMIJ、 Japan)で ある。
力計 ・〈2 )
(4)ビ ル ドアップ式力基準機
上述の(1)∼(3)の構造 を持つ力標準機に よって校正
された基準用 ロー ドセルを負荷装置 に組み込んで、基
準用 ロー ドセルの負荷軸 と校正する力計の負荷軸が一
致するよう直列に配置 して負荷 を与え、基準用 ロー ド
セルによって既知の力の大 きさを実現する方式のもの
=2)で 力の大 きさ力浙旱ら
で、不確かさυ≧5× lσ4(々
れる。この方法の利用 は安価で、大容量の力標準 ・力
計測 の実現に適 している。並列負荷方法を組み合わせ
れ`よ 我が国では国家標準20MNの
ロー ドセルは、その原理によらず最終的に力 の大 き
さを電圧値或 いは電流値でその出力が得 られるので、
信号処理が容易 で あ る。近年 のIC等 の発達 によ り、
低電圧で信号 の増幅 ・表示 ・演算が迅速かつ安価 で行
えるようになったので、特にひずみゲージ式 ロー ドセ
ルの普及 に拍車がかかっている。このことから今 日で
は、単にロー ドセルと言えばひずみゲージ式 ロー ドセ
ルを指すことが多 く、本稿でもこれに倣って単にロー
ドセルと呼ぶことにす る。
3倍 の60MNま で
可能である。
3.ロ ー ドセルの校正
(1)ロ ー ドセルの指示装置
2.力 計 の種 類 と校正 規格 の概要
一軸訓験機の
「
検証 に使用する力計 の校正方法」JIS
B7728は 、規格の名称が示す とお り、現場最先端の
力計測機器である一軸試験機の校正 に参照標準器 とし
ロー ドセルにはデイジタル指示装置の接続が不可欠
て用 い る力計の校正方法 を規定 した専用規格である。
そして」
IS B 7728に基づ く力計 の校正は、力計を使用
である。 このように電気的な測定を行 う力計の場合、
指示装置は次の条件を充足すれば他の指示装置で代替
えできることになっている。
す る際の等級分類 の基準 を実現するための種 々の相対
① 元 の指示装置及 び代替 えの指示装置は、ト レ
ーサ ビリティが確保 されていて、電気的基本単位
(ボル ト、ア ンペ ア、オーム等)に よって校正結
誤差、並びに校正結果に不可欠な計測の不確かさ要因
の入力量を、最 も効率的に得 る方法である。
果を与えている校正証明書 を保有 している。
② 代 替えの指示装置は、その力計で使用 している
IS B 7728は 国際規格 ISo 376に 完全整合 してお
」
、我が
り
CSS認 定校正機関はもと
国における力計 の」
より、欧州共同体各国の認定校正機関が力計の校正
範 囲に等 しいか又 はそれ を超 える範 囲について校
正 されている。
に適用する規格EN 10002‐3を はじめ、世界各国の校
正方法に整合 している。なお、北米諸国の認定校正機
関が力計の校正に適用する規格 ASTM E74は 、校正
方法 の骨幹 に関わる基本部分でIS0 376に 整合 してい
る。
③ 代 替えの指示装置の分解能は、その力計が所
有の指示装置の分解能に少なくとも等 しい。
④ 代 替え指示装置のロー ドセルヘの励起電源並び
に変位出力の単位 (例えば5V、 10V)及 びタイ
プ (例えばDC又 はACの 搬送周波数)は 、それ
ぞれ 同 じであ る。
IS B 728が 適用 できる力計 とは、力変換器から指
」
示装置 までの全アセンブルをいい、力 を受けた部材 の
弾性変形量又はこれに比例する物理量を測定 して力の
⑤ 各 々の指示装置 (元及 び代替えの指示装置 の
両方)の 不確 かさは、力計全体の不確かさに影響
を与えない。
大 きさが確定で きるものである。即 ち、現存する力計
の名称を挙げれば、環状 ばね型力計 (通称 :ル ープ)、
⑥ 代 替え指示装置の不確 かさは、全システムの不
確か さの1/3を 超えない。
容積型力計 (通称 :ボ ックス)、 ロー ドセルである。
なお、 ロー ドセルとは、力を受けてこれを支持する
部材 とその部材が力 を受けたことによる物理的変化 を
検出する電気素子 とを組み合わせた ものの総称であ
る。力を受けた部材には、物性的な変化 をするものと
機械的な変化をするものがある。力の作用に伴 う物性
的変化 を電気素子で検出するものには磁歪式 ロー ドセ
ル及び圧電式 ロー ドセルが、また、力 の作用 に伴 う機
械的変化 を電気素子 で検出するものには静電容量式 ロ
ー ドセル、共振線式 ロー ドセル、ひずみゲージ式 ロー
ドセルがある。
(2)力 計の特性
IS B 728で は、 この規格に基づいて校正できる力
」
の
計 特性 として次の内容を規定 している。
① 力 計の確認
力計 のすべての構成部品 (電気接続用ケーブルを含
む)は 、例えば製造業者名、型式及び製造番号によっ
て個 々に、かつ独 自に確認できる。力変換器 (ロー ド
セル本体)に は、最大負荷容量を表記する。
② 力の作用
力変換器及びその組込用付属部品 (負荷用耐圧盤、
引張ジグ等)は 、引張 ・圧縮に関係なく力の作用軸上
言
+浪」
支綱
に 2004 10. 9
才
力計 ( 3 )
に負荷が行えるよう設計 されている。
③ 弾 性変位量 の測定
力変換器 の力を受ける部分の弾性変位量 の測定 は、
適切 な精度 と安定性 をもつ機械式、電気式 、光学式
又はその他の手段 で行 うことができる。力計は、弾性
変位量の測定 システムの種類及び品質 (測定の不確か
さ)に よつて、その力計が校正 された特定の力の大 き
さだけに使用可能なものか、或 いは校正 された力の大
きさの内挿範囲も使用可能 なものであるかの分類 を決
定する。
(3)校 正の原則
ロー ドセル等の力計 の校正 は、正確な既知の力を弾
性体に作用 させ、 このときの力計の弾性変位量を指示
装置から読み取 つて記録す ることで成立す る。
ー
① 過 負荷試験 :ロ ドセル等 の力計には、4回 連
続 して定格容量に相当する力 よ り8∼ 12%増 の過
負荷 を加える。過負荷は、1∼ 1.5分程度維持す
る。過負荷試験 は、校正機関には任意 の追加試
ー
験 である。 しか し、製造業者 には、 ロ ドセル等
の力計 を出荷する前に少なくとも1度 は行 うこと
を義務付けている。
ー
② デ ィジタル指示計 にロ ドセルを接続 して分解
能を次のいずれかで決定する。
無負荷 の状態 で、デイジタル指示計の指示変動
が 1増 分 を超えないとき、分解能 (r)はデイジタ
ル指示計 の最下位 の有効数字 1増 分 とす る。
無負荷 の状態 で、デイジタル指示計が 1増 分を
超えて変動す るとき、分解能 (r)は変動範囲の半
値幅 とする。
分解能 (r)は、力の単位 に変換する。
③ 校 正を行 う下限の試験力の大 きさは、次の 2条
件を充足するように決定する。
ロー ドセルの使用範囲の下 限は、2%定 格容量
以上 とする。
各等級における使用範囲の下限は、次の値以上
とす る。
o o o 級: 4 , 0 0 0 ×
r
● 1級 : 1,000×r
r
0 0 . 5 級: 2 , 0 0 0 ×
● 2級
: 500× r
・
④ 試 験力 の校正 は、使用範囲 の上 限 下限を含
む少なくとも8ス テツプ以上で実施す る。このと
き、校正を行 う調験力 をできる限 り等配分の設定
に努 める。
⑤ ロ ー ドセルの設置変更は、可能な限り0°(一般
10
る。
⑥ ロ ー ドセルの校正 を次の要領で実施する。
●変更した新 しい方向で、校正 を行う最大試験力
まで予備負荷を少なくとも3回実施する。
●最初の設置方向 (0°
)においては、試験力の増
加方向についてだけ少なくとも2回繰 り返して
測定する。
●その後の別の設置方向 (120°
及び240°
)におい
ては、試験力の増加及び減少の両方向について
少なくとも1回 の測定を実施する。
に指示
⑦ 校 正 目標の試験力に達 してから30sec.後
読み取 る。
4tLを
に、次の測定サ
③ 無 負荷に戻 ってから180sec.後
イクルを開始する。
⑨ ロ ー ドセルは、温度が安定するまで測定環境 に
十分なじませる。
⑩ ロ ー ドセルを含む計測機器への通電は、校正 開
始 の30分 以上前か ら一連 の測定が終了す るまで
連続 させる。
① 校 正中の室内温度は、原則 として23℃ ±1℃
を維持す る。なお、設定温度は18℃ ∼ 28℃ の範
囲内で変更が可能である。 しか し、変動幅 :± 1
℃は変更不可能である。
●各負荷サイクルの測定終了時 に空気及びロー ド
セルの温度、湿度並 びに気圧を測定する。
●ロー ドセルの温度汲1定は、類似の環境で通電状
ー
態 に置かれている材質力ヽまぼ同 じ他 のロ ドセ
ルで代用計濃1することも可能である。
(4)校 正手順
第 1図 に示す測定のタイムテーブルに沿 って、以下
の手順 でロー ドセルの校正 を実施する。
なお、観測デー タを巻末の付表 1に 示 してある。
ー
① 圧 縮力の校正においては、力基準機 のテ ブル
ー
ー
上にロ ドセルを設置 し、力基準機 とロ ドセル
の負荷軸 をノギス等 を用いて合致させる。
② デ ィジタル指示計 の電源がOFFに なっている
ことを確認する。
③ ロ ー ドセルをディジタル指示計に接続する。
④ コ ンピュータを用いる場合には、デイジタル指
示計をコンピュータに接続して測定系すべての電
源をONに する。
⑤ 所 有の校正 ソフ トを立ち上げて画面の指示 に従
的 にはター ミナル を正面)、120°、240°(これが不
って必要事項 を入力 し、予備負荷試験画面 まで
進 んでロー ドセルの信号受信が正常であることを
可能 な場合 は0°、180°、360°)の 3方 向 で実施す
確認す る。
言
ま
支和
に 2004.10
十i則
設置方向 :1
設置方 向 :2
￨ イニ シヤル出力 の測定 ￨
L__」
2蟹iヒ
2証価L_」
測莞
′
測 定ノ
｀ 、
第 1 図 測 定のタイムテ_ ブ ル
⑥ 入 出力用ケーブルは、極端な曲がり、捻れ、張
力によリロー ドセルの出力信号に影響を与える場
30sec後 に ロー ドセルの指示値 を記録す る。
●予備負荷試験 においては、最大 試験力 を60sec.
合があるので自然体を保つ ように配慮する。
⑦ 負 荷軸芯合わせを試験力の方向毎に、次の要
領で実施する。
●圧縮力の場合には、ロー ドセルのロー ドボタン
保持す る。
●力基準機 を操作 して順 次負荷 を取 り除 き、無
負荷 に完全 に戻 ってか ら30sec.後にロー ドセル
と負荷枠中心に接続された耐圧盤とでイ
子う。
●引張力の場合には、ロー ドセル専用の引張 フッ
クを力基準機の引張フックに直接接続するので
特別な調芯を必要としない。但 し、入出カケー
ブルに極端な曲げや張力を与えないように配慮
する。
③ ロ ー ドセルが周囲温度に十分なじみ、通電が30
分以上行われたことを確認する。
⑨ 力 基準機を操作 して校正を行う最大試験力ま
で予備負荷訓験を、次の要領で少なくとも3回実
施する。
●ロー ドセルの無負荷 における指示値を記録す
る。
●力基準機を操作 して最大試験力に達 してから
の出力 を記録す る。
0温 度、湿度及 び気圧 を読み取 って記録す る。
●無負荷 に完全 に戻 ってか ら180sec.後に次 の工
程 を開始す る。
⑩ 予 備負荷試験が終了 したら、次の要領 でロー ド
セルの最初 の設置方向での校正を実施する。
●最終回の予備負荷試験 にお いて、無負荷 に完
全 に戻 った時点から180sec.経
過 した ことを確
認 し、 ロー ドセルの無負荷における指示値を記
録す る。
●力基準機を操作 して、試験力 の下限に達 してか
ら30sec.後にロー ドセルの指示値を記録する。
●力基準機 を操作 して、最大試験力 まで同様 に
試験力 の増加方向の校正 を実施する。
●負荷 を順次取 り除き、無負荷に完全に戻ってか
計測技術
2004.10.H
力計・〈5 )
ら30sec.後にロー ドセルの出力を記録す る。
●温度、湿度及 び気圧 を読み取 って記録す る。
●無負荷 に完全に戻ってか ら180sec.後に、 2回
目の測定を同じ要領 で開始する。
⑪ ロ ー ドセルを設置変更す る。
∞
卜
1摯
・・・
( 1 )
1対
こ こ に、
民=守
⑫ 前 ⑨ の要領で予備負荷試験を実施する。
ー
⑬ 予 備負荷試験が終了したら、次の要領でロ ド
セルの校正を実施する。
●最終回の予備負荷試験 において、無負荷に完
過 したことを確
全に戻った時点から180sec.経
ー
認し、ロ ドセルの無負荷 における指示値を記
ロ
:設
1の初回目
(試験力の増加方向)
置方向
ス
為 :設置方向 2の初回目 (試験力の増加方向)
為 :設置方向 3の初回目 (試験力の増加方向)
(3)相 対繰 り返 し誤差 :が
'は
相対繰 り返し誤差ら 、ロー ドセルの設置方向を変
録する。
●力基準機を操作 して、試験力の下限に達してか
ら30sec.後
にロー ドセルの指示値を記録する。
●力基準機を操作 して、最大試験力 まで同様に
試験力の増加方向の校正を実施する。
更しない場合の各試験力 における平均値 に対する測定
値の差であり、大 3)で計算する (付表 3参 照)。
●最大試験力 より1ス テツプ小さい試験力に相当
するよう力基準機 を操作 して、 目的の試験力に
ー
達 してから30sec後 にロ ドセルの指示値 を記
録す る。
●順次 目的の試験力 に相当するよう力基準機 を操
作 して負荷 を取 り除き、無負荷 まで同様に試験
力の減少方向の校正を実施する。
●負荷 を順次取 り除き、無負荷に完全 に戻ってか
ら30sec後にロー ドセルの出力を記録する。
●温度、湿度及び気圧 を読み取 って記録する。
●無負荷 に完全に戻 ってか ら180sec後 に次の工
程を開始す る。
⑭ 必 要 に応 じ、前⑪ ∼⑬ の工程 を繰 り返す もの
とする。
4.ロ ー ドセルの誤差評価
に￨¥1対
∞
刊
こ こに 、
スr = 2 跨生
…
(4)
Xl:設 置方向 1の初回目 (試験力の増加方向)
為 :設 置方向 1の 2回 目 (試験力 の増加方向)
(4)相 対内挿誤差 :勇
相対内挿誤差んは、 ロー ドセルの弾性変位量 を校正
された力の関数 として一次、二次又は三次の式を最小
二乗法 で推定 して決定 し、式(5)で
計算す る (付表 3
参照)。
上×1°
°
■=:笠i:こ
(5)相対ゼロ誤差 :ん
・
・
・
(5)
相対ゼロ誤差元は、ロー ドセルの校正を行う最大容
量に対する力を加える前 ;あと力を除いた後 ;年の測
定値の差であり、大 6)で計算する (付表 3参照)。
と
=L;:ナ
×
100
ん
(1)弾 性変位量の測定値の決定
弾性変位量 は、力を加えたときの読みと力を加 えて
い ない ときの読 み との差 として定義する。 この定義
は、長さの単位の読みによる出力だけでなく、電気 の
(6)相 対往復誤差 :ν
相対往復誤差 νは、同一負荷 ステップの試験力の増
加 で得た値 と試験力 の減少で得 た値 との差であ り、式
単位による読みにも適用 される (付表 2参 照)。
―
為 = χ″ 獅 i ″ = 1 , 3 ノ= 0 , π
計算す る。なお、νlは設置方向 2の 場
(7)から式(9)で
合、ちは設置方向 3の 場合 である (付表 3参 照)。
為 :個 々の読み値
呉差 ib
目対再現性言
(2) 本
相対再現性誤差 らは、 ロー ドセルの設置方向を変更
した場合の各試験力 における平均値に対す る最大 と最
計算す る (付表 3参
小の測定値 の差であ り、式(1)で
照)。
12 計 測技術
0
け1号1細
0
ケ1号1爛
・
・
・
(8)
力計 《6 )
5.等 級分類
ロー ドセルの等級は、第 1表 に示す各誤差の許容値
に基づ き、校正を実施 した最大試験力か ら下限の試験
力 まで順 次考察 して決定する (付表 3参 照)。
一つの等級 に分類 される範囲は、最大調験力を起点
として各誤差の許容値すべてを満たす最後の試験力を
使用範囲の下限とする。
ロー ドセルには、複数 (我が国では最大 3段 階)の
等級が付与できる。
各等級 の分類範囲には、少なくとも校正を実施 した
の50%∼ 100%を 含むものとする。
最大調験力 らゞ
第 1表 各 誤差の許容値及び校正力の不確かさ
l1025
島
005
零
00
再現性 繰返 し性
b'
b
´
車
酎 亀
力計の相対誤差 [%]
等級
￨ ッ￨
±0025
±0012
■0025
l
往復
±010
2
校正力の
不確かさ
[%]
±00]
015
±0050
±005
±010
±010
6.不 確 か さの計算
校正結果の国際整合化 のため、力計沢1領域 の国際委
員会では校正方法の規格 :」IS B 7728(IS0 3761の
要
求に沿 って不確 かさを見積 もることを推奨 している。従
って本稿 では、多 くの 国 々で参照 のガイド書“):EAL
G22に 沿 って解説する。
力計の不確かさの各成分 は、実測の繰 り返 しから求
める。これらは異なる評価 の合成量 を表現 し、また無
IS B 7728に
相関入力量 として考察される。」
定義 され
′
ぼ争=+×
(号
)
… 0
カ計を設置変更 したときの相対再現性誤差 について
の標準不確かさ(″
″)は、U字 形分布 を仮定 して式02
で計算できる。 この要因は、力基準機 の負荷機構 の傾
斜角 と力計の非対称形状が相互 にもたらす影響 を見積
もることを目的 としているもので、単なる再現 性でな
いことに注意されたい。
=怜=十×
“
″
(:)
2
。
…・
最小 自乗法 で校正式を内挿推定 したときの相対内挿
誤差についての標準不確 かさ(らr)は、三角分布を仮定
して式00で言
十算で きる。
=缶
=+×
吟
″
(:)
0
…・
カ計の相対分解能についての標準不確かさ(“
)は、
″
∫
で計算できる。
矩形分布を仮定して大 1の
=午=十×
′
超
(;)
。
り
…・
同 一 試験 力 の増加 時 と減少 時 との差 、即 ち相対 往
復誤差 につ い ての標準不確 か さ(夕
)は、矩形分布 を
″ソ
仮定 して式コ で計算 で きる。力計の ヒステ リシス差 に
類似 であるが、厳密 な ヒス テ リシス差 は、実荷重の載
荷以外 では評価 で きないことに留意 されたい。
=争二
“
″
ν
(サ
)
十×
… ω
力計の各負荷ステップの相対合成標準不確かさ
=2と した相対拡張不確かさ(じ
(′
)は、次
ι″ 及びた
″
のカユ
⑥及び力Dで言
十
算できる。
た各相対誤差に関する確率分布及び標準不確かさの計
算式を以下に記述する。 これらは総合計測結果に及ぼ
=イ
+夕
+夕
+“
′
+“
燿
λ
′
λ
′
λ
ソ
4」
λ
∫
4″
ち十
す可能性が大 きく、異なって起こ り得 る影響 を基礎 と
して推定 されてい る。なお、入力量 (a)は、各相対偏
こ
r"=た “
ε
_“
差の半値幅である。また、計算結果の事例 を付表 4に
示 してある。
負荷 の前後で現れる相対ゼロ誤差についての標準不
確 かさ(夕
で
r)は、矩形分布 を仮定 して00式で計算で き
こ
る。
%=缶=十×
(:)
.0
… ・
同一設置方向で繰 り返 して測定 したときの相対繰 り
返 し性誤差 についての標準不確かさ(ン
)は、矩形分
rψ
…
…
O⑥
.o
校正 の相対不確 か さ0)は 、力基準機 の最高測定能
力 を合成 して力つ で決定す る。
硫 +硫 c
おわ りに
IS B 7728に
基づ く力計の校正方法は、諸外国の方
」
に
法 完全整合 している。
一方、校正値 の不確 かさの見積方法 は、我が国の
布 を仮定 して力動で計算できる。 なお、3回 以上繰 り
返 した場合には、GUMタ イプAの 標準偏差が適用 で
JCSSと 諸外国 とでは多少異なっている。 しか し、数
値的にみれば、それ程 の大差はないと思われる。不確
かさの見積方法 は、要因効果の捉え方で大 きく異なる
場合 もあ り、また、評価技術 の進展 とその時 々の要請
きる。
と共に変貌 してい くものである。
﹁
︱
力言
十 (7)
′ ヽ ル い
本稿 ではあくまでも国際整合化 を念頭に、世界の多
の国々が行っている力計の校正 について、 ロー ドセ
を事例 に解説 したものである ことをご了承頂 きた
<参 考文献 >
(1)東 城 :力 ,計 測技術,407,Vo1 31,No2,2003
(2)東 城 :引 張 ・圧縮試験機 の校正,計 測技術,410,Vo131,No5,
2003
( 3 ) 東 城 : 力計測における不確かさ, 計 測技術, 4 1 0 , V o 1 3 1 , N o 9 ,
2003
(4)EA 10/04:Uncertainty of Calibration Results in Force mea
L ‐3 2 )
s u r e m e n t s ( p r e v r o u s /E JA ′
ー
ー
付表 l JIS B 7728に 基づ くロ ドセルの校正デ タ
イニシャル出力補正及び各種平均値データ
付表 3 ロ ー ドセルの相対誤差評価及び等級分類
相 対 誤 麗 (%)
試験 力
等 級 分類
kN
付表 4 EAL G22に
基づ く不確かさの計算結果
L ヽL G 2 2 に基 づ く計 測 の 不 確 か さ
_
相 対 標 準 不 確 か さ (%)
試験 力
‐ l “ `" : ″ た
″
″″・ L “ ア
_
kN
00217
「 o ollo9:
0001121
0.00111
000117
0005U
00051
0.0094
00010
0.0020
001105
001K11
0.OtX11
0.Ou10
υ.″
′
0.00002
0.0011
0.001
00023
1
0.00501
1'.Ull
(筆者紹介はP79参 照)
14
言十力
u才支ab
2004.10
圧力計 「
重錘形圧力天びん」・
(1)
A040712
03859886/04/¥500/論文んCLS
特集 :計量 ・計測器の校正用実用標準とその校正①》
《
圧力計 「
重錘形圧力天びん」
長野計器的 塚 田 禾日正
Kazumasa Tsukada
力 上▼
は じめに
計測の信頼性 を確保するため、計測機器の校正は重
要であ り、 この校正を定期的に行 う必要がある。計測
機器 の校正には、計測機器の使用方法 はもちろんのこ
重錘 (お も り)
と標準器、校正方法、校正の不確かさの考え方につい
て理解 してお くことが求められる。
ここでは、圧力標準器 として最 も多 く使用 されてい
る重錘形圧力天 びんを用 いて、圧 力計 を校正する場
合、重錘形圧力天びんの使用上の注意、校正 の不確
かさの考え方を中心に解説する。
第 1図 重 錘形圧力天 びんの測定原理
1.重 錘 形圧 力天 びん
現在市販 されてい る圧力標準器は重錘形圧力天び
ん、液注形圧力計、弾性素子 を使用 した圧 力計 (機
械式圧力計 ・デジタル圧力計)等 がある。要求される
を嫌 う用途には圧力媒体 に水を使用 したものもある。
気体用の場合 の圧力媒体 は空気 または ドライ窒素ガ
校正 の不確か さ、校正圧力範囲、圧 力媒体等 によっ
ス を用 いることが多い。
て、校正 に適 した標 準器 を選択することが必要であ
る。
気体用 の重錘形圧力天びんはゲージ圧力ばか りでは
なく、絶対圧力 を測定できるものもある。
重錘形圧力天びんは、圧力の定義を機械的に実現 し
た標準器で、摩擦力 の影響 を小 さくしたビス トンシリ
市販 されている重錘形圧力天 びんは、通常重錘 とピ
ス トンのみではな く、油 タンク、圧力調整ポ ンプ及び
ンダと重錘によって圧力を発生 させる装置である。
圧力は単位面積当た りに作用する力 の大 きさで表 さ
被校正器取付口 (取付けねじ)等 が組み合わされた状
態になっている。
れる。
lm2の 有効断面積 もつビス トンシリンダの上に 1ニ
ュー トンの力を作用 させるとlPa(パ スカル)の 圧力
が発生することになる。
2.重 錘形圧 力天 びんの使用上 の注意
重錘形圧力天びんは、その原理から使用上の取扱 い
を誤ると大 きな測定誤差を生む場合があり、重錘形圧
重錘形圧力天 びんは圧力媒体によって、気体用、液
体用 と大別 されている。
使用圧力範囲は一般的に市販 されているものでは、
気体 の場合∼ 7MPa、 液体 の場合∼ 700MPaの ものが
で安全上からも、使用上の注意が必要である。重錘形
圧力天びんの使用 上の注意は、」
IS B 7610重 錘形圧
ある。特別に製作 される場合は、lGPaに 達するもの
がある。
力天びんに規定 されているが、主な事項 を以下に示
す。詳細はJIS B 7610に規定 されているのでそれに従
液体用 の場合、圧力媒体は油がよく用 い られる。油
力天 びんの特徴 を理解 した上で使用することが大切で
ある。 また、圧力は大 きなエ ネルギーを持っているの
う。
計測技術 2004.10.15
圧力計 「
重錘形圧力天びんJ(2)
IS B 7610-1を
超え
度等級 によって異なるため、」
ないようにする。
③ 気 流の影響を受けない環境で使用する。
これは重錘に風が当たると、重錘が発生する力
サ
カ 曽減 してしまうためである。
④ 重 錘形圧力天びんは磁気、静電気及 び振動の
さい環境で使用する。
影響力Ⅵヽ
これらは力の誤差の要因 となるためである。
(2)使 用上必要な設備及び測定器
①配管、②継手、③バルブ、④圧力媒体、⑤圧力
調整器、⑥ モニ タ圧力計、⑦温度、③湿度計、⑨気
圧計、⑩水準器、①回転計、⑫記録計、⑬ ビス トン
写真 l P D 2 7 水 用重錘型圧力標準器
圧力媒体に水を使用する重錘形圧力天びん
最大使用圧力 2 0 M P a
製品精度 : ±0 2 % o f R e a d i n g
位置検出器
従う。
以上の機器の詳細な仕様はJIS B 7601に
(3)設 置
(重錘形圧力天びんを設置するときの注意事項)
J I S B 7 6 0イ
1追
1う
こ。
び作動確認
備及
(4)準
辻う。
イ
JIS B 7601に
・
(5)管 理 保管
性能を維持できるように管理 ・保管 しなければなら
ない。
3.重 錘 形圧 力天 び ん (重錘 型圧 力標 準器 )
を用 いた校 正の不確 かさについて
3-1 重 錘形圧力天びんの発生圧力
重錘形圧力天びんの発生圧力は、重錘質量 とビス ト
ンシリンダの有効断面積から求める方法 と、重錘に記
写真 2 PD13卓 上用重錘型圧力標準器
圧力媒体 に油を使用する重錘形圧力天びん
最大使用圧力 5MPa
製品精度 :±01%of Reading(3MPa、 5MPaレ ンジのみ)
±02%of Reading(lMPa∼ 5MPaレ ンジ)
載された圧力値から求める方法がある。
(1)重 錘質量とビス トンシリンダの有効断面積か ら
発生圧力 を求める方法
重錘質量、 ビス トンシリンダの有効断面積が与えら
で
れている場合の重錘形圧力天びんの発生圧力は(1)式
表される。
重錘 形圧 力 天 びん
ビス トン
(1)使 用環境
① 一 般的には温度15∼35℃、相対湿度30∼80%
で使用する。ただし製造者の条件がある場合はそ
れに従う。
② ビ ス トンシリンダの温度と重錘の温度との差、
周囲温度の 1時 間当たりの変化及び濃1定時間内
における周囲温度の変化は重錘形圧力天びんの精
16 言十
測技術 2004.10
第 2図 重 錘形圧力天びんによる圧力計の校正
3)
圧力計 「
重錘形圧力天びん」〈
×
グ
×
π
＋
×
一
島一臨
×
″
P=
こ こで
AO×
× ―
(1+鳥×λ)
[1+α (′ヽ)]×
見 :重錘表記圧力
m3)
pO:標 準空気密度 (1.2kノ
:標
準重力加速度 (9.80665m/s2)
ふ
―
+(p′
〃×
Pα
)× g
・・・
( 1 )
3-2 不
こ こで
π
重錘質量
重錘形圧力天びんの不確かさは、(1)及
び 2)式の変
数項 と関係式 では評価 されない項 目とがある力ヽ 主な
島
空気密度
g
重力加速度
錫
重錘密度
ビス トン直径
α
γ
α
要因を以下に示す。
(1)不 確かさの主な要因
これらの不確 かさの要因の内、主な要因について説
圧力媒体表面張力
ビス トンシリンダの有効断面積 の温度係数
明する。
■0
標準状態 (温度ts、圧力大気圧)に おけるピ
ス トンシ リンダの有効断面積
′
ビス トンシリンダ温度
ム
標準温度
鳥
λ
発生呼び圧力
ビス トンシリンダの有効断面積の圧力係数
ヘ ッド差 (圧力計基準線力平氏い とき+)
″
確 かさの要因
① 有 効断面積 の不確かさ
(a)標 準状態 の有効断面積
有効断面積決定の不確かさで、不確かさが記載 され
ていない場合は校正の不確かさが相当す る。
lb)温 度係数の不確か さ
ビス トンシリンダの熱膨張係数の不確 かさで、温度
係数は20∼ 30ppm程 度あ り、温度補正 をしなくて も
校正時の温度か ら10℃ 以内で使用す れば、0.02∼
0.03%の標準不確かさとなる。
温度補正を行 う場合は、 メーカに問い合わせる。一
脅 圧力媒体の密度
( 2 ) 重錘に表示 された圧力値から発生圧力を求める
方法
般的には温度係数の10∼20%程 度である。
重錘質量、有効断面積 の代 わ りに発生圧力 のみが重
錘に表記 されている重錘形圧力天びんの発生圧力は(2)
式 で表される。
―
pα)×″×g
P={lill:i[;;liliiI;
有効断面積 の不確かさ
(C)圧 力係数
ビス トンシリンダの圧力による変形係数の不確 かさ
で、校正 の不確 かさに含まれている場合が多い。
圧力係数は、重錘質量が判っていると計算 できる。
ほ とん ど (100MPa以 下 )の 場 合 、圧 力係 数 は
lppm/MPa以 下で無視できる。
ピス トンにかかる力 の不確かさ
標準状態の有効断面積 ―>
温 度係 数 ―
発生圧力 の不確かさ
圧力係数
温度沢1定
重力加 速 度 →
ヘ ッ ド差補正の不確か さ
その他 の要 因
第 3図
(1)式の場合 の要因図
計測技術
4)
〈
重錘形圧力天びん」・
圧力計 「
温度係数 2× 1♂/℃
不確 かさ 2× 106/℃
② ビ ス トンにかかる力の不確かさ
(→重 錘質量
重錘質量 の決定の不確 かさで、校正証明書又は検査
“)表 記圧力
重錘に表記 してある圧力値の不確かさで、記載され
ていない場合 は、校正の不確かさ力淋目当す る。
(C)重 力加速度
使用場所 の重力加速度は、実測す るか使用場所付
近の重力加速度から推定す る。本州では重力加速度は
標準重力加速度9.80665m/s2ょ り約0.1%低 い値 となっ
② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
成績書に記載 してある。
圧力係数 2× 10“/MPa
不確 かさ 2× 107/MPa
ビス トン質量 1.0000kg 不 確かさ 0.0002kg
重錘質量 5.0005kg 不 確かさ 0.0002kg
重力加速度 9.80665m/♂
不確 かさ 0.0001m/s2
ヘ ッド差 loomm 不 確 かさ lmm
空気密度 1.2kg/m3 不 確かさ 0.lkノ m3
圧力媒体密度 990kg/m3
各地の重力加速度 は、国土地理院で公開してお り、
これを基に推定す るのが良い。
条件にもよるが 10ppm以 下の不確かさで推定が可
不確かさ 5kノ m3
③ 校 正温度 23℃ 不 確かさ 1℃
⑨ そ の他の不確かさは無視できる物 とする。
(2)圧 力
能である。
P=1.17743ⅣIPa
ているので注意する。
に)空 気 の浮力
空気の浮力の不確 かさで、標準空気密度 1.2kg/m3
を温度、気圧補正をして空気密度 を算出するだけで数
ppm以 下の不確 かさとなる。
(3)不 確 かさ
基本式を各要因で偏微分 して感度係数 を求め 2乗 和
の平方根 を標準不確かさとする。
① 有 効断面積 (覆)
(e)表 面張力、風 による力、水準
表面張力 による力はldyn以 下であ り、無視 できる。
他 の要因は、設置状態 を使用上の注意で示 したように
″
4=イ
す ることで無視できる程度になる。
③ ヘ ッド差補正の不確かさ
ヘ ッ ド差その ものを小 さくする ことが効果的であ
M:有 効断面積決定の不確 かさ
△α :温 度係数の不確 かさ
― ):温 度差測定の不確 かさ
△(′
ち
△λ :圧力係数の不確 かさ
る。
液体 で低 い圧力の校正を行 う場合 は、次の要因を検
討す る。
(a)ヘ ッド差
標準器 と被校正器の基準位置の差の不確 かさで、減1
定手段 によって異なるので校正者 自ら決定す る。
(D 媒 体密度
一
圧力媒体密度決定の不確かさで、 般的 には公開さ
れていないので圧力媒体密度の10%程 度を見込む必要
がある。
② ビ ストン及び重錘質量 (um)
um=△ m/m
△m:重
錘質量 の不確 か さ
③ 重 力加速度 (ug)
ug=△ 3/g
△g:重 力加 速 度 の不確 か さ
④ 重 錘の浮力補正 (ub)
“b=
④ そ の他 の要因
使用上の注意事項を守ることで無視 できる。経時変
化 については定期的な校正で、確認する必要がある。
3-3 不
Ｏ ①
確かさ計算例
第 2図 (1)式の重 錘形圧力天 びんの発生す る圧力
値 :Pの 不確 かさを算出 したものである。
重錘形圧力天 びんのデー タ
有効断面積 0.5001lcm2
不確かさ 0.00002cm2 標 準温度 23℃
18 計 測技術
・
・
。
(3)
200410
△島 :重 錘密度の不確 かさ
ゅ α:空 気密度の不確 かさ
⑤ ヘ ッド差補正 (uH)
“″ =
J:ヘ
ッド差測定の不確かさ
:重
力測定の不確 かさ
々
・
・
。
(4)
圧力計 「
重錘形圧力天びん」 〈5 )
ApF:圧 力媒体密度の不確 かさ
△島 :空気密度の不確かさ
⑥ 合 成標準不確かさ
2ン+ g“2 +b“
2
=ィ
“
z A 2 +“
2 +〃
′
…
(6)
′:校 正温度
ち :デジタル圧力計の校正時の温度
標準不確かさ z=96Pa
=2) U=200Pa
拡張不確かさ (た
4.圧 力計 の評価方法
」MIF-012「 デジタル圧力計性能試験方法」を抜粋
して記載す る。
4-1 準 備
ウ ォー ムア ップ、漏れ の確認、圧力保持時 間は
JMIF-012「 デジタル圧力計性能試験方法」 に詳細が
記載されてお り、それに従 い行 うとよい。
4-2 浪 ]定
JMIF-012「 デジタル圧力計 性能試験方法」試験 1
のすべての項 目を実施する必要はなく、 目的に応 じて
訓験項 目を選択 してよい。
測定圧力について製造者の指示がある場合は、参考
にす る。
測定点数は特性評価上十分な点数 (最大校正圧力、
最小校正圧力 を含む)と し、昇圧、降圧 を 3回 以上
繰 り返す。
測定開始点 (昇圧時では最小校正圧力点、降圧時
では最大校正圧力点)に おいては、出力が安定するま
で監視する。
圧力点から次の圧力点に移るまでの時間間隔は、な
るべ く等 しいことが望 ましい。
4-3 基
た線 を明記する。
確かさ評価例
ここで算出する不確かさはデ ジタル圧力計の特性 の
不確かさと校正時の環境 の不確かさを含 めた ものであ
る。
(1)デ ジタル圧力計の表示圧力 の基本式
「
第 2図 重 錘形圧力天 びんによる圧 力計 の校正」
でデジタル圧力計を校正する場合 の基本式
―′
″×g
4+(pr―pa)×
4=島 +α×(r_′
0)十
q× [1+(′
0)]×
・
・
。
(7)
こ こで
4:圧 力計に印可される圧力
(2)不 確かさの要因
① 表 示圧力の安定性
繰 り返し測定の標準偏差で不確かさを求める。
② ゼ ロ点の安定性 (uPO)
ゼロ点の変動幅を矩形分布として不確かさを算出す
る。
uPO=△PO
△PO:ゼ ロ点 の変動幅/御7
点の温度係数
③ ゼ ロ′
(温度補正をしない場合の算出式)
ゼロ点の変化量を矩形分布 として不確かさを算出す
る。
標準温度 :ち とデジタル圧力計温度 :′との差 を温
度差 として△αに乗 じる。
% P b = ( 1 - ち) △α
△α :ゼ ロ点の温度係数/狗写
④ ス パンの温度係数
(温度補正をしない場合の算出式)
スパ ンの変化量を矩形分布 として不確かさを算出す
る。
スパ ンの温 度特性 は一般 的にどの校正圧力点 で も同
じではな く、圧力値 に応 じて変化 しフルスケールの圧
力 で最大 となる。
本特性
特性値は圧力 で表現す ることを基本 とす る力ヽ 百分
率 で表現 して も良 い。百分率の場合、%of FSま た
は%of rdgを 明記する。また直線 性の基準 として用い
4-4 不
鳥 :デ ジタル圧力計の指示値
PO:デ ジタル圧力計のゼロ点指示値
Q:デ ジタル圧力計のスパ ン係数
α :デジタル圧力計のゼロ点温度係数
β :デジタル圧力計のスパ ン温度係数
%33=(′―ち)民/3物 ×△β
η%:ス パン
△β:スパンの温度係数//循
⑤ デ ジタル表示分解能
デジタル表示の最小分解能で、最小デジット (最小
読取 目量)の 大 きさから不確かさを算出する。
最小デ ジットの分布は矩形分布 とな り、デジタル表
示分解能の1/々7を 不確かさとす る。
⑥ 読 み取 り分解能
読取れる最小圧力を矩形分布 とし、読み取 り分解能
の不確 かさとする。
デジタル圧力計によっては表示 が不安定でデジタル
表示分解能 よ り大 きな圧力でしか読取れない場合があ
る。 この場合 は読み取 り分解能 として評価す る。
万
読み取れる最小圧力分解能の1//々
計測技術 2004.10 19
重錘形圧力天びん」 { 6 )
圧力計 「
の値 とする。
⑩ ヘ ッド差補正
⑦ 姿 勢差
取 り付け姿勢を±1度 とした傾斜影響 (誤差)を 矩
形分布 として不確かさとする。
(校正時の取 り付け姿勢 を± 1度 以内で行った場合)
・
・
・
(8)
③ 電 源電圧変動
製造者の仕様の許容範囲内で校正したため、不確か
さを考慮 しない。
⑨ 標 準器
合成標準不確かさ」
第 3表 標 準器の不確かさの 「
AFr
ヘ ッド差測定の不確 かさ
々
重力測定の不確 かさ
圧力媒体密度の不確 かさ
物
物
スパ ン
第 1 表 校 正条件
値
項目
温度
最 高
228
最 低
215 ℃
05 ℃
不確かさ
測定条件
1000
hPa
不確かさ
10
hPa
ヘ ッ ド差
10 cm
大気圧
大気圧
ド差
01
不確かさ
ゼロ点
0005 %FS/℃
スパ ン
0005
温度係数
001
表示分解能
分解能
ゼ ロ点
0001 %FS/度
0 %FS/度
スパ ン
マ シン油
校 正の不確 か さ
密度
091
密度の不確かさ
005
有効断面積
001
%
重錘質量
001
%
001
%
経時変化
o00ol
不確 か さ
有効断面積
温度係数
不確 か さ
第 2表 デ ジタル圧力計の表示値 (測定データ)
2回 目
昇圧
0000
0硼
2
4
6
2005
4007
6008
8005
2006
4009
6010
8006
2008
4009
6010
8007
4011
6012
8008
降圧
3回 目
昇圧
00003
降圧
000K17
昇圧
降圧
20 計 測技術 2004.10.
6011
2晰
降圧
標準偏差
ppm
0004
6009
昇圧
平均
ppm
単位 [MPa]
0
降圧
昇圧
ppm
2
O
振動、風等 その他 の不確か さ
1回 目
m/s2
20
23 ℃
校正温度
圧力 MPa
g/cm3
g/cm3
980665 m/♂
重力加速度
重力加速度
標準器
%FS/℃
%FS
001 %FS
読み取 り分解能
傾斜影響
圧力媒体
cm
±1 度 以内
校正時姿勢差
被測定器特性
℃
00006
40080
8007
10005
80060
100040
60110
20073
O IX115
00010
00010
00010
00010
00015
O IX112
00010
00010
0 0KX16
7)
圧力計 「
重錘形圧力天びん」・
〈
第 3表 標 準器の不確かさ (重錘形圧力天びんの発生する力)の バジェット表
詳細項 目
単位 [MPa]
圧力 [MPa]
感度係数
4
校正時有効断面積
有効断面積
温度係数
0000o0
(t―tO)
温度係数
ビス トンにかかる力
6
0001110
1
000030
000040
000050
000001
000002
000000
000001
001X101
O IX101xl 000001
000002
000003
000005
重錘質量
1
000000
000010
000020
000030
000040
000050
重力加速度
l
0 000oo
001X10】
000002
000003
000004
000005
000030
000040
000050
000000
経時変化
000010
l
その他 の不確 か さ
000000
000000
000000
000000
0 000oo
合成標準不確かさ
000000
000017
000035
000052
000070
000087
000035
000070
000110
000140
000180
拡張不確かさ (k=2)
第 4表 デ ジタル圧力計の不確かさ
大項 目
詳細項目
単位 [MPa]
圧力 [MPa]
感度係数
0
測定値 のば らつ き
被校正器
l
4
6
00015
00010
00010
00010
00010
00002
0011112
00∞ 2
ゼロ温 度係数
t。
(t―
)
00002
00002
001X12
スパン温度係数
Pm/Pfm (t― t。
)
00000
00000
00001
00∞ 2
00002
分解能
1
00001
001101
00001
00001
00001
読み取 り分解能
l
00001
00001
00001
取付姿勢
l
圧力の不確かさ
00001
00000
00000
00002
00∞ 3
g× H
00000
00000
001X10
空気の密度
g× H
00000
00000
00∞ 0
00000
00000
00000
00000
00000
合成標準不確かさ
00006
00016
00011
拡張不確 か さ (k=2)
00013
00032
00022
ヘ ッド差測定
重力加速度
l p f p a )g ×
(ρ
f pa)×H
00001
00000
圧力媒体
標準器
00001
001X19
00000
00000
00000
00000
001X10
00000
00000
00000
001112
00013
O IX114
00024
00026
00028
00000
バジェット表中の 「
圧力の不確かさJの 値は第 3表 の 「
合成標準不確かさ」の値である。
おわ りに
重錘形圧力天 びんを標準器 として、デジタル圧力計
を校正する方法の不確 かさ見積 もり例を紹介 した。標
準器や校正品又は校正方法の違いによって、不確かさ
の要因及 び影響度合 いは変わって くるカミ 基本的考え
方は同じである。本文が不確かさ評価の参考 として役
立てば幸 いである。
【
筆者紹介】
正 ((昭和43年 1月 25日生 ・長野県出身)
塚 田 和コ
長野計器0
計器帥 製 造本部 上 田計測機器工場
品質保証讐
保証部 計 量標準課 係 長
〒386-850
6-8501 長野県上田市大字秋和 1150
TEL:02: 0268-22-7530
<参 考文献>
(1)」IS B 7601、
1∼3 重 錘形圧力天びん―
(2)JMIF 012 デ ジタル 「
圧力計性能試験方法J,1711日
本計量機器
連合会規格
Fノ
ヽX : 0286-23-6186
E―
Mail:1
ail : keiryou@naganokeiki9ojp
主 なる場
なる業務歴及び資格)
〈
:技 術 9年
歴 :J
業務歴
:計量標準 (校正事業)5年
(3)「計測における不確かさ表現のガイド」
, 日本規格協会
(会社紹介はP79参照)
支利行 2004:10. 21
言十沢lま
長 さ測定工 具 の校正 (1)
A040711
CLS
04′
¥500′
υ」
論う
0385-9886′
特集 :計量 ・計測器の校正用実用標準とその校正①》
《
長 さ測定工具の校 正
ー
<ノ ギス、 マ イクロメー タ、ダイヤルゲ ジの校正 >
閉ミツトヨ 山 領 泰 行
Yasuyuki Yamaryo
一
織平 宏
Hirokazu Orihira
れている。
は じめに
物造 りにおいて欠かせないのが長さ測定である。製
造業 に携わる全 ての事業者 は何 らかの長さの測定機器
を保有 し、その管理を行 っている。 さらに、IS0 9000
やIsO/TS 16949の 認証登録事業者 に対 しては、そ
の測定機器の校正管理についての要求事項があ り、頭
を悩 ませている事業者 も少なからずあるものと思 う。
ー ー
ー
測定機器の高精度化が進み、ナノメ トルオ ダ
の測定 も可能になって きた。三次元測定機 など多機能
な測定機器が市場に普及 しているが、本稿では多 くの
現場 で使用 されているもっとも標準的な 4機 種 の淑1定
ー
工具 (ノギス、マ イクロメー タ、ダイヤルゲ ジ、ハ
イ トゲー ジ)を 取 り上l六 その校正方法 と基準器 につ
いて説明する。
なお、校正に欠かせない不確かさの評価については
測定
紙面の都合上触れていないので、ISO国 際文書 「
における不確かさの表現 ガイ ド (GUM)」 などの文献
を参照 されることをお勧 めする。
ー
長 さの測定機器の トレ サ ビリテイがあるとい うこ
ー
とは、 このレ ザにつ ながつていることであ り、計量
法の計量標準供給制度 と校正事業者認定制度 OCSS
制度)で 一般ユーザにトレーサビリテイが提供されて
CSS制度の一例を示す。
いる。第 1図に長さにおける」
ー
国家標準 であるよう素安定化 He―Neレ ザで直接校
正 された、 よう素安定化 He_Neレ ーザ Ccss校 正証明
書付 き)を 特定二次標準器 として保有 した認定事業者
ー
があ り、 レーザ波長 の校正 を実施 しJCSSロ ゴマ ク
CSS校 正 された実
付 の校正証明書 を発行する。その」
ー
ザ を常用参照標準 として用 い、
用安定化 He―Neレ
CSS認
ブロックゲー ジの干渉測定 による校正を行 う」
定事業者がある。以下同様 にしてJCSS校 正の連続で
下位 の認定事業ができる階層制が認 められている。ま
た、」CSSの ロゴマー クの付 いた校正証明書は国家標
準 に トレーサブルであることが保証 されている。
ギ スの校正
ノギスは比較 的手 ごろな価格 で手に入れることがで
き、手 に持って使用するハ ン ドッールで、長さの精密
測定器 として、広 く産業界で使用されている。その仕
IS B7507に 定められてお り、例えば目量、最月ヽ
様 は」
2.ノ
ー
1.長 さの トレ サ ビリテ ィと」CSS制 度
長 さの単位 メー トルは、SI単位 の中でも最 も基本的
の 1の 時間
な単位 のひとつで、「1秒 の299,792,458分
に光が真空中を伝 わる行程 の長 さ」 と定義 されてい
る。 しかし、光の移動距離 を測定することは実際的で
測定するこ
はないので、通常 はレーザ光の周波数 lf2を
とで波長 (λ
)を求 めている。 ここで光 の真空中での速
表示量は、バーニヤロ盛 タイプ (第 2図 )で 0.05mm、
指針 のあるダイヤルタイプで0.02mm、 高精度なデ ジ
タル表示 タイプ (第 3図 )で 0.01mm、 が標準的であ
度を(c)とすると
/s)
λ=c/f (c=299,792,458m′
る。
¨
・
(1)
となる。
日本 における長 さの標準 は、触)産業技術総合研究
ー
所有す
所計量標準総合 センタ ゛ MIJ/AST)が
ー
線波長安定化 He_Neレ ザ装置 で
るよう素分子吸1又
さ
あり、 この波長はBIPMの 勧告で632 9913981nmと
22 計
測技術
200410.
己載 されてい るようにブロ
その校正はJIS B75併 に言
ー
ックゲ ジを汲1定面の間に挟 みノギスの読み値 とブロ
ックゲージの値 を比較することで行 う。使用する標準
ー
器 は、JIS B7506で 規定される 2級 ブロツクゲ ジま
ー
たは同等以上のゲ=ジ を使用す る。ブロ ックゲ ジは
様 々なサイズがあ り1セ ット (第4図 )保 有す ると長
長さ測定工具の校正¨(2)
よう素安定化 He Neレ ーザ
NMI」/AIST
認定審査
サーベ イラン
よう素安定化 He Neレーザ
波長校正認定事業者
実用安定化 H e N e レ ーザ
ブロックゲー ジ校正認定事業者
( 干渉測定)
校正用 プロックゲー ジ
ブロ ックゲー ジ校正認定事業者
( 比較測定)
校正用 ブロ ックゲー ジ
扱l 定工具校正認定事業者
各種基準器/ 波1 定工具
一般ユ ーザー
第 1図 長 さの トレーサ ビリテ イ
第 2図 バ ーニヤロ盛 タイプのノギス
第 3図 デ ジタル表示タイプのノギス
第 4図 プ ロックゲージセット
さ測定器の校正に広 く利用 できるので便利 であるカミ
ノギスの校正に限った場合校正時にノギスとブロ ック
ゲー ジの両方を校正者が持つため、熟練者でない と保
持方法 による測定値 のばらつ きが問題になる場合があ
る。この問題を解決するために、予めノギスの校正ポ
イ ン トに合わせてブロックゲージを積 み重ねた専用 の
第 5図 ノ ギス校正用の標準器
標準器がある (第5図 )。ノギスには、内径などを測
計測技術 200410.23
3)
長さ測定工具の校正 〈
定す るための内側測定用 ジ ョウを持 つ タイプが あ り、
上記 の専用標準 器 は外側測 定 と内側測 定 の両方 の校
正が出来 るようブ ロ ックゲー ジがセ ッ トされている。
② 目 盛面と校正者の日の位置によって読み取る値
が変わること (これを視差という)が あるので、
常に目盛面を垂直に読むことが大切である (第7
校正ポイ ン トとしては、通常、最大測定長 150mm
のノギスでは 3点 、200mmで は 4点 、それぞれ最大
ISでは本尺の目盛面 とバーニヤロ盛
図)。なお、」
傾斜先端 との段差は0.3mm以 下 となっている。
測定長含 んで測定する。ノギスの精度は器差 として
JISに定められてお り、
・
・2)
・
器差 =ノ ギスの読取値 ―標準器の値
ISの器差を第 1表 に示す。
として表 される。」
ム
り抜粋)
第1表 ノギスの器差の許容値 OIS B7507:1993よ
単位 [mm]
目量、最小表示量又は最小読取値
測定長
01」モは005
50以 下
±005
50を 超 え100以 下
±OЮ6
100を超え200以 下
±007
200を超え300以 下
±008
300を超え400以 下
±009
400を 超 え500以 下
±010
500を 超 え600以 下
±0
002,ζは0.01
±003
±005
1
600を 超え700以 下
2
700を 超 え81Xl以下
3
800を 超 え91Xl以下
4
900を 超 え1,000以下
5
■006
校正時には以下の点を注意す る必要がある。
① ノ ギスは測定物を挟むジョウと目盛の位置が離
れてい る構造のためアッベ誤差が発生す るので、
適正で均一 な測定力でないと誤差を生 じる。標準
的な ノギスには定圧測定装置が付 いてい ないの
で、測定力 については熟練 が必要である (第 6
図)。
第 7図 ノ ギスの視差
3.マ イク ロメー タの校正
マ イクロメー タは前述 のノギスと同様にハ ン ドツー
ルであるカミ さらに高精度な測定が必要な場合に使用
される。その仕様はJIS B7502に定められてお りt目
量、最小表示量は、 日盛 を使用するタイプ (第8図 )
は0.01mm、 デジタル表示 タイプ (第9図 )で は0.001
mmで ある。 目盛を使用するタイプは、熟練が必要で
あるが0.001mmま で読 み取 ることが出来る。 また、
マイクロメータは精密なねじの送 り量 を使用する構造
上、測定範囲がOmm∼ 25mm、 25mm∼ 50mm、 50
mm∼ 75mmの ように25mm単 位 で分かれている。
第 6図 測 定力による誤差
24 計 測技術
2004 10.
第 8図 目 盛読取 タイプのマイクロメータ
長さ測定工具の校正・(4)
第9図 デ ジタル表示タイプのマイクロメータ
マ イクロメー タの校正方法 は」
IS B7502に 定 め られ
てお り、 ス ピン ドル とア ンビルの平行度 を干渉縞 で測
定す るためのオプチ カルパ ラレル と器差 を調 べ るため
に」IS B7506で規 定 される 0級 または 1級 のブロック
ゲー ジを使用す る。器差 はマ イクロメー タの精度 を表
第 10図 マ イクロメータ校正用プロックゲージセット
し、
珀
器差 =マ イクロメー タの読取値 ―標準器 の値 … (3)
としてJISに 定 め られている (第 2表 )。 マ イクロメー
タの器差 を測定する場合、10mm、 20mmの ように整
数倍 の測定点だけを測定すべ きではな く、ね じの一 回
転 における誤差を考慮 して設定する必要がある。JIS
B7502で は例 として 「
_2.5、
5 .1、7.7、103、12.9、
15、
20.2、
228、25mmの ブロ ックゲージをセットに
17.6、
して使用する」 と書かれている。これらの測定点 はブ
ロ ックゲージを組み合わせて作ることが出来るが、マ
イクロメー タの校正用 として最初か ら」
ISの測定点 と
同 じサイズのブロックゲー ジと平行度 を調べ るオプチ
カルパ ラレルを 1セ ットにした標準器があるのでこれ
第1 1 図 マ イクロメータ専用スタンド
を使用すると便利である (第10図)。
り抜粋)
第2表 マイクロメータの器差 OIS B7502:1994よ
測定範 囲 [mm]
m]
器差 [‖
m]
測定面の平行度 [μ
0 - 25
25´-50
2
50 ∼ 75
75 - 100
100∼ 125
125∼ 150
150∼ 175
175∼ 200
±4
校正 に際 しては、専用 のスタン ド (第H図 )に マ
イクロメー タを固定 し、順次ブロックゲージを入れ替
えて器差を測定する力ヽ その際注意 しなければならな
いのは測定室の温度環境 と測定者の体温などの温度の
影響 である。マ イクロメータはその名の通 りlμm単 位
で測定できる測定器のため温度による熱膨張 の影響を
考慮 しなければならない。
その ため には
① 測 定室の温度は18℃から25℃で保たれ、温度
変化 も1時 間当たり1℃以下であること (温度環
境 としては、JCSSの 技術的要求事項適用指針を
参照)
② マ イクロメータとブロックゲージは測定室に2
時間は放置 し温度差がないようにすること
③ 測 定者の体温が直接 ブロックゲージに伝わらな
いよう手袋 を使用 し、かつ出来る限り短時間で測
定すること
④ 校 正前に必ずゼロ点が合っているか確認するこ
と、25mm以 上の場合 はマイクロメー タ基準棒
(第12図)を 挟 み確認す ること
な どが重要である。 測定点 に合 わせてブ ロ ックゲー ジ
第 12図 マ イクロメータ基準棒
言
十力
謝i支綱に 2004.10
25
長さ測定工具の校正…(5)
を交換する手間を省き、さらに手で直接持たなくて良
いように専用のホルダも用意されている (第13図)。
これらを利用すると効率 よく正確な校正が出来る。
盛板上で読み取る測定器である。前述 のノギスとマイ
クロメー タはゼロ位置 となる基点からの距離を表示す
るのに対 して、ダイヤルゲー ジはその構造上基点がな
く、使用に際 しては必ずスタン ドや専用の治具などに
固定され、ゲージブロックやマスターワーク等で指示
値 を調整 してから測定 し、設定 した基準値 または規格
値 に対 しての差を見る比較測定器である (第15図)。
第 13図 専 用ホルダ
また、マ イクロメー タのシンブルの目盛線 とスリー
プの基準線 とは同一平面 にないため、真正面から見 て
視差が生 じないよう注意が必要である (第14図)。シ
ンブルの 目盛線 とス リー ブの基線の段差 はJISで は
0.4mm以 下 と設定されている。図のような見方をする
と最大で2μmの 視差が生 じる。
A
″
マ
第 15図 ダ イヤ ルゲー ジ
ダイヤルゲー ジの校正方法 はJIS B7503に規定 され
てお り、マイクロメー タヘ ッド (第16図)ま たは浪1長
器を標準器 として使用 して、ダイヤルゲージのスピン
／ ヽ
第 1 4 図 マ イクロメー タの視差
なお、測定範囲50mm以 上の大 きなサイズのマイク
ロメー タの校正にはマ イクロメー タ基準棒 とゲージブ
ロックを併用す ることが多 い。
4.ダ イヤル ゲ ー ジの校正
ダイヤルゲージは、測定子 の付 いたスピン ドルの移
動量 を、機械的な拡大機構 を利用 して指針 の位置を目
26
言
+浪J才
支綱
ほ 2004 10
第 16図 マ イクロメー タヘ ッ ドを使用 した校正器
長さ汲l定工具の校正 〈61
ドルをある定められた値だけ押込んで指針 を目盛に合
わせ、その時の読み値 と標準器 の値か ら差 を計算す
ステムでは、ダイヤルゲージの種類 と校正に使用する
規格 を選択すると自動的に測定点付近 までス ピン ドル
る。測定ポイ ン トは」
IS B7503によれば、「
基点か ら
つ
2回 転 までは1/10回 転ず 、5回 転 までは1/2回
を送ったあと微調整をジョグダイヤルで行 い、誤差線
図か らの計算 もPCで 行 うな ど全 自動 まではいかない
転ずつ、5回 転以上は 1回 点ずつ、ス ピンドルを測定
範囲の終点まで押込み、そのままの状態か らスピンド
ルを逆方向に戻 しながら押込みの方向の測定時 と同一
までもかなり校正者の負担 を軽減できる。ただし、マ
イクロメータヘ ッ ドを使用 した校正器 と比べて高価 で
あるので、校正すべ きダイヤルゲー ジの数によって選
測定点を淑1定して得 られた両方向の誤差線図から求め
る」 となってお り、非常 に多 くの測定ポイ ン トと誤差
択すべ きである。
5.ハ イ トゲ ー ジの校正
ハ イ トゲー ジは、高 さ寸法 を測 る測定器で、通常、
線図を描 いて求める必要があ り校正作業 としては複雑
なため校正に要する時間も長 くかかる。そのため、最
近ではマ イクロメー タヘ ッドか ら直動式のス ピン ドル
の移動量 を光学読み取 リスケールでカウン トし、Pc
けが き用の先端をもつス クライバの測定面 とハ イ トゲ
ージのベース基準面 との距離 を測定す る。測定値 を読
み取る機構 はノギスと同じである (第18、19図)。ハ
イ トゲージは高さを正確 に測るため精密定盤 の上で使
用 される。
IS B7517に記載 されているように定盤
その校正は」
上でブロックゲー ジなどの基準器 と比較 して行 う。使
によリデ‐ 夕処理を行 う校正 システムが使 われている
(第17図)。なお指示の最大許容誤差を第 3表 に示す。
IS B7506で 規定 される2級 ブロ ッ
用す る標準器は、」
ー
クゲ ジまたは同等以上 のゲー ジを使用する。ハ イ ト
ゲー ジの精度 はノギスと同様に器差 としてJISに定め
られてお り、
器差 =ハ イ トゲージの読み ―標準器 の値
¨ (4)
で表 されている。精密定盤の上に標準器を置 きハ イ ト
ゲージのスクライバの測定面 で挟んで読み取 る点の違
いはあるが ノギスの器差 と同様な考 え方である。ハ イ
トゲー ジの器差 の許容値を第 4表 に示す。
第17図 Pcを 使用した校正システム
マ イクロメー タヘ ッ ドを使用 したダイヤ ルゲー ジ校
正器 は比較 的安価 であるが、 マ イクロメー タヘ ッ ドを
器差を測定する際の標準器はノギスの場合 と同様 に
ブロ ツクゲージを取 り替えなが ら測定するよ りは、測
定点 に合わせて予めブロックゲージを積み重ねた専用
校正者 が正確 に定め られた値 にセ ッ トしなけれ ばな ら
ないため熟練が要 り、 また多数の測定点 を測 らなけれ
の標準器の使用が便利である (第5図 ).
また、ハ イ トゲージはスクライバの測定面 とハ イ ト
ばな らないの で負担 が大 きい。PCを 使用 した校正 シ
第 3表 ダ イヤルゲージの指示の最大許容誤差 OIS B7503:1997よ り抜粋)
m]
単位 [μ
目量及び測定範囲
10mm
獅町
測定範囲
0 01mrn
以下
戻 り誤差
繰返 し精密度
1/10回 転
2mmを 超え
10mm以 下
4
5
lmm以
3
下
lmmを 超え
2mm以 下
4
4
5
1
5
±6
1回 転
±7
±4
± 12
±5
±7
2回 転
全範囲
超え
5mm以
4
1/2回 転
指示誤差
2mmを
3
l
5
8
0 0Cllmm
0002mm
± 15
±7
計測技術
下
長さ波1定工具の校正 〈7)
機器 の持つ特性 をよく理解 した上で、行 うことが重要
である。特に測定範囲の大 きな測定機器を校正する場
合、校正室の温度環境 は、校正の不確かさに与える影
響が大 きくなるので、十分な配慮が必要 となる。被校
正物 と基準器の線膨張係数が異なる場合 には、その温
度環境は基準温度である20℃ に近 いことが望 ましい。
また、線膨張係数力ヽまぼ同じ場合 で も、被校正物 と基
準器 に温度差が生 じないように十分な温度慣 らしが必
要であ り、校正室の温度変化 も小 さく抑 えることが重
要 となる。 さらに校正作業 のばらつ きも問題 とな り、
小 さい不確 かさを要求する場合は校正作業者 の熟練度
も考慮 して校正を実施すべ きである。
2001年 にJCSSの 階層化が認められて以降、長 さの
分野 では幅広 い認定品目が設定されてお り、本稿で紹
介 した測定工具並 びに基 準器 につい ては いず れ も
JCSS校 正 を行 う認定事業者が存在する。基準器を購
入 し、内部校正を行 うほどの数量の測定工具を保有 し
ていない、規模 の小 さな事業者が適切な校正管理 を行
おうとする場合は、それ らを利用することもひとつ の
第18図 目 盛読取タイプの
ハイトゲージ
第
19図 デ ジタル読取 タイプの
ハ
イトゲージ
第4表 ハ イトゲージの器差の許容値 OIS B7517:1993)
単位 [mm]
測定長
50以 下
日量、最小表示量又は最小読取値
002'い ま001
方法であろう。
<参 考文献>
(1)大 園成夫 :JIS使い方シリーズ 新版 精密測定機器の選び方 ・使
い方,日 本規格協会
(2)」ISハンドブック2004年版 機械計測,日 本規格協会
04,
CT20106‐
(3)JCSS技 術的要求事項適用指針 測 長器,測 微器」
ー
センタ
(独
)製品評価技術基盤機構認定
±005
50を 超 え 100以 下
10oを超え200以下
±007
2Xlllを
超 え300以 下
±008
翻 を超え4∞ 以下
■009
400を超え500以 下
0
Юoを 超え600以 下
±011
600を超え700以下
2
700を 超 え800以 下
3
800を 超 え900以 下
±014
900を 超 え1.00o以下
±015
±004
ゲージの目盛面が離れてお り、測定力によるアッベ誤
一
差はノギス以上に注意が必要である。常 に適切 で均
な測定力 で濃1定することが必要である。
おわ りに
以上、簡単な校正方法 と使用す る基準器 について述
べ てきたが、校正にあたっては、適切な環境 の もと、
トレーサビリテイの取れた基準器 を使用 し、その測定
28 計 測技術 200410.
山領 泰 行
ツ トヨ 品 質保証室 室 長
llklミ
〒213‐
8 533 川崎市高津区坂戸120-1
TEL:044-822‐
5604 FAX:044-8118513
E Mail:yasuyuki yamaryo@mitutoyo cojp
織 平宏 ―
卸 ミツ トヨ 品 質保証室 次 長
〒213-8533 川崎市高津区坂戸 1-20-1
TEL:044-822 5604 FAX:044811-8513
E‐
Nfail : hirokazu_orihara@mitutoyo coip
株 式会社 ミツ トヨ
(代表者〉 手塚和作
8533 川 崎市高津区坂戸 1-20-1
(本社住所〉 〒 213‐
TEL:044-813‐8201 FAX:044‐ 8138210
URL:httpノ /www mitutoyocojp
実用標準温度計を用いた温度計の現場校正 (1)
A0407‐
15
0 3 8 59‐
8 8 6 / 0 4 / ¥ 5 0 0文ん
/論
CLS
特集 :計量 ・計測器の校正用実用標準とその校コ①》
《
実用標準温度計 を用 いた温度計 の現場校 正
<現 場校 正 に使用 す る機器 と校正作業のポイン ト>
帥チノー 神 山 雄 三
Yuzo Kamiyama
は じめに
温度計の校正 。点検では、使用 されている現場から
温度計を取 り外 し校正室で実施する方法、または温度
計 は取 り外 さずに校正装置を温度計使用現場に持ち込
み校正、または点検 を行 なう方法がある。 ここでは医
薬品製造業で要求されるバ リデーションとしての温 度
計 のキヤリブレー ションを実施する際に、校正 。点検
作業に使用 される標準温度計の種類 と維持管理および
校正 ・点検方法について校正装置を含めて紹介する。
1.温 度計 の種類
標準温度計 としてはセンサに白金浪1温抵抗体、熱電
対、サー ミスタ、水晶振動子な どを用い、センサの信
号を温度表示する指示計から構成 されるものと、ガラ
ス製温度計のような一体型の ものがある。
(1)セ ンサの種類
写真 1 標 準白金測温抵抗体
が必要で現場 レベルの実用的な標準器 としては不向き
である。
(b)シ ース測温抵抗体 (写真 2)
① 白 金測温抵抗体
(a)ITS-90(国 際温度 目盛 1990年 )を 補間する温
度計 (写真 1)
一般的に標準白金測温抵抗体 とよばれ、
JISに規定
される白金測温抵抗体 とは異 な り、長期 の安定性数
「
JIS C16∝ 涸J温抵抗湘 に規定される白金測温抵
抗体 で、金属保護管の内部にマグネシア粉末を充填 し
た もので機械的強度もあ り、工業用 として多 く使用 さ
れてい る。使用温度範囲も-200℃ ∼ 500℃ と広 く安
mK(mK:1/1,000℃
定性 も当社内の試験では500℃ で1,000時間の使用で
)を 確保す ることを目的に作
られたものである。
抵抗値 は水 の三重 点 (o.ol℃)で 25Ωまたは25Ω
公称値のものが多 く、またその温度係数 はガリウムの
融解点 (29.%46℃)の 抵抗値 lRca)を 水 の三重点の
抵抗値 (RTPw)で 除 した抵抗比 W(Ga)≧
1.H807
または水銀 の三重点 (-38.8344℃)の 抵抗値 (RHg)
を水 の三重 点 の抵抗値 (RTPw)で 除 した抵抗比 W
(Hg)≦ 0.844235であることが条件 となっている。
この温度計は校正機関、企業における一次標準器 と
して使用 され、測定範囲 も13K← 2593647℃ )か ら
961.78℃までと広範囲であるが取扱 いには細心の注意
写真 2 シ ース測温抵抗体
計測技術 2004.10 29
実用標準温度計 を用いた温度計の現場校正 《2)
∼
も0℃ の抵抗値変化 は温度換算 で0.1℃ 0.2℃程度 と
安定 している。現場 における実用的 な500℃ までの温
ー
度計 として使用できる。測温抵抗体 のリ ド接続には
3線 式 と4線 式があ り3線 式の場合 は入力端子 との接
触抵抗 、リー ド線周囲の温度変化による影響があるの
で、できれば4線 式 のものを推奨す る。
② 熱 電対
熱電対 を標準 として使用する場合、熱による安定性
を重視すればR熱 電対が良いが、保護管が非金属 (ア
ル ミナ)で 機械的強度 に難点があ り、外径 も約6mm
程度 と比較的太 くなって しまうなどのハ ンデがある。
熱電対ではK熱 電対が多 く使用 されている力ヽ K熱 電
対 の素線 はニ ッケル及びクロムを主体 とした合金のた
め熱 による変化 もR熱 電対に比 べ ると大 きく、特 に
ー
200℃ ∼ 400℃ の範囲で使用 した場合 シヨ トレンジ
オーダリングと呼ばれる履歴現象が起 こ りやす く数℃
の変化が生 じる場合 もある。K熱 電対 を現場標準 とし
ISに規
て使用す る場合 は500℃以上 の温度で、かつ 」
定する限度内温度で使用することを奨める。
ー ミスタ
③ サ
サ ー ミス タ温度計は使用可能上限温度が300℃ 程
度、また 1本 の温度計 で測定できる範囲もЮO℃ 程度
と白金測温抵抗体に比較 し狭 いが形状 も小 さく応答性
等に優 れ、また温 度による抵抗値変化 も大 きく感度 に
優れるなどの利点 もあ り、指示計 と組み合 わせて常温
付近の標準温度計 として使用 されている。
④ 水 晶温度計
感温部 に水晶振動子 を使用 し、温度変化 による発信
周波数の変化 をとらえて温度計 としている。温度変化
に対 して感度が大 きく、微小 な温度変化 の測定 には優
れているが上限温度は150℃程度で、また形状 も比較
的大 きい。
⑤ ガ ラス製温度計
ガラス製温度計は、二重管式 の基準温度計がよく標
準温度計 として使用 されている。指示計が不用 のため
使用場所 を問わずに簡単 にかつ比較的正確な温度測定
が最大の長所 ではあるが 1本 の温度計の測定範囲は通
常50℃ と狭 く、 また破損 しやす い といった短所 もあ
る。
(2)指 示計器
サー ミスタ温度計、水晶温度計では専用の指示計が
通常用意されているが白金測温抵抗体や熱電対 では抵
抗測定装置、デジタル電圧計で抵抗値 または熱起電力
を測定 しその測定値 から温度 を計算により求める方法
もあるカミ 温度値 を直接表示する指示計器を使用する
30 計 測技術 2004.10.
写真 3 慣 I温抵抗体用指示計
方法が便利 である。
① 測 温抵抗体用指示計 (写真 3)
測温抵抗体用 の指示計 はハ ンデイタイプの簡単 なも
のか ら1/1,000℃ の分解能を有す る精密温度計 タイ
プのものまで種 々の ものが販売 されている。
(a)ハ ンディタイプ指示計
一般的 には0.1℃分解能 の ものが多 く、また温度表
―
示 させるための抵抗値 温度換算 はJIS C1604に規定
す る規準抵抗値 によるものが殆 どで、白金測温抵抗体
の個 々の特性 を補正できるものは少ない。 しか し最近
になってハ ンディタイプの もので0.01℃分解能で白金
測温抵抗体の個 々の特性 を簡易に補正す る機能をそな
えているものも市場 に出回ってきている。
(b)精 密温度計
通常 1/1,000℃ の分解能 を有 し、白金測i融 抗体
個 々の 特性 を補正す る補 間式 (ITS-90の 補 間式、
甫間式な
Van Dusenの 補間式、IPTS-68のネ
Cttendar―
ど)の 機能 を有 している。
白金測温抵抗体 を事前に何点かの温度で粋性を評価
し、その結果を計器に入力することで白金抵抗温 度計
の誤差が補 正でき、温度表示値はほぼ正 しい温度 を示
す。
ただしハンディタイプに比較すれば重 くまた大 きい。
② 熱 電対用指示計
熱電対用指示計 には測温抵抗体用のように固有の特
性 を補正す る機能 を有 したものはなくJIS C1602に規
―
定する温度 規準起電力 による温度換算機能を有 した
ハンデイタイプの温度指示計 またはデジタルマルチメ
ー タを使用するのが一般的である。
実用標準温度計を用いた温度計の現場校正¨13)
2.標 準温度計 の運用
(3)日 常管理
標準温度計を運用するにはまず校正の内容、校正結
果の運用、 日常管理などについて明確 に してお く必要
がある。 ここではセンサと温度が直接指示できる指示
計を組 み合わせた標準温度計を対象 とした。
(1)標 準温度計の校正
確実な方法は安定 した温度で温度計指示の変動を監
視することである。身近で安定 した温度として実現で
きるのは0℃ である。0℃ を確 実に実現する方法 は、
氷を削氷器で細か く (ザラメ雪程度)し たものをステ
ンレスポットに硬 く詰めさらに水 (水道水で可)を ふ
りかけ (2リ ットルのポ ットで約 100mL程 度)30分
標準温度計の校正 は外部の校正事業者に依頼するこ
とになるが、最近 は校工事業者 の認定制度のJCSSも
普及 してきた。できれば認定事業者へ校正を依頼する
程度放置する。 この状態で0℃ ±o.ol℃の温度 は実現
で きる。なお使用する氷は家庭用冷蔵庫でつ くられる
ことをお奨めする。校正の種類 にはITS‐
90に 規定す
る温度定点を実現 して校正を行 う 「
定点法」 と温 槽、
比較的柔 らかい ものを使用す ること。市販 されている
ようなロックアイスは硬 くて温度が低 いので0℃ に安
電気炉中で標準温度計 との比較による 「
比較法」があ
るが、現場 レベルで使用することを目的とした温度計
定するまで長時間かかる。
では 「
比較法」で十分である。
校正する温度点は使用する温度範囲の最低、最高温
度 とその中間温度で少なくても2点 できれば 3点 の合
計 4点 から5点 は必要で、センサが白金測温抵抗体 の
場合 は0℃ を含むと管理上 も便利 である。
(2)校 正結果の運用
前項 で説明 したように、外部の校正では決められた
何点かの温度で しか校正値 は与えられていない。 とこ
ろが、その温度計では校正 された温度以外 で校正 しな
くてはならない場合がある。 この ような場合は校正結
写真 4 削 氷 とステ ンレスポ ッ ト
果を最小 自乗法 を用 いて、近似式で近似 して使用する
方法が一般的である。次の事例 は 2次 式で近似 したも
のである。
2次近似値 ″α
+わ
4+ε
イ
と校正値 ′
第 1表 の表示値 `′
か ら最小 自乗法 に よ り
もとめ られたa、b、c
a=-0.017803
b=1.00152
C=-3.4893E-07
近似式か ら求 めた校正値 は近似 による誤差 を明確 す
るため 1/100℃ まで表示 した。
第 1表 校 正結果と近似式による近似値
校正証明書に記載された結果
表示値 ′
-500
校正値 ′
写真 5 削 氷中にセンサを挿入
近似式から
求めた近似値
-5010
-002
500
0℃ における温度指示 で日常的に管理可能な温度計
は、センサに白金測温抵抗体、サー ミスタ、水晶振動
子 を用 いた温度計 とガラス製温 度計で0℃ 目盛 を有 し
15020
2000
2m3
300.0
3005
20027
25034
たものがある。
センサに熱電対を用 いた温度計 は0℃ の温度での管
理では不充分で、できれば実際に使用す る温度で他の
温度計 とのクロスチェ ックが有効 となる。
計測技術 2004.10.31
4)
実用標準温度計を用いた温度計の現場校正 〈
(4)校 正周期について
校正周期はその温度計の使用頻度、経年変化 として
許容できる管理値などから総合的に判断して使用者が
決定することになるが、前述 したような日常管理をお
こなえ￨ゴ1年 に1回の校正が一般的 と考える。
3.校 正
さて、 このような標準温度計 を用いて温度計 を用い
ている現場で校正するには、一般的には写真 に示すよ
うな小型の校正装置を用い第 1図のような状態 にして
作業 を実施する。校正装置はプラ不温度のみならずペ
鵜日
第
□膳靡封
¨
ルチエ素子を用いた冷却装置 を有 し、マイナス温度の
校正が可能なものもある。
分だと温度計先端 の感温部が熱流 の影響 を受け、正 し
い温度を示 さない。温度計保護管種類が金属の場合 で
は保護管径 の20倍以上、非金属保護管 の場合 では保
護管径 の15倍以上の挿入長があれば、先端の感温部
は熱流の影響 を受けずに正 しい温度を示す。
② 温 度分布 の影響 を軽減する。
温度計 の校正装置は測定場所 による温度のバ ラツキ
(温度分布)を 小 さ くな るように設計 されてい るが、
温度計挿入場所 の違 いによる温度差が生 ることは避け
られない。校正装置に金属製 の均熱ブ ロ ック (写真
7)が 附属 していればできる限 り均熱 ブロックの使用
し、保護管が太 く均熱 ブロックが使用 できない、均熱
ブロックが付属 していない場合 は、標準温度計の感温
部 と受検温度計の感温部でできる限 り近接 させ、でき
れば双方を結束 して温度分布の影響を軽減するな どの
受信計器
工夫を行 う。
検温度計
校正装置
1図 現 場校正における機器の組み合わせ
鼈
写真 7 校 正装置と均熱ブロック (右側)
陪
写真 6 校 正装置の例
(1)校 正装置への温度計の設置
① 挿 入長を充分にとる。
温度計を校正装置 に挿入すると周囲温度 との差によ
り温度計保護管 を経由して熱流が生 じ、挿入長が不充
32
言
十"Uま
支綱
時 2004.10
写真 8 校 正実施例
実用標準温度計を用いた温度計の現場校正 J5)
(2)校 正装置の温度 を安定 させ測定
校正装置 の温度が所定の温度に到達後、30分 ∼ 1
時間経過後に温度の安定を確認後に測定を開始する。
温度の安定は標準温度計の示す温度、および標準温度
計 と受検温度計 の差により判断す る。
第 2図 は標準温度計 と受検温度計 の時間経過 に伴
う温度変化 を表 したものである。標準温度計 と受検温
度計の温度差δ
ちからδ
亀では
δtl 標準温度計の温度が安定 していない。
δt2 標準温度計の温度は安定 しているがδ
t3と差が
あるため安定ではない。
δt3 標準温度計の温度 も安定 しδ
亀との差 もなく安
分を装置の温度計のセンサ部分に極力近接 させ (結束
できれば結束す る)、比較測定 をおこなう点検が一般
的に実施 されている。
おわ りに
温度計をはじめとした計測器の管理は製品の品質を
保証することが直接 の 目的ではあるハ その背景には
“ "の
最近 さまざまな方面で取 り上げ られている 安全
確保 に結びつ くものである。 ここでは温度計の現場に
おける校正について簡単 について方法、装置、管理ポ
“ "
イ ン トについて紹介 した。ユ ーザーの皆様 の 安全
の確保 にす こしで もお役にたてれば幸いである。
定 とみなせる。
δt4 標準温度計の温度 も安定 しδ
亀との差 もな く安
定 とみなせる。
第 2図 安 定判別の例
【
筆者紹介】
神山雄三 (昭和24年2月12日生 ・新潟県出身)
いチノー 標 準技術部 部 長 l‖ ￨￨″
が‖‖￨
〒173‐
8 632
現場 で使用 されている温度計にも必ず温度記録計、
温度調節計あるいはパ ソコン等が接続 され受検温度計
の測定値はこれらの指示計 の指示を使用することでセ
ンサ部 と指示計をあわせた校正結果 となる。
また測定は次 のように標準温度計 の読みを挟み込む
ようにして最低 でも受検温度計の読みを2回 以上行な
いその平均 を測定値 とする。
受検温度計が 2本 ある場合 の例〕
〔
標準温度計 1回 目→受検温度計 1本 目の 1回 目→
受検温度計 2本 目の 1回 目→標準温度計 2回 目→受
検温度計 2本 目の 2回 目→受検温度計 1本 目の 2回
‐
目→標準温度計 3回 目
4.校 正装置 が使用 できない場合
温度計 のセンサ部分が装置か ら取 り外す ことがで き
ない場合は、前項で説明 した校正装置 を使用 した校正
東京都板橋区熊野町32-8
TEL i03‐ 39562111
FAX:03‐
3956-7930
E‐Mail i kamiyama@chinocOip
株 式会社 チノ
ー
(代表者〉 小 山式万
本社住所〉 〒 173-8632 東京都板橋区熊野町328
〈
TEL:03‐3956-211l FAX:0339567930
URL:httpノ /www chino coip/
(資本金〉 4,292(百 万円)
(年 商 〉 15,386(百 万円)
(従業員数) 502名
(事業内容及び会社近況〉
温度計測を軸 とした機器及び計装 システムの製造 と販
売。
燃料電池評価試験装置をはじめとしたクリー ンエネルギ
ー関連需要 とあわせて温度標準関連の技術開発 と市場開拓
に注力。
はできない。 このような場合 は標準温度計 のセンサ部
計測技術 20“ .10.33
浮 ひ よう型密度計の校正 ( 1 )
14
A0407・
98867047¥500/論
文7」
CLS
0385‐
《
特集 :計量 ・計測器の校正用実用標準とその校亜①》
浮 ひ ょう型密度計 の校正
<密 度標準の国家標準 からの流れとその校正方法>
0横 田計器製作所 横 田 賢 次 郎
KettirO Yokota
は じめに
径量
直質
一
密度計 とは密度を計濃1する計測器、計量器 般を指
す力ヽ 密度 については気体、液体あるいは固体の密度
があ り、その他にもいろいろな密度がある。
しか し、本稿で記述する密度計 とは浮ひょう型密度
計 を含む比重計、酒精計な どを指す。
計量法で規定する浮ひょうは密度浮ひょう、比重浮
ひょう、重 ボーメ度浮 ひょう、 日本酒度浮ひよう、酒
第1図
シリコン球
精度浮ひょうなどである。これらは計量法上の特定計
量器でもあり、種類、能力により検定の対象になり取
引証明にも使用される。
内径
外径
厚み
質量
1.計 量単位
数で、 日本酒度浮ひようは日本酒度、 また酒精計 (以
下酒精度浮 ひよう)は vol%(体 積百分率)で 表す。
60mm
90mm
20mm
200g
第 2図 シ リコンリング
密度は単位体積当た りの質量である。
計量単位 はkノm3に なるカミ 密度計 (以下密度浮 ひ
ょうと称す)で はg/cm3の 計量単位 が多 く使用 され、
比重計 (以下比重浮ひよう)で は計量単位 は無い無名
936mm
lkg
校正方法は液中にてひよう量した特定二次標準器 より
同じ液中で浮かべ校正 した密度浮ひよう等 (比重浮ひ
ょう、酒精度浮ひようを含む。以下同様。第 3図 参
月
1)。
2.標 準 の流 れ
(1)国 家標準 (第1図 )
)産業技
密度の標準 は質量 と体積か らなる。現在は(独
した単結晶シリ
にある、密度を絶対測定
術総合研究所
コン球体 を特定標準器に指定 しその特定標準器から導
出される。
(2)特 定二次標準器 (第2図 )
特定標準器 により校正されたリング状のシリコン単
結晶。校正方法は液中で浮力の測定をして特定標準器
と特定二次標準器をひょう量 して特定二次標準器に値
付けをする液中ひょう量法による。
(3)常 用参照標準
特定二次標準器によ り校正 された密度浮 ひよう等。
34
言
綱
ほ 2004.10
十沢11支
第 3図 天 秤、シリコンリングと密度浮ひょう
浮ひょう型密度計の校正 〈2 )
(4)ワ ーキングスタンダー ド
特定二次標準器により校正された密度浮ひょう等。
校正方法は一般的に比較法を用いる。
① 比 較法
校正用液体に 2本 の密度浮ひょうを同時に浮かべ、
その目盛を比較検査する方法。
3.基 準器検査
計量法による基準器検査があ り合格 した計量器には
基準器検査証印が計量器に附 され、基準器検査成績
書が交付 され、メーカーはこれを基に製造、検査、あ
るいは校正 を行 っている。種類は、基準密度浮 ひょ
う、基準比重浮ひょう、基準重 ボーメ度浮ひょう、そ
して濃度では基準酒精度浮ひようがある。密度には液
化石油 ガス用基準浮ひよう型密度計 もあ り、 これは液
化石油 ガスメー ターの検定に使用する。
第 6図 基 準器検査証印
第 4 図 比 較法
② 衡 量法
比較法に対した検査方法で受検密度浮ひょう等を液
中に吊してひょう量 し、その液体の密度と受検密度浮
ひょう等の浮力を計算し、温度補正と表面張力の補正
を加えて検査する方法。衡量法での使用液体は一般的
に温度と密度の関係が既知である水を使用する。密度
浮ひょうが液より軽い場合は胴部に針金等を巻き、お
もりを加える。
基準 器検査成 績 書
01R
密
基
準
器
基準密度浮ひ よう
1 120g/cm`
密度の築困 1 060∼
日 量
0 0002g/cm'
型人x は 能力
(1)器
度
第
鯰
g/c nl
g/cm
(2)薔 葉 の補 工 の 方法
災 実の崎籠は表す密度か ら器′ を減 して求める。
(3)な
平 成 13, 9月
効
期
間
1 0 tlから平成 21年
7月
9日 まで
(4)用 途又は使用の方法
(5)そ
の
他
1 器
差決定のI18曖ば± 0 0001 g/c ln`で
ある。
2 湯 定は ':織て行 つ/・
.
独立行政法人 産業技術総合研
第 7図 基 準器検査成績書
第 5図 衡 量法
以上が国家標準からの流れである。
密度浮ひょう等のメーカーは計量法 による設備基準
により密度基準器 の基準密度浮 ひょう等を備え付けて
いる。
4.特 定計量器
本稿で対象 となる特定計量器は、密度浮ひょう、比
重浮ひよう、重ボーメ度浮ひょう、日本酒度浮 ひょ
う、酒精度浮ひようそして液化石油 ガス用耐圧型密度
計になる。
日
十力
謝ま
支利
ほ 2004.10. 35
浮ひよう型密度計の校正 (3)
5.検 定 、検査 、校正
一般に使用 している密度浮ひよう等は比較検査によ
り検査あるいは校正 をする。計量法では器差検定 にお
いて 目盛により検査液の規定があるが、この検査液に
ついては次に記す。 また0.650g/cm3未満 の密度 目盛
の器差検査 は衡量法 の検査式 による。
一
液面 (視定)と を 致す るようにした後、そ
のおもりのみを水中に吊るしたときの質量 [g]
D :検 定をお こなう目盛線のけい部の直径 [cm]
T :水 の表面張力 N/cm]
T' :液 面の表面張力 [N/cm]
″ :水 の温度
δ :温 度t度の時の水 の密度 [g/cm3]
(3)表 面張力
計量法では表面張力が 10N/cmの 変化に対 して検定
公差を超えてはならないと規定 している。
グ
×10
△″=ポ
ν ×980
(1)比 較法
計量法 に規定する検査液の表 (第1カ 。
謄[1鱗Ψ和"
[1+0000025(′ -15)]
△グ
10N/cmの 表面張力 の変化 に対する示度
変化に相当す る密度 [ノcm3]
R
けい部の直径 [cm]
目盛線 の表す密度 [ノcm3]
α
(2)衡 量法
十算式の うち次の式が多 く使用 さ
計量法 に規定する言
tる。
力
密度浮 ひょうの質量
※ 計 量法での計算式 の単位 はkg/m3等 を使用
しているが、ここではg/cm3を使用 しているで
他 の単位 もそれに合わせて変更を加えている。
M
(4)標 準温度
密度浮 ひような どは 目盛を定めたときの温度を標準
・・ ・
( 1 )
Ｒ陶Ｐ
:検 定をお こなう目盛線の表す密度 [g/Cm3]
:検 定をおこなう密度浮ひようの質量 [g]
:検 定をお こなう密度浮 ひょうにおもりを巻 き
付けて水に浮かべ、検定をお こなう目盛線 と
温度 として表記す る。
日本では一般的 に密 度浮 ひょうは15℃、酒精度浮
ひようは15℃、比重浮ひようなどは15/4℃ と表記 し
てい る。海外では20℃ を標準温度 としたもの も見受
けられる。
また、比重の場合、分母 は比重 1と した水の基準温
度、分子は標準温度 になる。
第 1表 計 量法に規定する検査液
検査液
検査 をお こな う密度 (比重)
0700-0730
0730-0800
ｍ
ｃ ク ″
0650-0700
0800-1000
1000-1850
1600-2000
石油エーテル、エチルユーテル、ベンジンまたはこれらの混合液
エチルエーテル、ベンジンまたはこれらの混合液
酒精とエチルエーテルとの混合液
水 と酒精の混合液
硫酸 と水の混合液
硝酸第二水銀 と硝酸の混合液 (実際には沃化第二水銀の水溶液)
検査をおこなう重ボーメ度
0 ∼ 6 5 重 ボー メ度
以 上
55 ク
検査液
硝酸 と水の混合液
硝酸第二水銀 と硝酸の混合液 (実際には沃化第二水銀の水溶液)
検査をおこなう日本酒度
-40∼ 0 日 本酒度
0-30
ク
検査液
硫酸 と水の混合液
水 と酒精の混合液
検査をおこなう濃度 (酒精度)
0-95
95-100
Vol%
ク
36 言 十・
7Rlli支
翻に 2004.10、
・
・
。
(2)
検査液
酒精 と水の混合液
酒精 とエーテルとの混合液
・
4)
浮ひよう型密度計の校正・
〈
温度補正式〕
〔
規定 している。基準密度浮 ひょう等 は8年 間 となる。
JISZ88∝液体比重測定方法 では温度補正を以下の
式で規定している。
比重浮ひょうを標準温度以外の温度で測定を行った
とき、標準温度における比重 を求めるのは、その示度
に次の補正量を△Sを加えるとしている。
∠S=0.000025S(■ -7)+Sβ (7-TO)
…
・
(3)
S i示 度 llヒ
重)
△S:補 正量 (比重)
・
β :液 体の膨張係数 [℃ ]
■ :浮ひょうの標準温度 [℃]
また、密度の認定事業者指針では、参照標準の密度浮
ひようは校正期間を5年 以内としている。
以上のように校正、校正周期いずれにせよ、事業所
にてこれらの規定を設けることが重要になる。
8.保 管
密度浮ひょう等は使用後アルコール、水等できれい
に洗浄 し、収納ケース等に保管するのが望 ましい。
T :測 定温度 [℃]
式の第 1項 は、浮ひよう自身の温度補正量 で、第 1
項 だけの補正を加えた値は、測定温度における液体 の
比重であると規定 している。
なお、JISK2249原 油及 び石油製品では密度 と温度
の換算表が、また国税庁所定分析法では酒精度 と温度
の換算表がある。
6.一 般 的 な密度浮 ひ ょうの校正
事業所内にて校正等をおこなうとすれ:よ 対象 とな
る密度範囲に対応 した標準密度浮ひょうを用意する必
要がある。 この標準密度浮ひょうは事業者においてど
の程度の能力を必要 とす るか検討することも必要 とな
る。例えば 目量の比較、形状の比較あるいは標準器の
校正事業者等がある。
ISOの 品質保証規格では事業所 で使用 される計量器
は国家標準 に トレーサブルでなければならない と規定
している。このことは下位計量器が上位計量器へ正 し
く連鎖 していることを求めているので、使用実態に合
致 した標準を設備すれば良い と思われる。
事業所での一次標準は外部に依頼す ることになる
が、二次標準は上記 のように事業所内で校正すること
が出来る。この場合 は標準器 と共に検査液の設備 も必
要になる。
また、事業所 で使用す る密度浮ひょうを外部に校正
依頼 をして直接使用することもある。
なお、比較法 による比重浮ひょう、重ボーメ度浮 ひ
よう、 日本酒度浮ひょうの検査では密度浮ひょうを基
準 にしゝ酒精度浮 ひょうの比較検査 は酒精度浮ひょう
を基準 にして検査す る。
7.密 度浮 ひ ょうの校正 の周 期
校正の周期については計量法では特段 の規定はない
力ヽ ただし基準器検査規則にて基準器 のみ有効期間を
【
筆者紹介】
横 田賢次郎 (昭和22年 5月 17日生 ・宮城県出身)
同 横田計器製作所 代 表取締役
〒1100006
東京都台東区秋葉原3 - 7
TEL :03‐ 3251-7088
FAx:o3‐ 3251-7084
E―Mail:keno2414@tka att neip
(主なる業務歴及び資格〉
平成元年 JIS K0061 改 正案
委員
平成 3年 計 量法技術基準 WG 委
平成 8年 JIS B7525 改 正案 委
平成 11年 JIS K0061 改正案 委
平成 13年 」CSS 密 度分科会 委
平成 15年 検 定検査規則」
IS化 委
〈
主なる執筆〉
日本計量新報、
員
員
員
員
員
計濃1技術 他
有 限会社横 田計器 製作所
(代表者〉 横田賢次郎
(本社住所〉 〒 110-0066 東
京都台東区秋葉原3-7
TEL:03‐3251-7088
FAX:03-3251-7084
E‐
Mail l inlo@yokotakeikicojp
URL:httpノ /www yokOtakeikicoip
〈
資本金) 10(百 万円)
(事業内容及び会社近況〉
密度測定、比重測定などの浮ひょうを専門的に製造。密
度標準器、濃度標準器などを産業技術総合研究所、酒類総
合研究所へ納入。LPガ ス用密度基準器 を都道府県計量検
定所へ納入。LPガ ス用密度試験器 を国内、東南アジアヘ
販売。ホームページ上でお客様からのお問合せに直接対応。
計測技術 200410.37
液体用音叉式 レベ ルスイッチの活用 ( 1 )
A040717
03859886/04/¥500/論
文んCLS
〔製品 と技術 〕
液体用音又式 レベルスイ ッチの活用
<液 体用音又式 レベル スイ ッチ :リ キファン ト FTLシ
リーズ>
エンドレスハウザー ジャパンい 金 子 範 章
Noriaki Kaneko
は じめに
“
エ ン ドレスハ ウザー ジャパ ンは、 音叉式 レベルス
"と
して、1967年に粉体用音叉式
イッチのパ イオニア
“
ベ
ルス
レ
イッチを開発 した (当時 は、 2本 フオー ク
"と
して特許を所有)。液体
を用 いた音叉式 スイッチ
"と
“
い う製品名で
スイッチは
リキフアン ト
用音叉式
1983年に市場投 入 した。販売以来、35年余 りその コ
ンセ プ トを維持 しなが ら更なる製品開発 を続けてい
る。液体用音叉式 レベルスイッチは、販売開始以来、
ルー プとして
2003年 末 までにEndress tt Hauserグ
・
1,600,000台
以上 を生産 販売 し、 また、同様 の動作
2.音 叉式 レベル スイ ッチ
ー
(リキ ファン ト FttLシ リ ズ)の 特長
多様 な液体に使用できるレベルスイッチで、液体 の
流れ、気泡、泡立ち、電気的特性 の変化、固形物 や
ガス含有等 による影響 を殆 ど受けない。ハ ウジングの
保護等級 は標準 でIP66だ が、IP69K仕 様 のセ ンサ
(写真 1、 写真 2参 照)も 開発 し、機械装置を丸 ごと
洗浄す る工程のあるプロセスには有効である。
原理 を用 いた粉体用音叉式 スイッチは、700,000台、
粉体、液体用音叉式 レベ ルスイッチ合計 で2,300,000
台を超える生産 ・販売実績がある。
音叉式 レベルスイッチの主な特長は、
① 機 械的な稼働部が無 く長寿命
② 据 付時、調整が不要
③ メ ンテナ ンスフリー
④ 液 種 を殆 ど選ばない :電 気的特性 の変化 (比
誘電率、導電性等)や 、固形物や ガス含有等 の
影響 を殆 ど受けない
等が挙げ られる。
以下に、 リキファン ト FTLシ
写真 1 保 護等級IP69Kに対応 したリキファントM
(ハウジングコンパ ク ト型)
リーズを紹介す る。
1.音 叉式 レベ ルス イ ッチの動作原理
一
音叉 は、空気中で 定の共振周波数 で振動 してい
る。この周波数は、液体中で変化す る。この周波数変
化を検出し、スイッチング信号 を出力する。 ピエゾ素
一
子 (圧電素子)に 電圧 を印加することによ り、 定の
共振周波数の振動を発生 している。
写真 2 電 子部品はステンレスにより完全密閉される。
外部か らス イ ッチ状態 を確認す るため に、
LEDは 、専用ケーブル側にある CP69K仕 様)
38 計 測技術 200410
液体用音叉式 レベルスイッチの活用 〈2 )
製品群 としては、大別すると3種 になる (第1表 参
照)。
① リ キファントT:FTL20/20H:廉 価型
② リ キファントM:FTL50/51/50H/
51H/51C:万 能型
ン
③ リ キファ トS i FTL70/71:高 温対応型
また、各種アプリケーションに対応するために、幅
広い音叉の種類を持 っている (第2表 )。
第 1表 リ キファン トファミリーー覧
'キ ファン トT
製品区分
リキフ ァン トM
廉価型
'キ ファン トS
万能型
高温対応型
製品名
FTL20/20H
FTL50/51/50H/51H/51C
FTL70//7]
プロセス温度 [℃]
-40∼ +100、 -40-+150
-50´―+150
-60-+280
ll l∼+64
-01-+64
プロセス圧力 [MPa]
l11-+40
液体密度 [g/cm3]
>07
>05 (特 殊 02)
>05(特
液体動粘 度 [mm2/s]
lvlax 10 000
1ヽ
4ax 10,000
ヽIax 10,000
許容固形物
Max o5mm
Max o5mm
Max o5mm
TIIS (Ex d,Ex ia)、
防爆仕様
ATEX、
殊 02)
THS (Ex d、 Ex ia)、
FM、 CSA
ATEX、 FA71、
CSA
凸癬幽袂蓼・・・・・一一無
・雖 鐵 轟
外観写真
﹁
﹁
一
¨
＝ぶ謝亦鰍晰勒
第 2表 音 叉の種類 (リキファントM)
フオー ク
Ra
Ra
Ra
PFA
PFA
<32μ m
<15μ m
<0511m
ECTFE
(ハラーコー ト)
PFA
タイプ
(Edlon)
(Rubyred)
(COnductive)
製品名
FTL###
50ノ//51
50H/51H
50H/51H
51C
51C
51C
51C
一
適用アプリ
ケーション
般
サニタリ (衛生)向 け
アプリケーション
。食品
●医薬
耐食性を必要とするアプリケーション
0化 学
●石油化学
0医 薬
等
等
Enamel
51C
液体用音叉式 レベルスイッチの活用 ( 3 )
3.適 用事例
ここに、適用事例を 2例 紹介す る。
(1)固 形物 を多 く含 む液体での適用例
お客様からの依頼事項〕
〔
① 固 形物 を多 く含む液体 であ り、誤動作が懸念
tる
さオ
③ セ ンサには温度スペーサ等で放熱させる機構が
必要
提案センサ〕
〔
FTL71(90° Bent型温度スペーサ付 き高温対応セ
ンサ)
写真 4に 取付例を示す。
② フ ォーク間に固形物が堆積 しないこと
③ サ ニタリ仕様
〔
提案センサ〕
FTL50H(固 形物が堆積 しないように特殊音叉形状
とした。また、一部電子回路の改造を行 った)
写真 3に形状を示す。
写真 4 小 スペース取付が要求される高温アプリケーション
( リキファン トS : 特 殊温度スペーサ)
写真 3 固 形物を多 く含む液体での適用例
(リキファントMi特 殊音又形状)
(2)高 温プロセスかつ小 スペース取付での適用事例
お客様からの依頼事項〕
〔
① プ ロセス温度250℃であふれ防止用スイッチと
して使用
② セ ンサの取付スペースに制限がある
金子範章
エン ドレスハ ウザー ジャバンい マ ーケテイング部
レベル ・圧カグループ プ ロダク トマネージャー
〒180-0006 東
京都武蔵野市中町
3152
T E L : 0 4 2 2 - 5 4 2‐3 6 6 F A X : 0 4 2 2 ‐5 5 ‐
E‐
Mail:inお@jp endress com
カタログ ・
広告製品のカタログ等の資料 は、本誌の 「
資料請求用紙」でご請求下 さい。
編集部では、到着 した資料請求用紙 を1 0 日毎に処理 し、広告主へ お知 らせ します。
広告主 より直接読者へ その資料が送 られますが、お急 ぎの場合は直接広告主へ ご連絡下 さい。
40
言十測ま
支和
に 2004 10
放射温度計の基礎と応用 第 7回 …(1)
A0406-09
0385‐
9 8 8 6 / 0 4 / Y 5 0 0 /文/
論 」
CLS
〔連
載 〕
放射温度計 の基礎 と応用 第 7回
卸チノー 小 針 哲 郎
TetsurO Kobari
6.各 種 放射温度計 の特性 と応用
この項 では、具体的な放射温度計の詳細について、
おもに検出素子別に分類 して取 り上げる。 また、その
放射温度計がもっとも適性を有すると考えられる応用
例について も言及する。
6-1 焦
電素子放射温度計
な挙動をする点で、同じ 〈
熱電型〉検出素子ではある
力ヽ 入射熱放射量に対応した信号を常に取り出せるサ
ーモパイル素子 とは異なる。
この赤外線 の変化 をとらえる性質か ら、焦電素子
がもつとも活用 されているのは、侵入検知器 または人
体検知器 と呼 ばれるセ ンサであ り、セキュ リテイ分野
や自動 ドアに多用 されている。だれもいない空間たと
(1)焦 電素子
結晶の中には電場 をかけなくても、温 度を変えただ
い
けでその表面に正負の電荷が現れるものがあ り ヽ こ
の性質を焦電性 (pyrOelectric■
y)と 呼ぶ。焦電素子
えば室内の安定 した熱的状態 の中に、人体が突然侵
入 した とすると、人体 か らの熱放射 により焦電素子
の表面 の温度が上昇 し、電気信号が大 きく変化する。
は、この特定の結晶が示す焦電性 を利用 した赤タト
線検
出素子である。焦電現象 の説明図を第 43図 に示す゛t
焦電性 とは、 自発分極を持つ結晶が温度変化により自
また、侵入検知器 の視野か ら人体が消えるときに も
入射す る熱放射 に変化があ り電気信号が変化す る
(第44図 )“t
ＲＹ
発分極が変化することであ り、定常状態にあるときに
は空気中の浮遊電荷な どによ り表面電荷 は中和 されて
い る (図の (a》が、結晶の温度を変化 させると自発
熱 エ ネルギーの移 動
Heat source movement
分極 の大 きさが変化 し、表面電荷の中和が破れ 表面
電極に電荷が生 じる (図の“》。
レレンズ(Fresnel lens)
フレネリ
″
コ
浮遊電荷
検 出 エ リア
Detecting area
→
、
変イ
tt'ヽ
り｀
t′
t'{'ヽ
↓:
t′ヽ
(a)
T(K)
(b)
出力信号
Output signal
第44図 侵入検知器における焦電素子の出力波形
T+△Tに変化直後
第4 3 図 焦 電現象
これを赤外線検出素子 としてみると、入射 した赤外
線 (熱放射)の 変化 により結品の温度が変化 し、 この
ときだけ結晶の電気的特性が変化 し、変化がなくなる
と元の電気的状態 に戻るかたちをとる。光 ―熱 ―電気
しか し、侵入検知器には便利な この微分的な挙動
が、常に測定対象を視定 し続けなければならない放射
温度計にとっては不利になる。測定対象物体 の温度が
常に変動 していなければ測定で きないことになるから
である。これを解決す るために、チ ョッパ を併用 し入
の流れであ り、(熱電型〉検出素子に分類 されるが、
射す る熱放射 を断続することで、人為的な変化 を与
え、対象の温度情報を、常時取 り出す ことを可能にし
ている。チ ョッピングしたときの焦電素子 の出力波形
熱放射に変化があったときだけ信号がえられる微分的
を第45図 に示す。
言
才
支綱
ほ 2004.10. 41
十浪」
…
放射温度計の基礎 と応用 第 7回 (2)
Ｒ ■日 艘
ｋ
剛
ｏ
﹄
一
い
卸
Ｔ
れ
抑
コ
馴
資
︲
８
，
当
¨
500Kの黒体炉を視定
チョッピング周波数035Hz
Frequency[Hz]
第4 5 図 チ ョッピングによる焦電素子の出力波形
第47図 タ ンタル酸 リチウム焦電素子の周波数特性
焦電材料 としては、チタン酸 ジルコン酸鉛 ( P Z T :
PbxZrlxTi03)三 硫化 グリシ ン (TGS)、 タ ンタル酸
リチウム lLiTa03)｀チタン酸バ リウム lBaT103)な
どがあるが、侵入検知器にはチタ ン酸 ジルコン酸鉛、
ムがお もに用い られる。 (フロン トチ ョップ方式〉焦
電素子放射温度計の外観例を写真 15に示す。(フロン
トチ ョップ方式〉の場合、光学系の配置の制約か ら、
視定方式は、直視ファインダが採用できず、 レーザ投
放射温度計にはタ ンタル酸 リチウムが よく使 われる。
これは、検出感度の周波数特性 の違いであつて、侵入
検知器の場合、人体 の侵入速度 に近 い低周波域での感
光方式 となる。
度を求 め、高速性を追求する放射温度計の場合、 より
高い周波数域 での感度を求めるからである。チタン酸
13に
、タ
ジルコン酸鉛焦電素子 の周波数特性 を第46図
(4)に
ム
の
ンタル酸 リチウ 焦電素子 周波数特性 を第47図
それぞれ示す。
［
ゞ］燃憧兼黒
ぃ一¨
＞“ 場 Ｃ ｏ∽ ｏ＞¨
Ｏ“
一に﹁
写真15 焦電素子放射温度計
(3)特 性
01
02
03
05
1010
20203030 5050
チ ョッピ ング周波 数 [ H z ]
Chopping Frequency
第 46図 チ タン酸 ジルコン酸鉛焦電素子 の周 波数特性
(2)構 成
焦電素子放射温度計 の構成 としては、第31図 の
(フロントチョップ方式〉が理想であるが、光学系の
構成 の容易 さなどか ら、第30図 の (インナチ ヨップ方
式〉が主流をなしているものと推定される。 レンズに
は、表面反射防止コーテイングが施されたゲルマニウ
42
言十"謝
l支
翻
肝 2004.10
焦電素子放射温度計の仕様例を第 12表に示す。以
ワ
低温高精度型〉 と 〈
下に述べ る応用にあわせて、〈
イドレンジ型〉が用意されている。前者は、低温域で
の高精度を指向しており、放射エネルギーをより多 く
入射させるため、測定径と測定距離の関係は、距離係
1定径/測 定距離)で 約27程度 と小さめに、
数換算 (浪
また出力安定化のために、応答時間をやや遅 くしてい
る。後者は、測定範囲の広さだけでな く、産業プロセ
スでの使用 を考慮して、測定径 と測定距離の関係 は、
距離係数換算で約50と大 きめに、また応答時間はで
きるだけ速 くしてお り、精度は一般の放射温度計 と同
等である。
放射温度計の基礎 と応用 第 7回 (3)
第 12表 焦 電素子放射温度計の仕様
測定方式
広帯域放射温度計
測定波長
8-13μ m
路面凍結の条件は、路面の温度が0℃ 以下であるこ
とと、路面が濡れていることであるが、前者の計測に
光学系
レンズ集光、固定焦点方式
チョッピング方式
フロン トチ ョップ
視定方式
レーザ投光、 ファインダなし
レンズロ径
φ15mm
使用温度範囲
0∼50℃
ワイドレンジ型〉
く
低温高精度型〉
〈
放射温度計が使われている。通常の放射温度計の仕様
では、0℃ 近辺 の測定精度は ±2℃ が良いほ うである
(±3℃ をうたっているケース も多 い)。 ところが、路
面凍結の監視の場合、屋外 の設置環境、昼 と夜 で外
気温が大きく変 る条件、さらに太陽光が温度計 の一部
に照射 して温度計の温度バ ランスを崩すことも起 こ り
得 るなどの過酷 な条件において、測 定精度 ±0.5℃が
測定範囲
-50∼ llXl℃
2 0 ∼1 0 0 1 1 ℃
精度定格
±08℃
2∞℃未満 :±2℃
200℃以上 :測定値の■100
要求 される。 (フロン トチ ョップ方式)の 焦電素子放
射温度計 だけが、 この条件 をクリアす ることがで き
再現 性
02℃ 以 内
l℃以内
る。路面温度計 の概念を第 48図 に、仕様を第 13表 に
温度 ドリフ ト
005℃ /℃
100℃ 未満 :005℃ /℃
100℃以上700℃ 未満 :
測定値のα“%/℃
700℃ 以上 :
測定値のo o25%/℃
示す。
分解能
01℃
応答時間 (95%)
測定径 と
測定距離の関係
路面凍結監視装置
1℃
02s
φ37/101Xlmnn
φ15/4∞ mm
緩 /2∞ mm
φ40/2000mm
φ20/1000mm
￠10/500ntm
φ4/200mm
φ2/100mm
/⑧
第48図 路 面温度計
(4)応 用
焦電素子放射温度計がもっとも適性 を有す計測分野
は、 〈
低温高精度計瀕1)と 〈
低温か ら中高温 までのワ
イ ドレンジ計測)で ある。
第 13表 路 面温度計の仕様
llll定
波長
8-13μ m
-20∼ 60℃
① 低 温高精度計測
低温 100℃以下を高精度で測定 しようとするとき、
3-3項 (6)チョッピングで述べた (フロン トチョップ
汲1定範囲
再fI性
02℃
方式)が 威力を発揮する。
具体的な用途 としては、南極などの極地あるいは北
分解能
01℃
海道などの寒冷地における環境温度計測、冬場 の道路
の凍結監視 のための路面温度計測、耳式体温計の 目盛
精度定格
- 1 0 ∼4 0 ℃ : ± l o ℃
0 ℃ : ■0 3 ℃
測定径 と測定距離の関係
φ200mm///4000mm
使用温度範囲
-15-45℃
校正用黒体炉間の 目盛 トランスファ用 の温度計などが
ある。
10数年前の事例 であるカミ Jヒ海道の冬場 の屋外 で、
(インナチ ョップ方式〉 の焦電素子放射温度計で計測
実験がなされたが、 カバーガラスと検出素子 の温度差
によ り安定 した計測ができなかった。そこで保温ケー
スを用意 し、温度計全体 を覆 う対策が とられたが、か
えって ヒータの影響 で温度計各部の均熱化を妨げる結
フロン
果となり、失敗に終ってしまった。今後は、〈
トチョップ方式)焦 電素子放射温度計の活用が期待さ
れる。
一時 もじっとしていない乳幼児や、空港における重
症急性呼吸器症候群 (SARS)感 染者発見 のために、
人間の体温の短時間計測が求められてお り、 これを実
現す るひとつの手立てカミ 耳式体温計あるいは耳用赤
外線体温計 と呼ばれる体温計である。そしてその実体
は、次項 で述べ るサーモパ イル放射温度計である。
耳式体温計 の国家計量標準 として、産業技術総合
研究所に、専用校正炉 (黒体炉)が 設置 されている。
この国家標準から、耳式体温計の生産や校正に用 いる
実用黒体炉へ温度 目盛を トレース (目盛の トランス フ
ミ
十
測J支
術 2004.10. 43
放射温度計の基礎 と応用 第 7回 ■4)
写真 17 耳 式体温計用 トランスファ温度計
写真 16 耳 式体温計用校正炉
ァ)す るためと、その黒体 の実効放射率 (黒さ)を 評
価するために、焦電素子放射温度計 を応用 した耳式体
温計用 トランスファ温度計が用意されている。 日盛 の
トラ ンスフアの概念 を第49図 に、耳式体温計用校 正
炉 の外観 を写真 16に、耳式体温計用 トラ ンスファ温
度計 の外観 を写真 17に、温度計の仕様 を第 14表 に、
それぞれ示す。
白金測温抵抗体
第14表 耳 式体温計用 トランスファ温度計の仕様
測定波長
8∼ 13μm
測定範囲
3500∼ 4200℃
精度定格
±005℃
再現隆
002℃
分解能
001℃
表示
LCD 4桁
視野角
約40°(先端部での光路径 φ6mm)
(最小桁001℃ )
―
ため、測定波長が短い放射温度計 と比べ温度 出力特
性がゆるやかな傾向を示す (第36∼ 38図参照)。 した
が って、 リニアライザに対する負担が少なく、短波長
耳式体温計用
トラ ンスファ温度計
放射温度計 に比べ、測定温度範囲を広 くとれる利点が
ある。市販 の放射温度計 における、測定波長 と測定温
度範囲の関係 (例)を 、第15表 に示す。
標準黒体 炉
( 国家計量標準)
第 15表 汲J定波長 と波J定温度範囲
m]
測定波長 [μ
8∼ 13
測定温度範 囲 [℃]
20-1000
30-200
実用黒体炉
4
100-500
検 出素 子
焦電素子 ( P E )
サーモパ イル ( T P )
PbSe
80-250
200-800
第 49図 ヨ 盛 の トラ ンスフア
② ヮ イドレンジ計測
焦電素子放射温度計は、サーモパイル放射温度計 と
mの 大気の窓を使った広帯域放射温
同様に、8∼ 13μ
度計として構成されることが多いカミ 淑1定波長が長い
44 計 測技術 200410.
155
21Xl∼1000
InGaAs
鉄鋼関連 の需要 として、加熱炉 内装入前 の鋼片
・
(スラブ)温 度測定のニーズがある。鋼片を鋼板 棒
鋼 ・型鋼などに圧延する前の加熱工程 であるが、鋼片
ができたての赤熱状態であるか、少 し時間がたつて冷
放射温度計の基礎 と応用 第 7回 (5)
6-6 Si放
システム
tll御
6-7 二
焦電素子放射温度計
陸 初
(ワイ ドレ ン ジ型)
加熱炉
6-9 ポ
色温度計
リエステルフィルム用放射温度計
リエテレンフィルム用放射温度計
6-lo 炉
内物体用放射温度計
6-8 ポ
圧延工程ヘ
→
射温度計
6-11 ガ
ラス用放射温度計
6-12 半
6-13 半
導体 シリコン用放射温度計
導体 ガリウム ・ヒ素用放射温度計
6-14 火
炎用放射温度計
第5 0 図 加 熱炉内装入スラブ温 度計
<参 考文献>
(1)東 京大学物性研究所 :『物性科学事典』,東 京書籍 (1996)
12)一 ノ瀬 登 ・塩崎 忠 :『エ レク トロセラミックス』
,技 報堂出版
却が進 んだ段階であるのか、または、何 日か放置 され
て室温状態になっているのかで、加熱炉 の条件設定が
(1984)
( 3 ) 日 本セラミックl a l : 焦電型赤外線センサカタログ
異 なって くる。 この鋼片温度測定 のため、室温か ら
1000℃ までを 1台 で測定できる放射温度計が必要に
ログ
“) E l t e c l n s t r u m e n t s , I n c :電型検知器カタ
焦
な り、焦電素子放射温 度計が採用 されてい る (第50
図)。
【
筆者紹介】
以下つづ く〕
〔
ーモパ イル放射温度計
6-2 サ
6-3 PbSe放
6二 4 PbS放
射温度計
TEL:0480‐23‐
2 51l
FAX:0480-22‐
4597
E―
Mail:kObari@chino cojp
射温度計
6-5 1nGaAs放
日
刊
小針 哲郎
lチノー 取 締役センサ事業部長
l■
〒346-0028 埼
玉県久喜市河原井町18
射温度計
編集誌面
自動言
語言
甜
自
彙昇viow
特
―コード]」市:L I
1【
RFID
1 1【
デ"メ ト:Jロス
(旧 :月刊 パ ー コ ー ド)
バーコードシンボル ・
RFID・バイオメトリクスの3本 柱を
饉
動認識技術または周辺技術 業界に関する現状や動向、
今後までを、
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これまで以上に幅広く提供します。
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TEL.03(3808)1021 FAX 03(3808)1023
計測技術 200410.45
・
・
第16回 PIDパ ラメータの調整法 (その1):制 御対象の特性表現 (1)
A0307‐ 22
0385988σ
」CLS
047Y500/論 文ノ
曝饉 p:曝
ず
礫鰊
悴がЩ
籐熊
)l翻燒椰兆蠅醸
{鞠壕
イ ド制 技術研究所
lワ
響
これまで、PD制 御はどのようにして生まれたか、そ
して生まれたままの理想 PID制 御か ら実際のプラン ト
制御 に適用できるように した実用 PID制 御 はどのよう
に して改善されてきたかな どについて説明 してきた。 し
ー
か し、これだけで は PIDコ ン トロ ラをうま く調整 し
て、自動制御することはできない。制御対象の特性を求
・
め、制御の二一ズに合 うように比例ゲイン 積分時間
ー
微分時間 (これ らを PIDパ ラメ タまたは PlD定 数 と
呼ぶ)を 調整 しな ければな らない。 この準備 と して、
御対象の特性 を調
PID制 御系の基本制御特性は何か、市」
べ るにはどうするかについて説明する。
御 系 の基 本 制 御 特 性 と応 答
第 161図 に PD制 御系 を示す。この PID制 御系の
基本制御特性には、つぎの 2つ がある。
1.P!D制
制御量
｀
目慄値 ＼
鳳
H 認1
行 き過 ぎ量 =a1/A
減 衰 比 =a2/al
L追従特性
第 16.2図 PID制 御系の目標4●
標イ
直変化の大きさ Aに 対する比で表すと、行き過ぎ量 =
a1/Aと なる。目標値 S∨ を変化させてから、制御量 P∨
が 目標値 S∨ に一 致するまでの時間を整定時間 (Set―
Jing ume)と 呼ぶ。振動の減衰tヒ32/alが 1よ り小
さいときには図のよ うに振動 は小さ くな つて整定する
が、PIDパ ラメー タ値 によつては減衰比 =1と な つて
振幅が同 じになる持続振動にな つた り、減衰比が 1よ
」
目標値SV
:::llilillllllllll:11三
11111'三
第16.1図 PID制御系
① 目 標値追従特性 (目標値 を変更 した ときに、いか
―
に速 く制御量を 目標値 に追従 させ 致 させることが
できるか とい う特性 )
り大きいときには振幅がだんだん大きくなって行 く発振
となることもある。
オーバー シユー トしないように調整すると、ゆつくり
ー ー
応答するので整定時間は長 くなるため、若干オ バ シ
ー
ュ トさせる方が整定時間は短 くなる。プロセス制御で
は、制御の目的によつて、オーバー シユー トを許容 しな
いケース、若干のオーバー シユー トを許容する場合があ
る。許容するオーバーシュー トの大きさはプロセスの処
② 外 乱抑制特1生(外乱が入 つたとき、その影響をい
一
かに小さく抑制 し、速 く制御量を目標値 に 致させ
)
ることができるかとい う特1生
ます前者について考えてみる。目標値 SVを ステ ップ
状に変化させたときの PID制 御系の応答は第 162図
ー
のように変化する。制御量 PVは 最初日標値 S∨ をオ
バー し、その後振動 しながら目標値 S∨ に落ち着 く。こ
ー
のように初期に一 時的に制御量 P∨ が目標値 S∨ をオ
ー
ー
ー
ー
ー
ー
バ することをオ バ シュ トといい、オ バ した
理 目的によつて異なつてくる。 したがつて、PIDパ ラメ
ー タの 1つ の調整指標 と して、許容オーバー シュー ト
量の最大値 alを行き過ぎ量 (Oversh00t)と 呼ぶ。目
外乱 Dが 入ると当然影響を受 けて制御量 P∨は変化する
46
言十浪li支
綱
肝 2004.10.
の大きさを指定 して、その条件のもとに整定時間を最小
にするよ うに PIDパ ラメー タを調整する方法が用 い ら
れている。この他に調整指標 として、減衰比を用いるも
の、制御面積 (または自乗制御面積)と 偏差時間を組合
せたものなどあるが、説明は省略する。
つぎに、PID制 御系 にステ ップ状外乱 Dが 入 つた と
き、制御量 P∨の応答は第 163図
のように変化する。
第16回 PIDパ ラメー タの調整法 (その 1):市U御対象の特性表現¨〈2)
K
y=1+T・ s
ーバーシュート
応答( 1 ) : オ
なし応答
答(2):最適応答
応答(3):振動的応答
単位ステップ入力
/
目標値S V
第16.3図 PID制御系の外舌L抑制特性
が、PIDパ ラメー タの調整 によ つて、応答 1)のよ うにオ
ー バ ー シュー トな しに整定 した り、応答
よ うに一 旦
(2)の
目標値 S∨ を通過 して逆 方向 に振 れてか ら整定 した り、
応答 3)のよ うに振動 しなが ら整定 するよ うにもなる。 一
般 的 には、応答(2)のよ うに 1回 若干 オ ー バ ー シ ュー ト
してか ら整定するの が最適調整 と言 われている。
第16.4図
出 力一ｙ 本︱
2.制 御 対 象 の特 性 表 現
各種の PID調 整則を使 つて、最適 PDパ ラメー タ値
を求めるには、制御対象の特1生
を調べる必要がある。特
べ
性を調 る方法としては、代表的なものとしてステップ
応答法 と限界感度法の 2種 類があるが、前者が一般的
‐
1次 遅れ系 の単位ステッ /A力 に対する応答
である。この方法は、制御を行 つていない状態で制御対
象にアンケー ト信号と して、ステ ップ状の変化を与え、
制御対象ゲイ ン
それに対する制御量の応答を見て、制御対象の特性を特
定するものである。
(1)1次 遅れ系の特性表現
制御対象特性が 1次 遅れ系の場合、入力に単位ステ
ップ入力変化を与えると、出力は第 164図 に示すよ
うに、最初急勾配で変化 し、だんだん変化速度が遅 くな
り、最後に一定値に落ち着 く。この最終値がゲイン Kと
なる。出力の変化速度が最も大きいところ、つまり0点
に接線を引き、最終値との交点を求める。入力変化時か
ら、交点までの時間 丁が時定数 となる。
(2)2次 遅れ系以上の特性表現
実際の制御対象は、純粋な 1次 遅れ特性ではなく、複
数の 1次 遅れ特性の要素が直列につながっているため、
だんだん特性が崩れてきて第 165図 に示すような特
第16.5図
2次 遅れ系以上の単位ステップ入力に対する応答
の接線 と横軸 との交点 Aお よ び最終 値 との交点 Bを 求
め る。 これ によ り、第 165図 に示 すよ うに Lと 丁を
得 る。 この Lを 等価 むだ時間、丁を等価 時定数 と呼び、
制御 対象 の特性 を表 す代表数値 と し、制御 対象の特 性
G(s)は (161)式 の よ うに表現する。
的=∴ 計S
…( 1 6 1 )
性になる。出力は最初ゆつくりと変化 し、 しばらくする
と変化速度が速くな り、その後は再びゆ つくりとした変
化とな り、最終的に一定値に落ち着 く。入力が単位ステ
ップ入力のため、この出力の変化量が制御対象の等価ゲ
イン Kに なる。出力の変化速度が最も大きいところ (最
このようにして多 くの制御対象特性を等価むだ時間 L
と等価 時定数 丁と等価ゲイン Kを 用 いた等価伝達関数
式で近似 し、これをベ ースに最適な PIDパ ラメー タ値
を求め、チューニングの初期値として活用することにな
も勾配が急なところ、つまり変曲点)に 接線を引く。こ
る。
(筆者紹介はP79参照)
十汲」
昌
才支術 2004.10. 47
電気 の世紀へ ¨(1)
A0407-16
'y」CLS
0385‐
9886/04/¥500/論
〔連 載 〕
電気 の世紀 ヘ
<発 明の時代 パ ーソン ・パーソン通信 一電話の出現 >
松本 栄 寿
Eilu MatSumKlto
ー
電信は物 の輸送 と情報 。メッセージのス ピ ドを別
ものにした革命的 な手段 ではあったが、誰 しもが自分
では使えなかった。つ まり使 うにはプロに依頼する必
人が電報を打つ には、依頼者が電報局
要があった。4固
に出かけて電信紙 に電文を書 く。それを専門の電信士
がモールス信号 に変換 して送る。信号 を受信 した電信
士は、モールス信号を文字 に変えて清書 し、電報 とし
て配達人があて先の個人に届ける。つ まり第三者が必
ず介在 した。
誰 もが自分で相手 と自由に生の声 で素早 く話せる手
段 は、電話の出現 を待たなければならなかつた。で
ー
は、はじめに誰がその発想をしたのだろうか。ベル
第 1図 初 期のベルの実験器、液体抵抗式送話器 (左 :下の壺に液
体 ・中央に電極)、リー ド電磁石式受話器 (右 :薄鉄板)
一こんな原始的な機器でもワ トソンに通 じた ―
(出典 :ス ミソニアンアメリカ歴史博物館)
lこ
多 くの人 々が
人であったのか、そうではない。意夕I・
・
人間の声 を伝送する電話を目指 していた。エ リシャ
。
ー
・
グレイ、ト マス エ ジソン、フイリップ レイスな
どの人たちが競 った。だ力ヽ 電話を通信 システムとし
て完成 させ、パーソン ・パーソン通信 を実現 させたの
は、グラハム ・ベルであると言 ってよい。
ベルの電話機 は、送話器に電磁石方式、受話器 にも
ー
電磁石方式を採用 した。 いずれも電信器のリレ に使
用 される電磁石 に鉄板を吸引させる方式である。 しか
.
1 . ワ トソン君 きて くれ
ベ ルの発明には、1876年 2月 14日申請、3月 3日
確定 の有力な特許がある。その請求範囲 は大変広い。
し、そ こに到 るまでは送話器には液体抵抗式 の研究に
多 くの時間をさいた。最初に音声 の伝送 に成功 したの
も液体抵抗式である。受話器はなんと電磁石に薄い リ
ー ド弁状鉄板 を取 り付けた構造である。 これで音が出
電線による電話 システムの基本そのものである。
音声 またはその他 の音 を、空気中の振動 の波形 と
「
せたのである。少なくともワ トソンには聞 こえた (第
同様な電気振動 を発生 させることによって、電信的に
伝達す る方法」 とある。
・
実は数時間のお くれで競争相手 の、エ リシヤ グレ
伝説的な話が残 っている。1876年 3月 10日のこと、
ベルの実験室の隣の部屋にいた助手のワトソンは、ベ
ルの部屋 に駆けつ けた。「ワ トソ ン君来て くれ、会 い
イも特許予告書 を申請 していた。
ベルの時代は現代 と特許制度が異なり、patent(特
許)と caveat(特 許権保護願 い)に 分かれてい た。
たいんだ力」 とい う声 を聞いて来た とのことであつた。
このとき実験中であつたのが液体抵抗式送話器、電磁
式受話器であつた。両室の ドアは閉まってお り、ベル
ベルは実際はワ トソンと話す前 (電話実験が成功す る
前)に 申請 し特許がお りていたとい う論争があるが、
が実験中にあやまって希硫酸 を足におとして、慌 てて
送話器に向かって叫んだのを、ワ トソンは自室の受話
別の機会に譲 ることにしたい。
器で聞いたとも言われている。
48 計 測技術 2004.10.
1図 )。
電気の世紀へ…(2)
そのときの送話器 はメガフォンの底に張った羊皮紙
に音を伝え、その振動 を電極 に伝える構造であ った。
電極はつぼの中の液体 に浸 してある。電極の振動を液
体に伝 え接触抵抗が変 る仕組みである。液体 には水、
レバ ーオイル、石鹸水、塩水、希硫酸、水銀などを使
った。母音は判別で きるが子音は難 しいと述べ てい
る。 しか し、毎 日が、1875年 当時試みた電磁式 と、
液体抵抗式 の行 きつ戻 りつ の実験 の繰 り返 しであっ
た。
ベル とほぼ同時に電話 の特許を申請 したグレイは、
液体抵抗式にこだゎっていた。 しかし、二人とも特許
の申請時には実際の会話には成功 していなかったと見
tる。
らオ
ベルの発明を人 々はす ぐに信 じたか。いや、電話の
特許が確定 して、ヮ トソ ンとの会話が成功 した後 に
も、ベルは後援者 と一般大衆に、音声の伝送が実用に
なることを説明 ・宣伝 して回わらなければならなかっ
た。1876年 12月 には、ボス トン ・コンウエ イ間の40
マイルで公開実験 と講演 をしている。ベルは長 らく電
話が実用的に可能であると一徹 に信 じていた。彼 は電
気 の知識は十分でなく、思いつ きに基づいたアイデア
も多かったが、そこが彼 の弱点でもあ り長所でもあっ
た。
発明 とは不思議なものである。モールスが画家であ
第 2図 実 用化された電話器
(左)ア メリカ式 :送 話器 と受話器は別であった。 (右)
送話器 と受話器は一体で、はじめは相互干渉があった。
電話はアメリカカヽ 大衆に普及 させた技術 と言 って
よいだろ う。何 しろ東西3,500キロ もある広 いアメリ
カ大陸をカバー しようとしたのだか ら、 ここに多 くの
技術が開発 されるニーズがあった。今に残 る重要なエ
レク トロニ クス技術 には、その根源の多 くが電話技術
ったようにベルは聾唖学校 の教師であった。その二人
が歴史に残る重要な発明を行 った。
18η年 にエ ジソンとベル リナーが作 り上げた炭素式
にあると言 ってよい。夕1え￨よ 1906年に発明された三
極真空管 は中継器 レピー ターに採用 された。不安定な
真空管増幅器 を改良するべ く、ブラックが負帰還回路
送話器は出力が大 きく安定 していた。ベルは送話器に
を発明 した。多数の電話を同時に送る周波数多重伝送
とフィルター技術、さらにパルス コー ド変調 とサ ンプ
電磁式を使って永久磁石 にすれι
よ 電源 も要 らな くな
るメリットがあるとこだわったが、電磁式は出カカⅥヽ
さかった。ベル電話会社 は本格的な電話機にはエ ジソ
ンの炭素抵抗式送話器 と、ベルの電磁式受話器を組合
わせて使 った (第2図 )。
リング技術、それを裏付けるシャノンの情報理論、デ
ジタル伝送に必要なアナ ログ ・デイジタル (A/D)
変換技術、半導体 トランジスタ、などのノーベル賞級
の発明が次 々 と生み出された背景で、ベ ル研究所、
ATTは 実に大 きな役割をはたした。
2.電 話 の もた らした技術
電話は私達の社会通念を変えた。今 日の携帯電話の
普及をみればうなずけるだろう。電話機は家庭のなか
でその居場所を確保 した。歴史を振 り返ると、人間の
作 り出した機械モノが家庭の中で位置を占めるのは時
計、つづいて電話 。電球 であろうか。
< 参 考文献 >
(1)“The TELEPHONE'',An Exhibit of Telephone Progress at
the SmithsOnian lnstitution,(1957)
( 2 ) B e r n a r d S F i n n , “A l e x a n d e r C r a h a r n B e l l ' s E x p e r i m e n t s
w i t h t h e V a r i a b lRee―
sistance Transrnitter'',The Smithsonian
ourna1 0f HistOry,V011,No4.1/16,(1997)
」
計測技術 2004.10.49
流量計測 の歴 史 (1)
却渥
A040801
」CLS
0385・
9886/04解500/論文ソ
〔連
計測 の歴史
<12.20世
紀初頭の天然 ガスの計測 >
的オーバル 小 川
絆
Yutaka Ogawa
紀初頭 の流量 計
20世 紀初頭 に使用 されていた工業用流量計はせ き
式、 ビ トー管、ベ ンチュリーおよびオリフイスであり、
1.20世
この時期 には、それらの使用例や訓験結果の技術報告
文献、特 に米国では天然 ガスの流量計測に関す るもの
が多 い。
(1)ロ ータリ 。ポンプの研究
(1)に
そんな中で1902年 に 「ロー タリ ・ポ ンプ」 関す
Ohh T.
る報告がされてお り、その中でウイルキ ン (」
いる
。
Wilkin)は 概略次のような報告 をして
『ロー タリ ・ポンプについての文献はReuleaux教 授
“
が 1876年 に記 した Kinematics of Machinery"に
詳 しい力ヽ その文献 を入手するのが困難である。彼 に
よると、4葉 形 または 4枚 歯の二つの羽根か らなるポ
ンプは1630年から使用 されていたとい う。
ロー タリ ・ポ ンプの開発 と商業イいま1860年 代か ら
1870年代に力■ナて他の形式のものと歩調を合 わせてい
第 1 図 二 葉形 ロータリ ・ポ ンプ
(2)ピ トー管
1903年 にグレゴリー (W.B.Grё gory)は 「ピ トー
"に
己している力ヽ 第 2図 が ピトーに
管」 ついて詳 しく言
よって描かれた図面の コピーであ り、第 3図 がダルシ
ー とベ イズンによつて改良されたものである。
亀躙隠膿朧朧膿躙朧 褥躙朧欄躙躙躙躙朧 朧朧欄欄隕雌ゞ 図
した。 これは適切に組 み立てられ提供すれば、抜群の
結果が得 られる。二葉形サイクロイ ドポ ンプの 1回 転
当 りの吐出は正確 に羽根が回転する円筒 の容積 であ
る。別の言 い方をすれば、二葉形羽根 の面積 は外接円
の面積 の 1/2で ある。 この事実 はこの形が メー タ
(流量計)と して使用可能であ り、その吐出は非常に
正確 に測定できる。』 と現在 ルー ツ 。メー タと呼 ばれ
ている流量計を示唆 しているのである。 ルーツ 。メー
タがいつ頃から市場 されたかは、また後ほ ど記述す る
機会があろ う。
50
言
十浪11支
aに 2004.10.
第 2
ｌηｌｌｌ
︱咄 Ｔ ＝ ＝ 肝 ＝ ︱
た力ヽ 遠心 ポンプの値段に対抗するために、羽根 の接
触面を鋳肌のままで製作 したものだから、高圧下での
リークが大 きくて性能が上がらず全 くの不人気 であっ
た。そこで約 10年 間注意深 く研究 し、第 1図 に示す
ような完全な上下サイクロイ ドに機械加工で形成され
た 2つ の同形 の羽根 を持ったロー タリ ・ポ ンプを製作
ピトーによるもの
第 3図 グ ルシーによるもの
2)
流量計測の歴史 ・
〈
図力Ⅵヽさくて見にくい と思われるカミ よ く観察する
と、 ピ トーの ものはガラス管の先端が閉じられてお り、
ダルシーによるものは先端が開放 できるようになって
いる。先が閉じていれば圧力が上が ると、先端に閉 じ
込められた空気が圧縮 され、水圧 と等圧になるために
その分水柱力池く なるはずである。 ピ トーによるピ ト
ー管の誤差が大 きかった理 由の一つ と思われる。
② は前述のビトー管で流速を測 り、体積 に換算する
方法である。
次に管内流での流量計測の候補はヴェンチュリ 。メ
ータ、オリフイス、 ピ トー管及びトーマス電気 メータ
であうた。ここで トーマス ・メータについて述べると、
原理図は第 4図 によるものである。
写真 1は 1902年頃に使用 されていた ピ トー管 の例
である。
RESISTANCE
THERMOMETER
RESISTANCE
THERMOMETER
第 4 図 ト ーマス流量計
トーマス (C.C.Thomas)は
1911年にこの流量計
を開発 した力ヽ 現在半導体業界な どで盛 んに使 われて
いる熱線式質量流量計 (Thermal mass■Owmeter)
のはしりである。
この原理は中央にあるヒー タで全流体 を温め、その
前後 の温度差 仏t)を 測ると、温めるのに必要な電力
で表される。
(2)式
(E)は
・
E∽ M・Cp・△t
・
(2)
写真1 1892年に米国特許取得のビトー管
ここで、M :質
(3)天 然 ガスの 流量 計測
1912年 に天然ガスの計測 についてはウェイマウス
)の
(T.R.Weymouth)°
報告 に詳 しく述べ られている。
ご存知のように米国では、非常に多 くの天然ガスの井
戸があるが、天然ガス技術 の中で遭遇 している最 も重
要な問題 は、ガスの売買において、いかに大容量 ガス
を正確に計測するかであった。
天然ガスの計測の問題は開放流 (Open■ Ow)と 管
内流 Closed■ ow)の 二つに分かれるが、 開放流の
計測 には次の二つがある。
① ボ イルシャールの法員Jを用いる方法
② ピ トー管で流速を測る方法
① はガス井戸にタンクを置き、タンクに貯めた天然
ガスを大気中に放出し、大気圧 (PO)と等圧にした
後、放出弁 を開め流入弁 を開けて天然 ガスを流 し込
み、弁を閉 じた時の圧力 (Pm)を 読む。 タンクの容
積 をVと すると、流入量は
Q=VI(Pm+PO)/P「 11
となる。
・・・
( 1 )
量流量
Cp:ガ スの定圧比熱
トーマス流量計は非常に正確な計器で、構成 も比較
的簡単であった力ヽ いかんせん75,000ft3(2,124m3)の
量の天然ガスの計測 に約 lkW・hに 均 しい電気 エ ネル
ギーが必要であ り、 この事実は特 に現場の天然 ガス計
測 の使用上大 きなネ ックであった。
また著者は ピ トー管は管内流 の一部 の流速を測 り、
全流量に換算するものであるから、パ イプの面粗 さで
流速分布が変わってしまう欠点をも指摘 している。
結論 としては、やは り簡単な構造 のオリフイスを推
奨 している。
フイッシャー (Francis P.Fisher)が
述べているよ
4、
ぅだ 1916年
代になると、ここ20年間で天然ガスの
需要が急増し、250万人にガスを供給するようになっ
た。このためにはメータリングが必要であった。
メー タはここ数 年 で 1/50∼ 1/1oOの 分流式 の比
率 メー タが使 われていたカミ 汚 れが問題 であ った。そ
の他 ピ トー管や トーマスメー タも検討 した力ヽ 最終 的
には大容量 の天然 ガス計淑1にはやは リオ リフイス をリ
計測技術 2004.10 51
流量計測の歴 史 ■3)
コメンドしている。写真 2は現場に設置されたオリフ
ィス メー タであ り、いかにも現場 らしい風景 である。
1912年のウォー カ教授 であ り、1914年に再び 「メタ
ンガスの物理法則」 とい うテーマでASMEに 報告 し
また流量を自動的に記録する必要 もあ り、第 5図 に示
す差圧ゲー ジが 開発 された。 これはバ ラー ド (H.0.
Ballard)が推奨 したものである。 このゲージはガス圧
ている。
力がゲージ範囲を超えた場合、マノメー タの中の水銀
レベルが図のaの 開口部 より下に下が り、水銀本体に
ダメージを与えないようになってお り、圧力が下がれ
調験は写真 3に 示す装置を用 いてオハ イオ州立大学
の物理学研究所 で行われた。これを図示すると第 6図
のようになるが、校正 された内径 3mmの ガラス細管
に天然 ガスを充填 し、水銀が入 ったポ ッ トにセ ッ ト
し、重錘式圧力発生器 Bに よって圧力 を変化 させた。
このときの水銀柱 の高さを拡大鏡Fの ついたスケール
￨よ 水銀が元の位置 に戻る工夫が凝 らしてあった。ボ
ールの上下動がペ ンに伝わるいわゆるペ ンレコー ダで
で読み、封 じ込められたガスの体積 の変化を測定す る
ある。
わけである。
写真 3 試 験装置 1
写真 2 井 戸に設置されたオリフイスメータ
第 6図 調 験装置図
第 5 図 バ ラー ド差圧ゲージ
さて このように天然 ガスの流量計測を行 っているう
ちに、天然 ガスはどうもボイルの法則に合 わないこと
に気がつ きだ し、イアハ ル ト (Robert F.Earhart)
い
は次のように述べている t
19世紀末から、ある種の気体でボイルの法則が合わ
ないことが指摘 されていた力ヽ 天然 ガスがボイルの法
則に合 わないことを最初に言 い 出 したのはおそ らく
52 計 測技術 200410.
さてこのようにしてボイルの法貝1からの偏差を測定
した結果の一部を第 7図 に示す。
この図から見 ると49気圧の天然ガスはボイルの法則
よりも約 16%も体積が少なくなるという結果であった
(筆者も実はこの偏差の問題で若い頃に苦い経験をし
たことがあった。今まで液体流量計測のみを担当して
いたが、渦流量計 に携わるようになり、確か50気圧
位のブタンガスの流量測定で、大気圧換算流量が30
∼40%少 なく指示 してしまう問題が発生 したのであ
る。このボイルの法則からの偏差係数を知らなかった
のである)。
流量計測の歴史…(4)
［
ゞ］瀾嬉
第 7図 天 然ガスのポイルの法則からの偏差
現在 ではボイルの法則式 に偏差係数Zを 乗算 した気
体の状態式が使用 されている。
Py=ZRT
・
・
・
(3)
第 8図 パ イプ接続用 フランジ図
ここでPは 気体 の絶対圧力、 アは気体 の体積、Tは
気体 の絶対温度、Rは ガス定数である。 また、偏差係
数 Zは 混合 ガスの各 々の成分率、臨界圧力、臨界温
度、 プロセス温度、圧力の関数であ り複雑である。
(4)ASME圧 力継手規格
この時代 ASMEを 調べ てみて も、水道 メー タや天
然 ガス用 メー タのレポー トはあるが、石油 プラン トに
鰊 姿 錮癬 番 鐵
使用 されているメー タについてのレポー トは見 られな
いのである。フォー ド自動車会社 が設立 されたのは
1903年であ り、1911年 にフォー ドが 自動車の大量生
産を開始 したので、石油プラン ト及 びガソリンスタン
ドにおける流量計測の問題はもう少 し先のばしとい う
ことか もしれない。
しかし米国では油井や天然 ガス井戸からの配管が必
定であったので、1914年にフランジと配管継手の米国
規格力滞J定されている。第 8図 にフランジ規格、第 9
図に配管継手を図示す るが、現在 の規格 と比較 してみ
ても大差はないように思える。
さて1916年 といえば、 日本では大正 5年 の時代 で
あるが、技術的にどんな時代 であったのであろ うか。
1916年 に本田光太郎がKS磁 石鋼 を発見 し、1918年
に東北大学に金属材料研究所が設立されているが、科
電気界」
学技術 の普及はやっと緒に就いたといえる。「
が 明治 41年 (1908年 )、「
電気 評論」が大正 2年
鉄鋼」が大正 4年 (1915年)、「
機械学会
(1913年)、「
誌」、「日立評論」が大正 7年 (1918年)に 創刊号が
発刊 されたといったところである。 日本 の流体計測技
術 を侮辱す ることになるかもしれないが、当然、当時
流量計測 のケの字あるいはメー タのメの字 も技術誌に
は出て来ない時代なのである。
第 9図 配 管継手図
< 参 考文献 >
(1)JOhn T Wilkin“
Rotary pumps''Transaction of ASME,Vol
24,1902
(2)W B Gregory“ The Pitot tube"Transaction of ASME,Vol
25,1903
(3)ThOs R ヽ
Veymouth “
Measurement of natural gas''
Transaction of ASA/1E,Vo1 34,1913
(4)Francis P Fisher``Establishing a standard of measurement
for natural gas in large quantity''Transaction of ASME,Vol
38,1916
( 5 ) R o b e r t F F a r h a r t “D e v i a t i o n O f n a t u r a l g a s f r o m B o y l e ' s
law''TransactiOn of ASME,Vo1 38,1916
(6) .`Report of the cOmmittee on standardization of nanges and
4E,Vo1 40,1918
pipe flttings''Transaction of ASヽ
筆者紹介】
【
小￨￨1 胎
ーバル 技 術顧問
llbオ
〒2368645 横 浜市金沢区福浦 1‐
95
TEL:045-785-7259
計測技術 2004.
L
初歩から学ぶ温度計の実務⑭…〈1)
04
A0408‐
0385-9886/04/¥500/論 気 ゝCLS
〔連
載〕
初歩から学ぶ温度計の実務⑭
日本電気計器検定所 小 川 実 吉
Ⅳliyoshi Ogawa
1.ガ ラス製温度計
ガラス製温度計 は、温度計 としては一番古 く海外
(欧州)で は1600年後半から使用 されている。わが国
では、1768年 (明和 5年 )に 平賀源内が数本の寒暖
計を作 り、 これを知人知己に配ったのが最初のものだ
ったといわれている。残念なことに一本 も残 っていな
いそうである。 この寒暖計 は、江戸開府 400年 記念事
業 として平賀源内 「
寒熱昇降記」 に基づ き、東 日本計
量器工業協同組合 (理事長 横田賢次郎氏)が 関係者
の協力を得 て、タルモメイ トル参考製作品 (現実にな
するものを見せ られた (このことは蘭学事始 にも記述
がある)。 目盛 りを刻 んだ銅板の上に 「
薬水」入 りの
ガラス管を固定 したもので、薬水の昇降により時候 の
寒暖 を計る器である。大変高価なものだとい う。 しか
し私 は現物 を一見 しただけで構成 と作用がわか り、作
るのも容易だと思ったので吉雄にそう語 った。 とんで
もないオランダでも数十年かかって作 りだした物だと
吉雄 は私 の見解を否定する。幸 い今年 (明和 5年 )正
月に暇ができたので自説を証明す るものとしてこのタ
ルモメイ トルを製作 したしだいである。
』
い物なので、 レプリカとか復元品 とか云 う文言は避け
(ltタ ルモメイ ル
ト 参考製
られた)と して制作 された
正月休みに簡単に作 ったような書 き振 りであるが、
オランダ製のタル トメイ トルを見てか らの 3年 間何 も
作品は、昨年 (2003年)11月 29日 から今年 1月 18日
まで、江戸開府 400年 記念事業 に因んで東京江戸博物
計量 いま ・むかし展」 に写真 1に 示
館 で開催 された 「
しなかったとい うことはないような気がする。その間、
いろいろの試行錯誤カミ
有 り、漸 く完成 したものだろ う
す原寸 (全長 30cm)の ものが展示 された。大型 (全
長90cm)の タルモメイ トル も製作 されて併設の平賀
源内展 に展示 された。
写真 の参考製作品は館
と想像 される。
タル トメイ トル参考製作品の制作に当たっては、寒
熱昇降記 だけでは情報が少なく、オランダ渡来の寒暖
計を見て製作 したとい う当時の記述を辿るべ く、高田
誠二先生 (北海道大学名誉教授)の 尽力でオランダ 。
ると思 う。
ブールハー フェ博物館」 にファー
ライデ ン市 にある 「
レンファイ トが製作 した温度計が現存 していることを
集するなど多 くの困難を
調べて、海外 からの情報 も1又
平賀源 内 の 寒暖計
力
つい
て文献 によれ
に
克服 しての成果である。平賀源内の寒暖計 の 目盛は、
F)の はずである力ヽ 参考製作品
ファー レンファイ ト(°
ι
よ 現品に添えて配っ
た 「
寒熱 昇 降器 図並
は写真 1で も判 るとお り℃目盛にして単なる装飾品で
はなく、法定計量単位を用いることで、現在 の寒暖計
としても使用 できるように配慮 されている。ちなみに、
計量法 は、法定計量単位 の使用 に関す る規制について
「
非法定計量単位 による目盛を付 した計量器の販売 ・
内で販売されていたの
で入手された読者 もあ
びに訳文」 と題する案
内状 が残 されてお り、
大意は次の通 りと記さ
れている。
『
私 は明和 2年 に大
通 詞吉雄幸左衛 門か
らタル トメイ トルと称
54
言
支判
十浪!ま
断 2004.10
陳列の禁止」がある。
写真 1 平 賀源内 タル トメイトル
参考製作品
わが国で最古の現存するガラス製温度計は、福島の
中村善右衛門が 1842年 (天保 13年)に 寒暖計 を作 り
(東日本計量器工業協同組合、提供)
養蚕 に実用 している。 この寒暖計の同時代作 で同型の
初歩から学ぶ温度計の実務⑭ ・
(2)
ものは福島市児童館 と岡谷蚕糸博物館 に現存 し、「
養
蚕実験録」 (文久 3年 関山五郎著)に 図入 りで解説 さ
れている。善右衛門は、蚕種造 りを家業 としたが、福
島二本松藩の藩医が長崎で入手 した体温計を診療に用
いているのを見て、これを養蚕に利用することを発想
した。優良蚕種 を得 るには蚕室の温度調節が大切で、
彼 は15両 とい う大金 を投 じて長崎か ら温度計を取 り
寄せ、これをサンプルにして約 5年 間、研究 と試作に
打ち込んで完成にこぎつけた。試作段階で苦心 したの
はガラス細管の空気 を抜 いて球部へ水銀 またはアルコ
ールを封入することだったと記 されている。温度 目盛
は、 当時のオランダで使用 されていたファー レンハ イ
°
ト(華氏 :記号 F)が 見本 の温度計に倣 って付 されてい
た。
古 い実績を持 つガラス製温度計は、 センサ部と表示
部が一体構造なので、取扱 いが簡単、安価 であるなど
の理 由で、現在で も-200℃ ∼ 650℃ の温度範囲で、
温度指示計 として多数使用 されている。
ガラス製温度計 の種類、主な性能及 び特徴 は、第 1
表 に示す。
各種 ガラス製温度計のなかで、標準用温度計 として
産業界でも多数使用 されている。それらを鑑みて本稿
では標準用 として使用 されるガラス製温度計を取上げ
る。
(1)不 確 かさが保証 されたガラス製温度計
① 計 量法による温度基準器
計量法では、計量器における精度の確認など各般の
規bllが
必要な計量器を 「
特定計量器」 として規制処置
が講じられている。特定計量器は、基準器 を用いて検
査 (検定)が 行われる。特定計量器 とは、取引若 しく
は計量に使用 され、または主として一般消費者の用に
供される計量器のうち、適正な計量の実施を確保する
ためにその構造または器差に係る基準を定める必要が
あるものとした政令で定めるものをい う。温度計で
は、一般消費者の生活面に使用 されるものとして体温
計 (ガラス製 ・電子式)が 規制の対象である。特定計
量器の精度を公的に担保するために、国、都道府県知
事等において検定を実施することとし、「
検定に合格
して検定証印が付されたものでなければ使用 。所持 し
てはならない」 と規市1されている。すなわち、検定は
計量器の使用 についての規制の実効性を支える重要な
制度となっている。特定計量器の検定に使用する計量
器 (標準器)で 基準器検査に合格 したものが基準器で
ある。温度基準器は、①基準 ガラス製温度計、②基
準ベ ックマン温度計で基準器検査に合格 したものであ
る。基準器検査 については計量法 (第102条)に 基づ
く基準器検査規則 に定められている。現行計量法 (平
成 4年 に改正)は 、「
基準器検査を受けることができ
第 1表 ガ ラス製温度計の種類、主な性能及び特徴
種類
使用温度範囲 [℃]
特徴
簡易に比較的精度良 く、長期間安定 した測定ができる。
破損 しやす く、振動衝撃に弱い。標準用としても使える。
水銀以外の液体封入
ガラス製温度計
-200´‐+200
低温用。
水銀封入温度計より見やすい力ヽ 精度が劣る。
特殊な温度計
水銀封入 ガラス温度計
-50-+650
ベ ックマ ン温度計
最高最低温度計
ガラス製隔測温度計
0 ∼ 2 0 0 ℃の任意 の
温 度で最大 6 ℃
-30-+200
-100-+200
微少な温度差測定が可能。
測定温度が任意に選べる。
一定期間中の最高温度、最低温度の測定ができる。
屈曲自在な導管が付いてお り、取 り付けが容易。
不確かさ
- 5 0 ∼+ 5 5 0 ℃ ± 1 日盛
精密級 : 0 ∼ 1 0 0 ℃ ± 0 0 3 ℃
1 ∞∼ 2 0 0 ℃ = 2 日 盛
20℃ ± 001℃
-30∼ +200℃ ± 1目量
-1∞ ∼ ■200℃ ± 2日量
〔
備考〕ガラス製温度計の形式などによる分類及びその特徴は、次の通りである。
‐
①形状による分類と特徴
二重管 :高精度が得られ、標準器として用いられる。衝撃に弱い。
棒 状 :二重管より丈夫、精度がやや劣る。実用、汎用向き。
板 付 :目盛が見やすい。精度は良くない。
②没線の形式による分類と特徴
全 浸 没 :精度良く測定できるが、示度が読み取り難い。
浸没線付 :示度は読み取 りやすいが、精度が良くない。
③ 目盛の種類
目盛範囲は使用目的に応 じて各種温度範囲のものが作られている。
◇水銀封入ガラス製温度計の目量 〈
最小日盛):001、 002、005、01、02、05、1、2、5℃。
◇水銀以外の液体封入ガラス製温度計の目量 (最小目盛):o5、 1、2℃
◇基準ガラス製温度計など精密測定には、目盛範囲に関係なく0℃の目盛線が付けられたものを用いる。
計測技術 2004.10 55
3)
初歩から学ぶ温度計の実務⑭ 《
る者」 として、検定を行 う都道府県計量検定所等 (法
では経済産業大臣、都道府県知事)、若 しくは、当該
特定計量器の指定製造事業者 に限定された。
② 計 量標準供給制度 CCSS)
改正前の計量法 は、基準器検査 を受けることがで き
る者、すなわち受検資格等に特段 の定めがないため広
く一般に使 うことが可能であったことや、国家計量標
準 の供給について制度が整 っていなかったので、基準
器検査を介 した基準器の供給が計量標準 の供給 とい う
性質 を有 していた。現行計量法では、基準器検査 の対
象 となる計量器の検査、受検者等について特定計量器
の検定 を行 う機関に特定する規定が置かれた。計量標
準の供給 については新 たに制定された トレーサ ビリテ
ィ制度 CCSS)へ 移行することになった。
従来から温度基準器が事業所などの温度標準器 とし
て利用 されていたことから、温度標準器と名称は変わ
CSS校 正証明書付で使用さ
っても同一仕様のものが」
れるはずである。
(2)標 準用ガラス製温度計の要件
(温度基準器の要件)
温度基準器は、二重管式の水銀封入 ガラス製温度
計で、長期間 (少なくとも3年 間)に わたって示度が
一定になるようにガラスの材質や製造工程に細心の注
意を払って製造されたものである。一本の温度計の測
定範囲は50℃であ り、8本 組で 56∼365℃の範囲を
カバー している。もっとも細かい 目盛 (一目盛)が
01℃ である。
標準用温度計 は、温度基準器同等品が多 く使用さ
れているので、温度基準器の形状、機能についての定
めを次に紹介する。
① 温 度範囲は、-56℃ から365℃ までの範囲内の
温度を表す目盛であること。
② 温 度計の狂いを手軽に点検するには0℃ の器差
をチェックすればほぼ判るので、そのための0℃
を表す目盛を有 し、その目盛に接 して上下にその
口
初｀
P 5mm以
温度の目盛の最小値を表す 目盛線が、 3本以上
ずつ目盛られていること。
③ 目 盛線の長さ (目盛の中心線から次の目盛の
中心線 までの長 さ)は 、棒状 では0.5mm以 上、
二重管では0.4mm以 上であること。
④ 目 盛線は温度計が鉛直 の状態で、その 目盛線
の位置まで、その 目盛線が表す温度に保 ったとき
の示度 によって 目盛 られてい ること。換言す れ
ι
よ これは温度計の正 しい使用状態を定めている
規貝1 といえる。
0.1、
0.2、
0.5、1℃を示
⑤ l目 盛の値 は、0.05、
すものであること。ただし、感温液が水銀以外の
ときは、05℃ または1℃を示すものでなければな
らない。
⑥ 形 状は直線状で、ガラス部分は70cm以下であ
ること。
⑦ 温 度計には法定計量単位 (Kま たは℃)、1目
盛の値、おもな目盛 の数値 が正 しく標記されてい
ること。
標準用 として使用 されるガラス製温度計は、二重管
温度計 (第 1図 )と 棒状温度計 (第 2図 )に 分類 で
きる。
標準用 のガラス製温度計は、特殊な場合を除いて第
2表 のように測定温度範囲によって区分 されている。
(3)ガ ラス製温度計の構成
ガラス製温度計は、 ガラスに対する感温液の見かけ
の膨張係数 により温度を測定するもので、タト
管 の内側
に目盛板 と毛細管を内蔵 した二重管温度計 と、毛細管
を有するガラス棒 の外側 に目盛 を施 した棒状温度計 と
がある。二重管温度計は、第 3図 (alの例示のように、
ガラスの外管の中に球部に接続 される毛細管を持つ細
いガラス棒 と、その背後に目盛 を付 した乳白色の目盛
板 (玉板 ともい う)を 入れた構造になっている。棒状
温度計は、第 3図 (b)の例示 のように、球部 と毛細管
を持 つ厚肉ガラス棒 に直接 目盛 を付 した構造である。
上で外管 より小 さいこと
第 1 図 ガ ラス製温度計 ( 二重管 ・全浸没)
56 計 浪」
J技
術 200410.
初歩から学ぶ温度計の実務⑭ ・
(4)
5mm以 上でガラス管の直径 より小 さいこと
第 2図 ガ ラス製温度計 (棒状 ・浸没線付)
第 2表 1目 盛の値 (目量)が ol℃ の温度計の区分
ガラス温度計 の主要 な構成部材 は次の要件
0号 -56∼ 0℃
1号 o∼ 50℃
2号 50∼ 100℃
3号 100∼ 150℃
4号 150∼ 200℃
5号 200∼ 250℃
6号 250∼ 300℃
7号 300∼ 360℃
これらは、0号 から7号 までを組にして8本 組標準温度計と呼ばれている。
この他に、1日 盛の値が05℃ の温度計で4本 組と呼ばれているものもある。
が要求 される。
① ガラス
使用するガラスの性質は、使用温度範囲
で急熱、急冷には十分耐え、加工 し易 く、
経年変化や零点降下の少ないなどの具備条
件 があ るため、 硬質 ガラス系 で膨 張係 数が 05× 106
∼ 6× lσ6程度 のガラスカ副甲い られる。
② 感 温液
感温液 としては、水銀 とそれ以外 の液体に分けられ
る。感温 液は、 ガラスを通 して示度を測定す るため、
その上端が見易 く、化学的に安定でガラスに付着 しな
いなどの必要条件がある。水銀 (使用温度範囲-50℃
∼ 360℃ 、■0℃ 以下には水銀アマルガムで膨 張係数
外管
玉板
おさえばね
膨張室
1.8×104)ぉ ょび水銀以外 の液体 では有機液体が多
く、灯油 ←50℃ ∼ 200℃ 、膨 張係数 o.9×104)、ト
レ (o∼200℃ 、膨張係 数 1.0×10・)、 ローペ
リオーフ
目盛板 (玉板)
玉板止め(おび)
毛細管
玉板受け
ンタン ←130℃∼ 30℃ )な どが用 い られる。
(4)ガ ラス製温度計の諸特性 と不確 かさ要因
標準用 のガラス温度計は、全没温度計 (感温液柱
頭 まで浸 して正 しい温度が 目盛 られている)な ので、
使用時には感温液柱頭 まで浸 して測定 しなければなら
ない。 もし、被測定物が少なく、感温液柱が被測定物
(al 二重管温度計
(b)棒 状温度計
第 3 図 標 準用ガラス製温度計の構造図
から露出して測定する場合は露出部の補正を行 う必要
がある。また、1目 盛 の値 が1/2℃ よ り細か い温度
計では、経年変化や零点降下現象 も測定値に影響する
ので、製作直後は頻繁 に校正 して使用する必要があ
二重管温度計 は視差 が少 な くて不確 か さは小 さ くなる
が構造が複雑 なため破 損 し易 い。棒状温度計 は不確 か
る。 しかし、製造後数年を経過すると変化は少なくな
り示度 も安定す るので古 いガラス温度計を校正 して使
さが、 やや大 き くなる ものの機械 的 には丈 夫であ る。
用するほ うが正 しい温度測定が期待できる。
計測技術 2004.10 57
・
0
初歩から学ハ孟度計の実務⑭・
(a)ゼ ロ点降下
ゼロ点降下 とは、0℃ で校正 して最高測定温度 に30
分以上保持 して校正 した後0℃ に戻 して再校正 したと
一
す。 これを防 ぐには、水銀糸上端を月に 度は動かす
と良い。使用者によつては購入 してから長期間使用せ
ず に保管 し、3年 毎 の校正に出すだけとい う極端な例
き当初の校正値 とに差異が生 じる、 ガラス製温度計特
有の現象で、氷点降下 ともいう。標準温度計 に用 いる
ものは、ゼロ点降下が問題になる場合がある。
もあるが、 これは酸化 の最大 の要因となる。酸化 して
いると校正ができない場合 もあ り、校正 できても不確
かさの評価 ができない。酸化 したものは修理 もで きな
この現象は、高温 で膨張 した球部が冷却 されても直
ぐに元の体積に戻 らないために起 こる現象で、長い場
合 は約 1週 間放置 してお くと元に戻 るようである。ゼ
い。
ロ`点降下量はガラス材質 により差があるといわれてい
る。基準器検査では、ゼロ点降下量 を0.08℃以内 と決
められている。ゼロ点降下量 の試験は、通常の室温に
3日 間以上放置 したガラス製温度計 について氷点の示
度 を読む。次に、100℃ 以上の目盛 のある温度計 につ
いては沸騰 している湯中 (100℃付近に加熱)に 、測
ることができる最高の温度が 100℃ を超えない温度計
は、最高 の温度に30分 保持 した後 に再び氷点の示度
を読み前後の変化量を調べ て、規定値以内であれば、
標準用 に十分使用 できるガラス材質であるとい う保証
になる。示度の変化 は、加熱後の値力Ⅵヽさくなるのが
一般的なのでゼ ロ点降下 といい、その数値の差をゼロ
点降下量 とい う。
(b)経 年変化
ガラス製温度計 の器差 は製造 されてから年月の経過
一
に従 い徐 々に変化 してい くが、 定年月後 の変化量
は、ゼ ロ点降下量 と同様 にガラスの材質に よ り異 な
る。
通常、標準用 や基準器用に使用 されるガラス材 は、
ほぼ温度計の形状 に加工 されてか ら、感i議 を封入す
る前 に、 この経年変化 を入為的に短期間に起 こさせる
ためにガラスの歪カジ肖える程度の温度で長時間熱処理
されている。さらに、感温液を封入 してからも、その
温度計の最高温度で再度 アニー リングを行ってから目
盛定めをす る。経年変化 の主要因はガラス材質の安定
化 であるが次の事項についても留意すべ きである。
① ア ルカリ遊離 による変化
ガラスに含まれるアルカリカヽ 年月の経過 とともに
球部、補助球部、毛細管内に遊離 して起 こるもので、
球部の容積が変化す るとともに水銀切れ、水銀飛 びの
原因となる。
② 水 銀の酸化
。
現在製造されているほとんどの基準 標準 ガラス製
温度計 は、毛細管 に不活性 ガスを封入 しているが、そ
れでもわずかに混入 している酸素 のよって、水銀糸上
端が長期間一定位置 にあるとその部分が酸化 を起 こ
58 計 測技術 2004.10
③ 二 重管温度計 の玉板下部の欠損
温度計の長年の使用中には、玉板 の無理な膨張、収
縮あるいは振動 などによ り、玉板受けの部分に接触す
る玉板下部が欠損 して玉板が下がることがある。 この
場合、示度は高 くなる方向 (+側 )に 変動 して誤差を
生 じる。 この欠損 した部分 とガラス砕片 は、外管 を切
断 し、玉板下部の補修 と二重管内の洗浄 によって修理
が可能である。
(5)温 度測定上の注意 と不確 かさ
① 視 定誤差 と個人誤差
ガラス製温度計の示度を読む時には、感温液柱の上
端 と目盛の刻まれている面 との間には、二重管の場合
でlmm程 度、棒状では3∼4mm程 度の隔たりがある
ので、日盛面に垂直の方向か ら見ないと、日の位置に
よって第 4図 の通 り示度の読取値に差異が生 じる。 こ
の誤差 を視差 という。
二重管温度計の示度を読み取 るときは目盛板に垂直
の方向から読み取ればよい。もし、垂直でない方向か
ら読み取れtよ 目盛線 を通して湾曲して見える。 した
がって、感温液柱の上端を通る目盛線バ 弯曲しない目
の位置で読み取ればよい。もし、感温液柱の上端が上
下 2本 の 目盛線の中間の位置 にある場合は、第 4図
に示すように、それら2本 の目盛線が相互に反対の方
向に見える目の位置で示度を読めばよい。
② 露 出による誤差 とその補正
液体 の温度を測定す る場合、全浸没温度計 は感温
部全部 を、浸没線付温度計 は浸没線 までを測定す る液
中に保ち、十分に熱的つ り合 いに達 してから示度 を読
み取る。 ガラス製温度計 では感温液柱と目盛 との位置
が離れているので、示度を読み取 る時には、 日盛面に
垂直 の方向か ら見ない と目の位 置 により誤差 を生 じ
る。 この様子 を第 4図 に示す。二重管温度計では、第
4図 (b)に示す ように目盛が湾曲しない 目の位置 で読
み取ればよい。
全浸没式温度計 で感温液柱が被測定面 の外部 に露
出 している場合は誤差を生 じるので次式 による補正値
△′
を加 えなければな らない。
△′=4α (″4)
︲
︲
︲動
警
︲
︲
︲
Ⅲ
Ⅲ
︲
Ⅲ
Ⅲ
非
輩
Ⅲ
一
Ⅲ
Ⅲ
︱﹃
︲
︲
︲
︲
6)
初歩から学ぶ温度計の実務⑭ 〈
ヽ鏡
一﹂
返
ル望
０
(b)棒 状
︿ロ
︱＝＝＝ ”場
＝＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ︱
︲
目盛板
(a)二 重管
第 4 図 ガ ラス製温度計の視差
ここに κ :毛細管中の感温液の露出部の長さを度
数で表 した値
α :毛細管中の感温液のガラスに対する見
かけの膨張率
4:露 出部の平均温度
(糸球温度計などで測定する)
′ :温 度計の示度
このほか、液切れ、液の付着、気泡などのないこと
を確認 し、熱衝撃を与えないよう注意 して使用する必
要がある。また経時変化 もあるので、定期的な校正 も
必要である。
高精度の二重管温度計は計量法の基準温度計 とし
ても指定され標準温度計 として有用である。この温度
計 は、-50℃ ∼ +360℃ の測定温度範囲で50℃ ごとに
8本 が一組になっている。 目盛幅 (目量)0.1℃ の標
準温度計 では10℃お きに校正 し、不確 かさは温度範
囲により、 ±0.03℃、 ±0.o5℃、 ±0.1℃程度である。
③ 液 切れ、液飛び
ガラス製温度計は、衝撃や振動などにより毛細管中
で感温液が切れた り、その一部が上端に付着 した りす
ることがある。この現象を液切れ、液飛びといい、誤
差の要因となるので、球部、毛細管内、上下の補助球
部内の液切れ 液飛 び及び気泡の有無を測定前にルー
ペなどで十分確認 しておかなければならない。
ガラス製温度計の液切れを直す簡便な方法は、球部
を下にして直立 させたままで、厚 いゴム板や厚 く重ね
た紙 の上に軽 くとんとんと落 として下から叩いてみる
か、また温度計の上端部分を持 って切れた感温液を振
頁次下方の感温液 と接続 して直ることも
り下げれlよ 川
ある。簡便な方法で修正できない場合は、専門家に委
ねるのが望 ましい。
<参 考文献>
(1)横 田賢次郎 (束日本計量器工業協同組合理事長)、平賀源内 「
寒
熱昇 降記」からの参考製作、計量史をさぐる会2004講演予稿集,
日本計量史学会,平 成16年 7月 17日
( 2 ) 奥 村 正 三 , 功 な らず 名 ば か り遂 げ て … 平 賀 源 内 雑 話 ,
BOUNDARY 19985
(3)産 業計測機器管理技術研究委員会編,産 業計測機器管理基準 Ⅲ
l計量管理協会 19露年 10月
温度計測機器の管理,ll■
“)計 量標準管理技術調査研究委員会編,温 度標準の管理技術マニュ
アル,ll■
計量管理協会,1979年 9月
(5)温 度計測部会編,新 編温度計測,計 減1自動制御学会,1992年 10
月
(6)llll日
本電気計測器工業会編,新 編温度計の正 しい使 い方,第 2
版,い 日本工業出版,2003年 4月
(7)JIS B 7411(一般用ガラス製棒J短温度計)
(8)JIS Z 8705(ガラス製温度計による温度測定方法)
【
筆者紹介】
￨1実吉 (昭和 13年 3月 25日生 ・鹿児島県出身)
小サ
日本電気計器検定所 標 準部 技 術ア ドバイザー
〒226-0027 横浜市緑区長津田234‐
6-117
TEL:045‐ 983‐
1910 FAX:045983-1910
E‐
Mail:m_Ogawa@ym catv neip
主なる業務歴及び資格〉
〈
1998年まで横河電機掬で主に温度計の校正、研究開発、
マーケティング業務に従事。
現在、 日本電気計器検定所 技 術ア ドバ イザー、東京都
技術ア ドバ イザー、製品評価技術基盤機構IA」apan審査
員などに従事。
主なる執筆〉
〈
新編 温 度計の正 しい使 い方 (共著)
言
十浪11支
綱
行 2004.10. 59
委員会活動報告 JCSS協 力WG(1)
A040610
委員会活動報告 JCSS協 力WG
<接 触式温度計②>
本電気計測器 工業会
llll日
先月号 (9月 号)で 、WGの 2年 間の活動を触)製品評価技
術基盤機構からの依頼事項 を中心にご報告 させて頂 きました。
他分野 の認定事業者 との意見交換
今回は、校正事業の発展に向けた当WG独 自の活動をご紹介
ー CSSの
温度 というJCSSの 区分の中で当WGの メンバ が」
接触式温度計」 とい う分類 にあ
認定を取得 しているものは 「
させて頂 きます。
た ります。抵抗温度計や熱電対などを常用参照標準器 として
執筆 活動
接触
温度」全体では、12事業者が、「
校正を行 うものです。「
式温度計」では10事業者が認定を受け、そのうち企業の認定
CSSの 制度の整備や推進 を活動の基本方針 とし
当WGは 、」
ています。温度計測に関わる多 くの人々に制度の仕組みや、
事業者が 8社 あ ります。 また、そのうちの 5社 が当WGの メ
ンバーです (平成16年 6月現在)。
CSSの 校正におけるメリットなどを理解 していただ くために
」
JEMIMAイ ンフォメ
執筆活動 を行い、数回だわたり、この 「
ーション」 にて掲載させて頂 きました。 また、認定事業者の
ー
ー
対応状況事例集 として、当WGメ ンバ 会社 の校正サ ビス
一
の範囲も併せてご紹介 させて頂 きました。それら 覧を次の
このように限られた事業者間での活動では、考え方などが
偏 りがちになる可能性があ りますので、他分野の認定事業者
との意見交換会を 1年 に 1度 設け、標準室の管理状況や共通
する問題点や独 自の問題点などを示 し合い、我 々の活動に役
立てることが出来ました。
表 に示 します。
これから
計測展 2003TOKYOへ
の出展
2004年 3月 号で、すでにご報告 させて頂 きましたが、校正
ー
サービスを一番必要 とされている計測器のユ ザから直接 ご質
CSSに ついてお話をさせて頂いたことは、校正サ
問を受け、」
ー ビスを提供する我 々WGメ ンバーにとつて大 きな収穫 であ
り、JCSSを 広めるとても良い機会だったと思います。
校正事業者認定制度推進委員会」の
平成 16年度か らは、「
一
員 として、昨年度と同様に技術的内容 に特化
分野別 WGの
した活動 を行い ます。 しか し、これに止 まることをせずに、
温度」 とい う分野の専門家の集まりとして、 しかるべ き機関
「
へ問題提議をした り、ユーザヘの働 きかけなど、」
CSSに つい
ての普及活動を積極的に行いたいと思ってお ります。
第1 表
内容
表題
掲載号
温度のJCSS ― 階層制度の普及に向けて
―
温度の トレーサビリテイー ー 温度標準の流れ
温度計測 に関わるJCSSの 仕組み
認定事業者の対応状況事例集①
担 当 :輸 チ ノー
認定事業者の対応状況事例集②
担当 :仰 岡崎製作所
担 当 :山 里産詢榊
200306
認定事業者の対応状況事例集③
認定事業者の対応状況事例集④
200307
認定事業者の対応状況事例集⑤
担 当 :旭 産業神
JscC校 正の利点
200212
200305
担当 :助 川電気工業蜘
200310
校正証明書の理解のために
JCSS校 正の用途を具体的に解説
校正証明書記載内容について、特に不確かさの解説
200312
JSCC校 正証明書の理解のために (自己加熱 について)
熱を解説
校正条件の具体例 として自己カロ
2004Юl
白金抵抗温度計校正結果の抵抗値 と抵抗比について
校正結果 を表す方法として抵抗比の定義 とその背景及び抵抗比 と
抵抗値の特徴を解説
60 計 測技術 2004.10.
委員会活動報告 」cSS協 力WG〈
JEMIMA主
TOKYOと
催 の 「計 測 展 2004 0SAKA」
に昨 年 の
展示会情報
同様に出展を行います。昨年か ら今年にかけて温
「
計測展2004 0SAKA」
会 期 :2004年
1 2 月8 日 的 ∼ 1 0 日0
会 場 :グ ランキューブ大阪 (大阪国際会議場)
度標準供給の拡大が行われてお りますので、それらに関わる
ような最新情報の提供や小冊子の配布なと JCSSに ついての
基本的な、 また技術的な疑問などにもお答えできるよう計画
入場料 :無料
を進めてお ります。
詳細は、JEMIMAホ
温度」 という分野において も、未だ多 くの課題を
JCSSは 「
ームページをご覧下さい。
/wwwiemimaor」 p/)
(httpノ
抱えていると思います。それらの課題を温度計測業界の一員
として積極的に取 り組み、産業界の発展に尽 くしたい と思い
ます。
お詫び訂正
本誌 8月 号掲載 の連載 初歩か ら学ぶ温 度計 の実務⑫ にお いて誤 りがあ り、読者 の皆様、執筆者 にご迷 惑 を
おかけい た しました。訂正 して、お詫 びいた します。
計測技術 2004年 8月 号 (Vol.32 No9)47ペ ー ジの (1)式
誤
∠e=
RO+(Rt― R3)r
( R O ―R 。( R O + R 3 ) + 2 ( 2 R O + R 3 + R t ) r + 3 r 2
正
( R t ―R 3 ) r
乙e=
E
(RO― Rt)(RO+R3)+2(2RO+R3+Rt)r+3r2
計測技術
2)
…
第5 6 回 小 さいことの積み重ね ( 1 )
13
A0404‐
0 3 8 6 9 8 8 9 0 4 / ¥ 5 0 0 文ガ
/ 論C L S
<逹 式 エ ツセ イ>
濾鶴蝙鹿
わ
1儡
さいこ との積 み重 ね
第 56回 ノJヽ
帆進 大 河
安全は小 さ
今年 (平成 16年)春 の交通安全週間標語 「
ー
いことの積み重ね」 を見て、筆者はビッビ ときて、いま
世の中に欠落 しているのはこれだと感 じた。 これは最近多
発 している企業倫理が問われる事故は、より安全なものを
小 さいことを積み重ね」 るとい う基本姿勢 を
追究 して、「
欠いたことに起因していると、常 々考えていたからだ。大
型 自動回転 ドアや大形 トラックの車輪脱落による死亡事故
などは過去に予兆を示す トラブルが多発 していた。 しかし、
トラブルの原因を究明 して改善を積み重ねて安全性 を高め
て行 くというメーカーの基本行動をとらなかつたため、つ
いに死亡事故 という重大事故を招 く結果 となってしまった
ー
のは非常に残念なことである。 これらの事故はメーカ が
当然予見 しておかなければならない、意図 しない使い方や
計 ・製造 ・調整検査する人々が評価 され、昇進 して行 くこ
とから、安全は片隅に追いやられ、最低限のことすら確保
一
するのに汲 々としているのではないだろうか ?最 近の 連
の事故 は、このような企業の利益重視の影響が噴出したも
のと考 えられ、 このまま放置すると、今後 も同種の事故が
多発す る恐れがある。
企業は大 きな事故の経験 に学ぶのではなく、大 きな事故
の予兆である小 さい トラブルを 1つ 1つ漬 して地道に改善
して行 くことを推進する風土を醸成 してい くことが重要で
ある。
今 こそ企業、 とりわけメーカーは、本質的安全、安全第
一 を目指 して 「
安全は小 さいことの積み重ね」 という企業
倫理を根付かせるときだと思 う。具体的には、「ものつ く
過去の事故事例 に対する安全対策を怠 ったことから、製造
物責任 (PL)法 (民法)の 対象になるのは当然のこと、
もっと社会的責任 の重い刑事罰の対象 にもなってしまう。
りに関与する人々は将来起 こることをすべて予知すること
は不可能である力ヽ それでも、 ものつ くりに関与する人々
はより良い、より安全なものを目指 して、絶えざる努力 と
このような事故 を起こすと、企業は直接的な経済的損失
なだけでなく、社会的信用を失い企業存続 を揺るがす事態
実行を積み重ねなければならない」 とい うものづ くり魂を
しっか り持 って取組むことである。
小 さいことの積み重ね」 は、
交通安全標語の中にあつた 「
つい
ことではなく、技術 レベ
てのみ当てはまる
交通安全に
にもなりかねない。さらに事故の内容によつては、所属す
る企業 グループ全体に負の影響が波及 してしまう。企業の
高い信頼 は、長い年月の努力の積み重ねにより築かれたも
一
のである力ヽ 一´
度 この種 の重大事故 を起す と、 瞬にして
信頼が崩壊 し、消えていつた企業例が多 々あることを肝に
銘 じなければならない。
なぜ このようなこと力ヽ 起 こるのかを考えて見ると、最
近の企業の利益 ・成果中心主義が大 きな影響 を与えている
ル、VA(Value Analysis)/CD(Cost Down)、 品質、信
頼、創造、改革、成功、治安や平和 など仕事、勉強、活
動などのあらゆる取組みの基本指針 となり、成功のための
道 しるべの基本的なものと思 う。
これらの取組みには、 これで終 りとい う終着駅 はない。
のではないかと思 う。つ まり、企業の利益 に直接寄与 しな
安全」 を確
いことは評価 されない風潮が蔓延 していて、「
保 した り、改善 した りすることは費用が嵩む、あるいは納
「
現状維持、即脱落」 を肝に銘 じなが ら、絶えず高度な標
小さいことを積み重ね」 て行 くというゴー
的に向かって 「
ルなき戦いに挑み続けることによって、はじめて社会の信
頼を得 た安定性 。優位性のある企業を維持できることにな
期が遅れるということで評価 されず、製品を安 く、早 く設
る。
62 計 測技術
2004.10
計測技術」
O① 「
製轟L滅
》`麟
11月 号
レベル討
冬
￨
蒙 ￨ヽ
■
￨￨￨lt=
筵
二
￨￨￨:「
「
:
猾
レベル計…(1)
澤輔1771レ
￨ジ
ス1州
装
超音波液面計 は測定用パ イプ等が不要な為、設置工事が簡単であ り、また、液面変動の激
しい攪拌機付近、高流速の河川水、腐食性 のある液体の測定にも支障をきたさぬ等、特長が
あ ります。各所液体用 タンク液面連続観測の他、河川やダム水位等、各種のレベル測定にも
使用できます。
惨 特長
●液体に無接触で計測で きます。発信器の汚れ、腐食がありません。
●取付工事が簡単で安価 です。 タンク上部に取付ける為、取付工事が簡単で保守点検 も容
易です。
●機械的可動部がない為、長寿命です。
●周囲温度に影響 されません。温度補償回路を内蔵 してます。
●自己診断回路付です。
発信器の損傷、変換器、ケーブルに異状があった時、異常警報を出す事ができます。
●出力信号は指示及び制御用 として使用できます。
●発信器は水切 り構造 となっているため、結露を生 じても安定計測できます。
問い合わせ先/営 業部
TEL :03-3862‐
￨
￨
9691
´
マイクロ波を発生する送波器 とマイクロ波を受信する受波器を対向 して設置 し、送受波器
間に測定物が一定量堆積 したことによリマイクロ波が減衰 した事を検知 し出力信号を出すス
イッチです。マイクロ波は透過力が高 く検知面に附着する汚れやスケール等による動作の影
響を受けません。
③ 特長
o機 械的可動部がない為長寿命です。
●検出面の汚れやスケールの影響をほとんど受けません。
●マイクロ波を使用 している為、煙、熱、等による影響を受けません。
●検出面はタンク又はシュー ト内面 より突 き出す必要は有 りませんので測定物の排出時流
れを防げません。
●指向性が広い為、取 り付及調整が容易です。
●タイムディレー機能が内蔵されている為、投入時、荷崩れなどの瞬間的な変化 による誤
動作は有 りません。
●導波管を取 り付けることにより、温度1,000℃まで適用可能です。
問 い合 わせ先/営 業部
TEL : 03‐3862-9691
瘍； 櫃
1静
1炒
毅難膨)
額馨羹需彗弾‖
‖
蝋1糊
嬌,CLA‐5Tt e華
≠帥:れ
ボツ1製
ス1奮
藤
現場 において静電式 レベルスイッチに求められる条件は何かを調査 し、これを具体化 した
製品です。電極 と発信器を同時ケーブルで接続 し、作業環境の良い場所 で調整保守が行える
様にした分離形です。又電極は、設置状態により最適な選択が行える様多種 の電極を用意 し
ております。
議 特長
●長寿命 :機 械的可動部がない為長寿命です。
●広範な調整機能 :絶 縁物 ・導電性 にかかわらず、測定対象物に対 して最適な設定が出来
る様巾広い調整機能を有 してます。
●感度 ・リレー動作の選択 :動 作モー ド切替スイッチにより、感度及びリレー動作の選択
ができます。
●タイムデ ィレー機能内蔵 :波立 ち、荷崩れ等 レベルの瞬間的な変化 により、動作 をせぬ
様 タイムデイレー機能が内蔵されてお ります (05∼ 7秒 可変)。
●豊富な電極 :測 定対象物及びフイール ド条件 に合致 した電極を用意 しております。
(温度 :1,000℃以下、圧力 :294MPa)
問い合わせ先/営 業部
TEL:03-3862‐
9691
レベル計 ■2)
￨='夕
IⅢ
プ猿￨ツ
ツ￨け
Ⅲ
摯響￨1響
彎神1哺
1瀞
ll常
書￨イ
/工 ￨ンドレス1ヽβl特 ￨ジ
ヤ￨ドン輔￨
プロソニ ックMは 、 レベル計計測器です。センサと変換器が一体型のコンパ クト設計であ
りながら、減1定レンジは広範囲で、コス トパフォーマンスに優れたレベル計測器です。
メニュー誘導方式の階層化された操作体系の採用で、アプリケー ションに最適な設定を簡
単に行えます。また、操作 ガイダンスは、日本語で表示されるので、操作性は格段に向上 し
ました。ディスプレーには、文字のほかに、反射波形などを表示できるので、計波J状態が容
易に把握できます。
毅 特長
●高性能 ・低価格、一体型非接触計測超音波センサー
●11/2"か らの取付けが可能 (FMU40)
●測定精度 ■2mm(FMU40/41、
リ ファレンス条件下)
。日本語メニュー ドライブ方式ディスプレーによる容易なオンサイ ト操作
●音速補正用温度センサー内蔵
問 い合 わせ先 / プ ロダク トマ ーケテ ィ ング部
丁EL :0422-54-0613 URL:http://www.endress com
￨ッ
■プ露レ伸料計liン上二
基t薇ス曇曇:,澤
"t,轟
Vイ￨ク
IHギ
rl申
■‖■マイフ●ウエー
1陽
￨
マイクロ波による非接触計測は、貯蔵およびプロセスタンク内のレベルを計測する最新の技
術です。マイクロパイロッ トは、この計測原理を採用することによって難 しいレベル測定を解
決でき、また、標準のアプリケーションをより安全 ・確実に、そして経済的に計測できるこ
とができます。
液面反射を利用するマ イクロ波計汎1により、マイクロパイロッ トは高精度の非接触計測を
ご提供 します。密度 ・導電率 ・圧力 ・気相の変化による影響を受けません。真空 ・高温 ・高
圧条件下で も、安定、確実に計工1で き、 ノー メンテナ ンスによるTOC(Total cost of
ownership)低 減を実現 します。
警 特長
●11/2"か らの取付けが可能。 (FMR231/240)
●測定精度 ±3mm(26GHzタ
イプ、リファレンス条件下)
。日本語メニュー ドライブ方式ディスプレーによる容易なオンサイ ト操作。
●腐食性に優れたPTFEア ンテナ。(FMR231/244/245)
●安協 TIIS本 質安全防爆取得済み。
問 い合 わせ先 /プ ロ ダク トマ ーケテ ィング部
丁E L : 0 4 2 2 ‐ 5 4 ‐
0 6 1 3 U R L : h t t p ■ 1 、w w e n d r e s s . c o m
￨"岬
岬ヤ■舛補鷹■ψ岬イン‖ネ=1鞭鉢申鶏 岬岬岬￨ン
コンパク トなレベルフレックスMは 、貯蔵サイロ、バ ッフアサイロ、ビンなどへ簡単に取
り付けられ、粉粒体 レベルを正確に計測できます。細かい粉体から、粗 い粒体までの、あら
ゆる粉粒体に適合 します。例えは石炭 ・セメント・砂 ・穀物類 (種含む)・ 砂糖 ・小麦粉 ・
イ
作
操
サ
ン
オ
な ｏ
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二 一
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振い蒻ガマ
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射
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嚇
輛
”
ヽ
り
砂利など。
●マイクロ波を用いる事により、真空 ・ガス ・温度変化等の影響を受けない。
問 い合 わせ先/ プ ロダク トマ ーケテ ィング部
丁E L : 0 4 2 2 ‐5 4 - 0 6 1 3 U R L : h t t p ■￨ 、w w . e n d r e s s . c o m
レベル計 (3)
畔岩昇夕編
″幽搬り
￨
のステンレス製ボールが、浮力によって上下動する時、内蔵のリー ドスイッチに
外径140φ
より接点信号を発信する。ボールスイッチは、lB以上の大さのガス管などに設置し、ビット
やタンクに上から挿入するのが標準である。必要により、タンクの側面のフランジに取付るこ
ともある。ボールはネオプレン又はニ トリル製のリー ドチューブで保持されている。
ー
議 特長 :①ボールの浮力は大きいため、ボ ルに少々付着が発生しても誤作動しない ② ポ
ールタイプの場合発信レベルの変更が容易である ③ ポールタイプの場合ポールを引上げるこ
とにより保守点検が容易にできる ④ 本質安全防爆 ⑤ スラリ、高粘性液にも最適。
の材質は、SUS304又 はSUS316L ② リー ドチューブはネオプレン、ニ ト
議 仕様 :①接llt部
リル、またはテフロン製 ③ 発信機構 ―交流07A‐150V、直流05A200V、 いづれも抵抗負
荷 ④ 使用液温は80℃まで。⑤液圧196kPa(2kgf cm2)
参 用途 :30年以上にわた り、製鉄所などの高炉冷却水、圧延冷却水、セメントスラリ、溶
剤、し尿、下水、各種油、各種酸、各種アルカリ、糖液、化学薬品、高温液、工場廃液なれ
問 い合 わせ先/営 業本部
丁E L : 0 3 …3 2 2 7 - 2 0 1 l U R L : h t t p : 〃w w w . s a n k y o ‐
piotech.co.ip
￨ダ
Ⅲ
Ⅲ
l 回Ⅲり
1川
瑯胸 中
三 1114塾 妙￨1疇
議テ編1曲
のSUS製 ケーシング中にニ トリルまたはバ イ トン製のダイヤフラムで隔離 した内
外径 120φ
ー
蔵のボールが、液体圧力によって上下動 し、内蔵のマイクロスイッチにより発信する。ケ シ
ングは lB以 上のガス管製ポールに取付け、 ビッ トやタンク内へ上部より挿入する。 タンク
などの側面 にフランジ取付 も出来る。
働 特長
ー
①強攪絆 のあるタンクに使用できる ② スラリ、高粘性、発泡性液まで適する ③ ポ ル
ー
ー
ルを
ベル
ルタ
の
はポ
引き
レ
の
ポ
イプ
場合、点検
タイプの場合、発信
位置変更は容易 ④
上げることにより簡単に出来る ⑤ 本質安全防爆
機 仕様
ー
ー
① ヶ― シングはSUS304∼ SUS316Lま で選択 ② リ ドチュ プはネオプレンまたはニ ト
リル製 ③ 発信機構は、交流5A‐125V、 直流05A125V、 いづれ も抵抗負荷 ④ 使用液温
80℃ まで ⑤淘コ まlkgycm2(98kPa)ま で。
拶 用途
30年以上にわた り、石灰乳、 し尿、下水、糖液、石膏原液、各種化学薬品、廃液など。
問い合わせ先/営 業本部
ww.sankyo‐
201l URL:http■￨、
TEL:03‐3227‐
piotech.co.jp
輛
‖血亘
「F「
議≧■■裂躙棒曇‖
:垂
1のテープ状をしてお り、リールに巻いて移動 します。攪拌のあるタンク
上の保護管を設置 し、同保護管内に設置する。攪拌 の無いピットなどに
コ接取付ける。
わると、抵抗体が短絡 し、短絡
ドあり、水柱 125mmに 相当する液圧力功日
t値がレベルに相当し、電流変換器によリレベルに相当する4∼ 20mAの
スラリ、発泡、強腐食などの液に最適 ② キヤリブレーシヨンは簡単で
こと不要 ③ 据付、点検、保守はすべてタンクの上から行い、年2回 の
:の乾燥剤交換以外 はまった くメンテナンスフリーである。 ④ 屋外可
tハステロイ、テフロン、マイラの3種 ②計測 レベルは0∼ lmよ り0∼
貨安全防爆 ④ -30℃ より107℃まで使用 ⑤ オプシヨンとして、レベル
螢
薬品、原油、重油、軽油、 ガソリン、各種酸 とアルカリ、海水、河川
近の使用実績では、どのレベル計 も腐食のため失敗 したメッキと食品関
力などあり。
問い合わせ先/営 業本部
w w . s a n k y po i‐o t e c h . c o . j p
7‐
2 0 1 l U R L : h t t p :w〃
66
言十沢J才
支綱
付 2004 10
レベル計 ・
(4)
爾誦鮒爆構溝醐朧撃式‖べ塵輩EXI響可●￨″
サ■榊
￨
高精度レベル計としてご好評いただいております磁歪式レベル計GYシ リーズに、耐圧防爆
構造型のEX GYdS型 がラインナップされました。標準型のGYレ ベル計の高精度、優れた耐
環境性、耐久性はそのままに耐圧防爆構造を実現しています。防爆記号はExd ⅡCT6であり、
ほとんど全ての爆発陛ガス雰囲気でご使用いただけます。
謗 特長
①国際規格に準拠した耐圧防爆構造 (Exd ⅡCT6)② 標準型磁歪式 レベル計と同等の高
精度 ③ 有効ストローク長Max5000mm ④ 機器への設置が容易 ・調整不要 ・メンテナンス
フリー ⑤ コントローラ内蔵型、分離型の選択可能
0仕 様
分
線形性 :±005%FS以 下TYP
解能 :001%FS以 下
繰 り返し精度 :±001%FS以 下 プ ロープロッド部耐圧 :35MPa
温度特性 :0005mm/℃ +loppmFS/℃ 以下 (プロープ)
電圧出力 10∼10VDC)ま たは電流出力 (4∼20mA)
問い合わせ先/営 業部
TEL:06-6465‐
5 561 URL:http:〃
w ww.santest.co.jp
ッ滞1壁lGY31当
希ダ
:邸 1中
磁歪式レベル計IGY3シリーズは、我が国で唯一の本質安全防爆構造磁歪式レベル計で、第
3世代の新製品です。第2世代のセイフティバリヤ方式で必要であつたA種 接地 (第1種接
地)が 不要となり、ユーザの施工費用の削減 ・トータルなコス トダウンに貢献します。
ゆ 特長
CT4)② 電源 トランス ・フォトカプラ
①国際規格に準拠した本質安全防爆構造 (Exib Ⅱ
絶縁方式を採用し、A種 接地 (第1種接地)が 不要 ③ プロープの形状は標準型GYcシ リー
ズとほぼ同じでコンパクト及びロバス ト設計 ④ プロープとコントローラ間ケーブル長さは専
用ケーブルで400mまで可能 ⑤ プロープの測定部温度loo℃ (オプション)力河 能
麟 仕様
分
線形性 :±005%FS以 下TYP
解能 :003%FS以 下
繰 り返 し精度 :±0“%FS以 下
電 圧出力 :(0∼ lovDC)
ま
プロープロッド部耐圧 :35MPa
たは電流出力 (4∼20mA)
問い合わせ先/営 業部
TttL :06-6465‐5561
URL:httpソ
フ
ぃww santest co.lp
￨■ズ
1腱嚢蒸￨レ
ベ』
囃 IGTIシ￨り
/サン十ス:樫
簿
磁歪式 レベル計は磁歪現象を利用 した高精度なフロー ト式 レベル計です。センサプローブ
に沿つて移動するフロー トの位置すなわち液位の連続的変化をアブソリュー トに出力 します。
その適用は特定の分野のプラン トに限られることはなく、化学プラン ト原料、医薬品、清涼
飲料水等の食品など様 々な液体の液位計測に用いられご好評いただいてお ります。
ゆ 特長
他のフロー ト式 レベル計では得 られない0 010oFS以
下の高分解能、0.“%FS以 下の非線形
性 を有 します。プローブとフロー トの間は非接触で測定できるため、機械的寿命は無限大で
す。またプロープの有効測定長は最長75mま でとることができ、任意の長さのプロープが製
作できるのでタンクの寸法、形状に合わせたプローブが短納期で得 られます。
複雑な調整等は全 く必要 とせず、メンテナンスフリーです。機器への取付けが容易で、ね じ
止めまたはフランジ、フェルールによる取付けができます。
出力は電圧 (0∼10V)、電流出力 (4∼20mA)ま たはディジタル出力 (分解能01mm、
001mm、 0005mm)か ら選択できます。
問い合わせ先/営 業部
TEL:06‐ 6465-5561 URL:http:〃 www.santest.oo.ip
計測技術
レベル計 《5)
7ml■品it麟聞響
/セ ム‖輔
セムコフロー ト式液面計は、各種プラントの実情を調査して多くのユーザ、プラント設計
技術者、プラントエ事施工者などのアドバイスをもとに完成された液面計です。
゛
宦.
ド
惨 特長
①構造が簡単で堅牢 (密閉型)
②縦型 リボン式でタンク高さ/容 量目盛 り板付
③液面指示計の取付位置は自由で、プラント設計が容易
④機械式直読型で計装電源、空気源は不要
⑤可変式電気接点 ・信号発信装置をセットできる
⑥送電式 (4∼20mA/DC)は 現場電源不要
⑦取付調整 ・保守点検が容易
ヽ1 1 1
9
問 い合 わせ先/TEL 1 078-992-8361
⑤
/tA製
絆￨
凸
PCT型 液面計は完全密閉構造です。背の高いタンクに対 しては、1/2(標 準品)以 下の縮
尺で、ガイドレール ・目盛板の取付ができ、見やすい位置に設置できます。また、接点の取
付けが可能です。密開式ですのでフロー トガイドパイプはタンク内装設置ができますので、設
ー
備費用の大幅な節減が可能です。また、1:1ス ケ ルでの作成 もできます。
ー
ー
ベ
パ
ス トの滞留を防ぎます。
ンクの
、復水、およびミ
は、タンク内の
場合
加熱タ
PCTに は次の種類 と接続方法があります。
PCT・ 1/2
PCT A 1/2
PCT・ A・ 1/2
尺 ガイ ドレー ル
ワイヤーガイドパイプなし
1/2縮
ヮイヤーガイドパ イプ
およびコーナー滑車付 き
1/2縮 尺 ガイ ドレール
611K10形
(TS)液 面計
一
ガ
術
PCT・ ガイドレールには接点の取付けが可能です。お問い合 わせ下さい。
問い合わせ先/丁 EL:078-992-8361
(6000Type)
■■■濡Ⅲ‖「■■■■■1 靡
一
それぞれのタンクや容器の内部液体 (水 ・油および化学薬品など)の 液面変動を 定液面
ベル
ル
ス
"‐
。
の発信信
イ
｀警報―
髪 伝える
1輻
横形 レベルスイッチ
縦
68 言 十汲旧支術 2004.10.
鳥
￨[11よ
形 レベルスイッチ
問 い合 わせ先/丁 EL:078‐ 992-8361
レベル計 〈6)
1型挙争
書響甲辮1柵
ヤ￨1饗
華￨1甲
￨1警
‖f案恵罰機騰
FMマ グゲージは、フロー トを用いた金属管式のレベル計です。指示部には見易いカラーフ
ラッパ構造を採用。遠 くからでもはっきりとレベルの視認ができます。従来のガラス管式にみ
られたゲージの曇 りや汚れも心配あ りません。測定対象は、標準水のほか、高温、高圧、腐
食性液まで、液種を選ばず幅広 く対応。警報接点及びヽDC4∼ 20mA出 力 も付加可能。手軽
に使用できるベス トセラー レベル計です。
妙 特長
●金属管式の為、破損や漏れの′
い配がありません。●指示部にカラーフラツパを採用。遠くか
らでもはっきり、クッキリレベルの視認が可能です。●各種材質完備。標準SUSの 他、PVC、 テフ
ロン、グラスライニング等で、高腐食性液にも万全。●警報接点、DC4∼ 20mAの 電流出力によ
り、リモート制御が可能。●耐圧防爆形完備。高圧ガス認定品もtll作
可能。●チャンバ径34φ
のスリムタイプもラインアップ (標準6115φ)。省スペース、コンパクトです。
磯 仕様
●減1定対象 :液体全般。 ●測定範囲 :最 大438m O表
度 : 10∼ 300℃ ● 最高使用圧力 :73MPa
示精度 :■ 10、15mm ● 使用温
問い合わせ先/営 業業務部
丁E L : 0 3 - 3 4 3 2 ‐0 6 5 9 U R L : h t t p ■ ヽ w w . t o k y o k e i s o . c o . l p
蟄鯰澱灘
￨
マイクロパルスを利用 した新 しい概念のレベル計。完全無可動部。 ロッド又はケーブルに
マイクロパルスを伝播することにより、効率良 くレベルを測定 します。従来の電波式や超音
波式に見られるビームの拡散や設置の問題を解決。攪拌機等のある狭い空間のレベル測定に
も対応。低 い比誘電率液や粉体の波1定も可能です。
0特 長
0液 体や粉体 レベルの他、界面測定も可能。幅広いアプリケーションに対応 します。 ●測
定液体の温度、圧力、密度変化の影響を受けることなく高精度な測定が可能。 ●可動部が無
く、メンテナンスフリー。 0油 脂類等の低い比誘電率の測定物にも対応。 ●ベーパー、粉塵
の影響を受けません。 ●タンク形状を問わず、狭い空間でも測定可能。 ●低 コス トで手軽な
2線 伝送 タイプも完備。 ●材質標準 ステンレスの他ハステロイ各種、FEPコ ーティング (ケ
ーブルタイプ)完 備。 ●耐圧防爆形完備。
参 仕様
0波1定対象 :液体、粉体、粒体 (比誘電率12以上)。 ●測定範囲 :最大20m ● 精度 :±
3∼ 5mm(粉 体は ■10mm)0使 用温度 :-30∼ 240℃ (フランジシール部)● 最高使用圧
問
力 :10MPa
い 合 わ せ 先 /営 業 業 務 部
TEL:03‐ 3432-0659 URL:http:〃
i常
1 的剛 卿 岬 竃 粋 剛 麟 ■ 鯨 " “
www.tokyokeiso.co.ip
アー
TLR2000は 、高信頼FMCW方 式で、初めて 2線 伝送方式を採用 したマイクロウェーブ式
レベル計です。測定対象物 とは完全非接触。測定物の密度や温度変化に左右される事なく高
精度で レベル淑J定が可能です。又、超音波式 と異なり、容器内にガスやベーパーの発生があ
っても測定できます。低温から高温、真空から高圧まで幅広いアプリケーションに対応。 2
線式の為、ケーブルや設置 コス トが削減でき、既設 レベル計からのリプレイスにも最適です。
ゆ 特長 :●測定液体の温度、圧力、密度変化の影響を受けることなく高精度な減1定が可能。
●完全非接触。可動部が無 くメンテナンスフリー。 ●FMCW方 式では初の 2線伝送方式を採
用。 ● 2種 類のアンテナから選択 し、幅広 いアプリケーションに対応。 ●超音波式では帳J定
困難なベーパー、粉塵の影響を受けません。 ●指示計標準装備。内蔵のキースイッチにより、
現場で簡単にデー タの設定、変更が可能。 。約75mWの 超低消費電力で省エネに貢献。 ・耐
多
2
←
圧防爆形完備。
炒 仕様 :● 淑1定対象 :液体、ペース ト、スラリー。(比誘電率15以 上)● 潰1定範囲 :05∼
20m ● 精度 :± 10mm又 は±o2% ● 使用温度 :■ 0∼ 250℃ (フランジシール部)0最
高使用圧力 :40MPa(フ ランジシール部)
問 い合 わせ先/営 業業務部
TEL:03-3432‐ 0659 URL:http://www.tokyokeiso.co.lp
計測技術 200410.69
レベル計・17)
高度なマイクロ波技術を持つ トキメックとマイクロ波式 レベル計測に優れたノウハウを持つ
スウェーデンSAAB社 との共同開発で誕生した新世代のレベル計です。従来の電波式 レベル
ー
計の持つ特長を損なうことなく、コス トパフオーマンスを追求したシリ ズです。新開発され
たソフトウエアと新設計のハー ドウエアの組合せは、従来電波式では困難 とされていた設置条
件にさえ新たな可能性を広げ、プロセス用 レベル計 として、化学プラント、食品、医薬品、
上下水道など、幅広い産業分野に利用できます。
麟 特長
⑥
①小型、軽量。
⑦
②測定液を選びません。
③豊富な製品バリエーション。 ③
◎
④簡単操作でセツトアップ。
⑤ ±5mmの 精度に対応。
タンク内に構造物があっても計測可能。
液面の波立ちがあっても精度を維持。
定期的のメンテナンスが容易。
タンク内雰囲気に影響されません。
問い合わせ先/第 1制御事業部 流 体管理事業
TEL:03‐ 3737‐8621
URL:http://wwW.tokimec co.ip/ryutal
te
華攣￨"へ,嚇■￨けヽ1稀
濡語1漱
1庁IMIRC―
/8「 キ基華夕￨
小型 ・軽量のボディと、最先端技術のマイクロ波インパルスを使用した2線式電波レベル
計です。一般的なパルス方式 レベル計では困難だった近距離測定精度を向上し、安定したレ
ベル計測を実現 しています。使いやすさを最優先したシンプルな機器構成によつて装備の簡
・
便性 はもちろん、メンテナンスも容易です。汎用電波 レベル計として水処理分野 化学薬品
等のプロセス管理に是非ご利用ください。
磯 特長
一
①微弱電波使用のため電波管理法で規定される使用制限が 切なく、河川、海、市街地な
どのオープンエリア (開放空間)で も安心して使用できます (微弱電波機器認定済)。
一
②電源 ・信号が 体の2線 式のため、新たに電源ラインを敷設する必要がなくDCラ インに
そのまま接続できます。
③出力は4∼ 20mA、 DCの 電流信号 と同時にHART信 号が標準で出力されますので、コ
ンピュータヘの接続取 り込みも可能です。
ー ー
④マイクロ波による計測ですので水蒸気、ガス等でベ パ ライズされた雰囲気中でも影
響をうけずに非接触での計波Jが可能です。
⑤防爆雰囲気の中でも使用できます (本質安全防爆構造 Ex ia IIC T4)。
問い合わせ先/第 1制御事業部 流 体管理事業
TttL:03‐ 3737‐8621
URL:http:〃 www tOkimec co.ip/ryutai
羹げ込み式水位計
/議 腱￨工
機韓
ー
投げ込み式水位計は半導体圧カセンサを使用 し、小型で信頼性が高 く、マンホ ルポンプ
ムで
の実績があ
ります。
制御システ
多く
機 特長
①半導体圧カセンサによる圧力検知式の小型水位計
②避雷針回路内蔵により耐サージ性に優れた構造
ー
③ 6接点リレー出力で多彩なコントロ ル
によリ
ボタン操作で水位設定が可能
④実水表示以外に、シフト機能
場 仕様
レベ ルコン トロー ラ
投げ込み式水位計
●入力 D C l ∼ 5 V ま たはD C 4 ∼ 2 0 m A
0測 定範囲 0∼ 1∞m
0精 度 ± 01%FS(TD8300) ●
表示 4 桁 L E D 水 位表示
0出 力 DC4∼ 20mA
リレー出力 6 点
●
問い合わせ先/セ ンサ営業
kouki.co.ip/snSrsys′
3474 URL:httpプ /www tOyoda―
丁EL:0564‐27‐
70
言十浪Jl支
綱行 2004.10.
レベ ル計 ・(8)
差鷹歯鐵伸
レ1由
饉
:三
1判
麟
轟
1鳴
僻薪蓄●5■靭鞣
高精度差圧伝送器3051Sシリーズはコープレーナ―フランジの採用により様 々な取合いを可
能にしておりますが、液 レベル計測としてはフランジ取合いの3051SLを ラインナップしてお
ります。
ゆ 特長
スケーラブル機能により圧カ レンジを意識することなくmmな どのレベル単位のみを使用 し
てレンジ変更が可能。国内耐圧防爆 (Ex d ⅡC T6)の 他、CENELEC、 FM、 CSA、 など
の防爆取得済。シール部溶接構造により負圧アプリケー ション対応可能。
議 仕様
接液部材質 :316L、ハステロイC、 タンタル
:50A、 80A、 100A
接
続
渭I定タイプ :圧力、差圧、絶対圧
突 出 長 :0、 50、100、150 mm
測 定 範 囲 : 0 6 3 ∼2 , 0 6 8 k P a
:設 定スパンの±0065%
精
度
問い合わせ先/エ マツン ・プロセス ・マネジメン ト事業本部
丁EL : 03‐5769-6804
イ≧■リポイントIR躊シリIⅢ
輔
胚日本￨ド淵幣tJレ1カ碑柳夕締￨
滲 特長
(1)キ ャリブレーション不要
キャリブレーションの必要がない独自のRF式 レベルスイッチです。単にインテリポイント
RFシ リーズをタンクに設置 して電源を供給するだけです。キャリブレーションは不要です。イ
ンテリポイン トRFシ リーズはいかなる調整 もなく被II定物の有 り、無 しを正確に検知 します。
組成が変化 した時にもキャリブレーション調整は必要ありません。
(2)自 己テス ト機能
自己テス ト機能は、 システムが適切に運転できるよう、自動や手動で働 きます。
AutoVeri″TM自 己診断回路が常時システムが正常に作動 しているかモニター します。
手動 Certi″機能が、 システムの'大
態をチェックするだけでなく、AutoVerlfvTMも 同様
に正常に作動 しているかをチェックします。
(3)ユ ニバーサル電源
ザ ・ポイン トのエ レク トロニクスユニッ トはユニバーサル電源モジュールを使用 しています
ので19∼253VACも しくは19∼55VDCの 供給電源で稼動 します。
問 い合 わせ先/
丁EL:047-356‐6513 URL:http〃 www.nihon‐
drexelbrook.co.lp
ザ■ポ￨「
ンlhnFシリ■ズ
1/日本￨ド
レキセルプル'コ曲
惨 特長
(1)キ ャリブレーション不要
キャリブレーションの必要がない独 自のRF式 レベルスイッチです。単にザ ・ポイントRF
シリーズをタンクに設置 して電源を供給するだけです。キャリブレー ションは不要です。ザ ・
ポイン トRFシ リーズはいかなる調整 もなく被波1定物の有 り、無 しを正確に検知 します。
このザ ・ポイントRFシ リーズのソフ トウエアはアプリケーシヨンの組成、誘電率、導電率
における変化を常時モニター し、センサー上の再現性のある トリップポイン トを保持 しつづけ
ます。
組成が変化 した時にもキャリブレーション調整は必要ありません。
(2)ユ ニバーサル電源
ザ ・ポイントのエ レクトロニクスユニットはユニバーサル電源モジュールを使用 しています
ので19∼253VACも しくは19∼55VDCの 供給電源で稼動 します。
問 い合 わせ先/
丁EL:047-356-6513 URL:http//www.nihon‐
drexelbrook.co,ip
計測技術
レベル計…(9)
蜘
/-9錦
墓曇諄
'‖
識￨ザ響P畔熟ステみ
哺￨レ
￨ヽ
SPLシステムは、センサとコントロールユニットで構成されます。
イクロプ
コントロールユニットは粉粒体計波1用のシングルポイント対応で、内蔵の32bitマ
ロセッサは演算処理能力が高く、レベル表示 (計測中)と 同時にバーグラフ ・エラーメッセ
ージ ・計測状況等の内容も表示させることができます。さらに、ALFア ルゴリズムを採用す
ー
ることで、タンク内のハシゴや突起物 粉 塵 ・蒸気によるノイズエコ を自動補正または削
一
ン
セン
サを内蔵しているた
た。セ
サには、温度補償
を
1定
段と
強化しまし
、粉体汲
除し
能力
め高周波ケーブル1本でレベルと温度のデータを送ることができます。また、センサは特許構
造により強力な超音波を発射し、最長60mの高精度計測が可能です。
③l 振
マイクロプロセッサ搭載で、演算処理の高度化及びプログラム処理能力の高速化
①32bitの
ー
ー ・
が実現。② レベル表示 (計測中)と 同時にバーグラフ ・エラ メッセ ジ 計測状況等の内
容を表示。③高精度 (■025%FS又 は6mm)、 高分解能 (2mm)で キメ細かな計測が可能。
④不揮発性 メモリー内蔵により、電源遮断時でも設定内容を保護。⑤容量換算機能によリレ
ベル表示から容量表示まで可能。
問い合わせ先/営 業企画課
TEL:06-6386-8419 URL:http:〃
www.nohken.co lp
￨■続 耐 面 榊 憮 1111硼
粗¶岬岬ン
1場=パ￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨￨III11111‖
謳
俯
、
F
娑鮮
￨ク
Iィ
1定
SLR200型 は、2線 式のパルスレーダ方式を採用 した液体貯蔵 タンクや簡単なプロセスタン
の液体計測 に最適なマイクロウエーブ式 レベル計です。センサのアンテナから送信されたマ
クロ波が、毅1定対象物表面で反射 して再びアンテナヘ帰って くるまでの往復伝播時間を測
し、レベルに比例 した電気信号を出力するレベル計です。
多 特長
①豊富なアンテナバリエーシヨンにより、用途に合わせた選択が可能。
②障害物からの不要波除去機能や液面の波立ち補正機能および攪拌機キヤンセル機能を搭
載した信頼性の高い優れたパフオーマンスを提供。
③HART通 信機能を標準搭載。
④ハウジングは360°回転させることが出来るため、電線国の位置合わせやLCDの 向きを
任意に調整することが出来るコンパクト設計。
ー
⑤ゼロ点 ・スパン点などの最小限パラメ タを入力するだけで計測を開始する簡単調整。
04桁 の英数字LCD表 示により、レ ベル値や計測状態などの表示が可能。
問 い合 わせ先/営 業企画課
TEL:06-6386-8419 URL:http■ ヽ ww.nohken com.
1嵐
￨=￨■
事イ￨ク
プ式レベル費■建聾黎り,1形￨
￨ウ
/1el″11111舜
マイクロウェーブ式 レベル計 ・SLR400形は、最大45mま での貯蔵サイロなどの粉粒体計
測に優れた実力を発揮します。SLR400形は、連続波周波数変調方式 lFMCW方 式、24GHz)
を採用 していますc測 定対象物に向けて周波数が直線的に変化するマイクロ波を発信します。
送信した信号 (周波数値 :島)は 、測定対象物まで到達、反射し受信されま
ある時間 (tO)に
送信されている送信信号 (周波数値 :fl)の周波数は、マイクロ
す。一方、その時点 (tl)で
波が往復に要 した時間分、既に変化 しています。この時の受信信号 と送信信号の周波数差
(△f=ち―fl)は、マイクロ波の伝搬距離に比夕1しているため、この△fを計潰1することで測定
1 することができます。
対象物までの距離を計,員
参 特長
①セメントサイロのような高温で激しい粉塵の伴う環境でも信頼性の高い計測を提供。
②頑丈な構成部品により、タンク内の雰囲気や温度変化にもほとんど影響を受けない。
③赤外線通信によるプログラム設定のため、LCDが 汚れたり破損することがありません。
④内部基準による自己校正、自己診断機能内蔵などの安心設計。
て可能。
⑤ コミュニケーション (オプシヨン)は 、HART③ やProflbus PAに
問い合わせ先/営 業企画課
www.nohken.co.jp
TEL:06-6386-8419 URL:http:〃
72
言十力
謝才
支ηに 2004.10.
レベル計 00
Ｖ 一 ■ 二 垂 キ
”
ず一一一一一 ・
熙一一
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つ
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¨屎雌魃
＝ 止 一
〓
201
③ 特長
●微粉 (セメント・集塵ダストなど)から薬品 ・鉱石 ・L下 水 ・
雪… まで広範囲に計測可能。
●電極が減1定物に非接触 のため汚れが少なく、耐食構造ですので蒸気 ・ガス ・薬品などに
よる化学変化に影響 されません。また、塩酸 ・フッ酸 ・オゾン ・次亜 ・パ ック等、特に
腐食性の高い測定物には、より耐食性の優れた素材を使った電極や、可燃性物質等に対
応する防爆型電極を用意。用途に合った最適な機種を選べ ます。
●変換器は防水性の高いIP―
フ を採用。特に電極はIP-65で完全防水で九
●雑音除去回路により傷害物の影響を消すほか、耐ノイズ ・耐サージ ・サイリスタノイズ
一
Ｉ〓 ■
出力回路はアイソレー トされています。表示
バーによリアナログ表示 も同時表示 します
問 い合 わせ先/営 業部
T E L : 0 3 ‐ 3 8 0 0 - 9 7 7 7 U R L : h t t p ■ヽ w w . f e l l o wc ―
o.COm
波レベルスイ柳ザ‖tiM1251型
マイタ1簿
/17‖■￨■
工織
LIM 25型 はマイクロ波の特徴をフルに生か したまった 〈新 しいレベルスイッチです。
マ イクロ波の大 きな特徴、物質透過性の威力は、たとえば電話帳なら5∼ 6冊 、セラミッ
ク、合成樹脂、塩 ビ等なんなく貫通 します。また、温度や圧力、風、ホコリ、油性附着物等
の影響を受けることが無 く、都市 ゴミホッパー等悪条件下での波1定にも対応する応用範囲の
広い最新のレベルスイッチです。
融 特長
●測定物に非接触のため腐食、汚染、摩耗、圧力等による影響がありません。
●検出面の汚れや異物の附着 (タール、アスフアル ト、紙、布)に も安定 して動作 します。
●合成樹脂、ガラス、セラミック等の非電動性物質の容器は外側から内容物が検出できます。
●高温にも影響 されません。 ゴ ミ焼却炉セラミック等のlll火
物の外側から検出することが
できます。
●金属性のタンクに設置する場合には10cm程 度の窓が必要です。この窓には合成樹脂やセラ
ミック、ガラス等を使用 します。またテフロン樹月
旨付のセンサが標準品で用意されています。
問 い合 わせ先/営 業部
丁E L 1 0 3 - 3 8 0 09‐
7 7 7 U R L : h t t p ノ A 〃w w . f e l l o wc―
o.COm
￨
●
1工■ 52/t201
/7=螂
帥
●PCお よびRCタ ンク、金属製 ・プラスチック製タンクいずれに対 しても設置できます。
●機械的な可動がないため、長寿命で保守点検が簡単です。
●指示 (記録)値 の長距離で保守点検が簡単です。
●温泉等、水温変動の激 しい測定物にも使用できます。
LIC-152
LIC-120
問 い合 わせ先/営 業部
T E L : 0 3 - 3 8 0 0 - 9 7 7 7 U R L : h t t p : 〃 w w w . f e l l o wc―
o.COm
レベ ル計 … t D
701e4
≡J‖/V子 ⅢⅢ9輔
この計器は様々な種類のあらゆる液体のレベル測定が出来ます。高温 ・高圧 ・特殊形状容
へ
器 の対応や装置組込み用として小型化も可能です。防爆構造にも対応できます。化学工場、
食品工場など様々な用途があります。
麟 特長
0測 定液体の、性状 (比重、誘電率、粘度など)の 影響を受けません。
oo調 tス バン調が、デジスイッチで誰でも簡単に調整できます。
●出力は、アナログ4∼mmAと 独立4点 の上下限接点信号を標準装備しています。
●導波管を使用する事に依って、容器のノズル等の影響を受けません。
惨 仕様
測定範囲
表 示
センサ取付
出
力
電源電圧
TEL
1
警
: 03-10m
:デ ジタル3桁 [cm]
:JIS5kgνcm2 50A他 各種 フランジ
:4∼ 20mA 独 立 4点 A接 点
:AC100/220Vほ か
問 い合 わせ先/
:042‐326‐381l URL:http:〃
www.mytec.co.ip
輝議■備儲宰■ツグツ1岬臨 濡 ∴ 極 集 会
世界でも類のない、不感帯が無い超音波式 レベル計で、多重反射等の超音波式が不得手 と
されていた設置条件を、あまり気 にせずに使用できます。電子回路を持 たないセンサ部は小
型 ・堅牢で、狭 い場所での レベル制御や機器組込に最適です。液体の種類を選ばず長寿命で
ー
扱い易 く、距離計 としても御使用下さい (別途 レベルスイッチMUTシ リ ズもあります)。
ゅ 特長
0液 体 に非接触 で、長寿命 ・保守が容易 0不 感帯が無 く、セ ンサ先端か ら汲1定可能
●粘度が高 く、付着性の強い液体の測定に最適 ● センサ部に電子回路が無 く、振動に強い
0超 小型で、機器組込が容易 ● アナログ4∼ 20mA出 力 (0調、スパン調可)
譲 仕様
●測定範囲 :セ ンサ先端か ら1000mmま で 0精 度 :測 定範囲の ±1% 0使 用温度 :
ー
-20∼ 60℃ ● 電源 :AC100/200V等
● センサー変換器間接続 :専用ケ ブル30mま で
0本 質安全防爆構 造が可能
② 用途
0印 刷インキレベル制御 ● 接着剤塗布装置制御 ● ベル ト上の積荷ヤ1御 ● 缶詰工程の
内容量制御
問 い合 わせ先/
ww.mytec.co.ip
TEL:042‐ 326-381l URL:http.￨￨ヽ
￨)luCM2t24■
Mttm漁
補需儒締
而凛￨夕
麟1編
￨≡
轟1鷹
饗器需冊儡柵諦￨ 1鰤
手リケい
ゃ￨を
11ノ
蛉
この計器 は、様 々な種類の液体のレベル測定に使用できる高周波ア ドミッタンス式 レベル
計です。特殊電極の設計により、広い用途があ ります。
議 特長
●あらゆる既設電極 とも組合せられます。 ●センサ部に電子回路が無いため、超低温 ・高
∼
∼
温 ・高圧環境下での測定が容易です (例 ;-273℃ +1,200℃、真空 100気圧、lμm∼
150m等 )。 ●ケーブルの静電容量 は無視できます。 ●超小型センサの製作が出来 ます。 ●サ
ニタリー構造 も可能です。 ●非接触での測定 も可能です。 ●液化 ガス (燃料等)の 扱1定に最
＝
適です。
0仕 様
●測定範囲 :lmm∼ 200m(プ ロープの長さによる)● 測定精度 :スパ ンの±1% ● 出
10%(AC200V、 DC24V可 )● 測定部温度 :
力 :4∼ 20m ● 電源電圧 :AC100V±
∼
273℃ ∼ +1,2∞℃ (プロープの設計に依る)● 周囲温度 :変換器 =―鋤 ℃ +60℃
麟 用途
・
●液体水素、液体窒素、液体酸素、LNG、 LPG等 の液化 ガス ● 入るla種が変わる容器内
ー
ニ
が変わり、サ タリ 構造を必要 とする食品タ
のレベル測定 ● 温度衝撃、圧力変化、ilt種
ンク等のレベル測定 ● 超高精度のレベルill定
問 い合 わせ先/
TEL:042-326‐ 381l URL:httpノ /Www.mytec.co.ip
74
支η貯 2004.10.
言十力
謝ま
レベル計…02
臨
71鷹￨￨￨■
編魚1面
翻￨ FX牲響‖:三
二■￨:彗
譲■而‖り■■■■而襦瀞出J蝙
フロー トが上下することにより、液面レベルの変化を出力する高機能液面計。
低価格で高機能。アンプー体型のコンパクト設計で、コス トパフォーマンスに優れています。
0特 長
①広い被測定物 (液体)に 対応します。②被測定物の電気的な物性変化の影響を受けずに
計汲Jが可能です。③ タンク内の温度、圧力、ガス成分の影響を受けません。④防水ケーシン
グ (IP68)、
検出部の耐圧lMPaな ど苛酷なタンク条件にも高い信頼性を有しています。⑤デ
ィレイ機能を標準装備しています。⑥電源部の対ノイズ性能 も強化しました。⑦ シンプルな
初期設定で計測可能です。③不感知部分が小さく、自由度の高い測定レンジが設定可能です。
機 仕様
電 源 :AC85∼ 260V ( オプション A C ・ D C 2 0 ∼ 2 6 0 V )
消費電力 :2VA以 下
許容温度 : 10∼ +60℃ (アンプ詢 -lo∼ +100℃
許容圧力 :lMPa
電流出力 :DC4∼ 20mA 最 大負荷500Ω
精 度 :± 8mm
応答速度 :約 06∼ 180sec
デー タ出力 :RS485準 拠
保護構造 :IP68
問 い合 わせ先/営 業部
丁EL :06-6303-7331
鋤 式ンヽ世 14たISHT■ ■20
URL:http://www,ydic.cO.ip/
‖「■■￨
"新
SHT120は タンク、ホッパー等の下限、上限レベル等を検出する ・
型振動式レ
高温用
ベルセンサです。
③ 特長
①高温専用機…最高250℃の粉体や粒体のレベル検出が可能です。②重荷重プローブ…ク
ラス最高の先端荷重 (lkN)を 実現し、過酷な条件に耐える安心設計です。③フリー電源を
採用 (AC/DC 20∼ 250V)… フリー電源を標準装備し、様々な国や地域、不安定な電源
条件下で安定動作 します。④高感度を実現―クラス最高レベルの検出感度 (見掛比重002)
を実現し、ほとんどの粉粒体に対応しています。⑤フェールセーフ機能を標準搭載…多様な
制御システムにおいて常に安全出力を維持します。
ゆ 仕様
アンプケース :保護等級 IP66及 びIP67
入
力電源 :20∼ 2"V AC/DC
ンサー部材質 :SUS304
接点出力 :リレー出力 (出力接点構成 SPDT) セ
接 続 :Rlちるネジ込み (DIN2999)、
各種フランジ
許容温度 :2o℃ ∼+250℃ (センサー部)、■0℃∼+70℃ (アンプ部)
許容圧力 :IMPa
問
い合 わせ先 /営 業部
丁EL:06‐ 6303‐7331 URL:http:〃 www.ydic.co.ip/
静電轟轟輸
レ.Ⅲ
￨イ
ⅢVAL理 ￨
ふ
1地
1￨島
曇轟￨
訂
11i‖
1言
:￨￨′
亀機
液体 粉 体 粒 体 ・スラリーなどの幅広 い被測定物のレベル位置を計』りし、接点 を出力す
るレベルセンサーです。
ゆ特長 :①高感度 (最高感度0 5pF)と
安定した検知を実現し、小型アンプユニットの採用
により従来サイズより更にコンパクトになりました。②付着キャンセラ機能や特性切替スイッ
チにより様々な被測定物に対応する事ができます。③ ディレイ機能を標準装備していますの
で液面などの波立ちによるリレーのチャタリングを防止できます。④耐ノイズ性を向上させた
フリー電源を採用 (AC 85∼260V)し 、不安定な電源状況下や、海外規格電圧下でも安定
した動作を保証します。⑤従来製品に比べ、更に強い電極強度を実現 しました。(従来比約
15倍)⑥ 独自の生産システムにより高機能 ・高精度と低価格の両立を実現しました。
鬱 仕様 入 力電源 :AC85∼ 260V 消 費電力 :15W以 下
許容温度 : 10℃∼+60℃ (アンプ部)
5℃∼80℃ (センサー部)※ 耐熱仕様もあります。
接点出力 :リレー接点 AC250V.3A DC30V.3A
静電容量検出 :最高検出感度0 5pF
保護構造 :IP68 センサー部材質 :SUS304 接 続 :R3/4、 各種フランジ
問 い合 わせ先 /営 業部
丁E L : 0 6 - 6 3 0 3 - 7 3 3 1 U R L : h t t p : ′ ノ
www.ydic.co.ip/
計測技術 2004.10 75
レベル計 ■ ,
￨
::菫
三￨メ轟轟出轟1品
三‖
ULS40‖格01シ
募■ダ■IⅢ
州出計IVEOAtⅢ
リ■ズ
1鯰
祠
■
レーダー レベル計VECAPULS40、 50シ リーズは、マイクロ波を測定面 (液体、粉体、粒
体ない に向け発信 し、測定面から戻ってきたマイクロ波を受信 します。発信から受信まで
の時間を独 自のアルゴリズムと先進のマイクロ波回路で精度よく測定 し、レベルを求めます。
議 特長
①劣悪環境に強い :マ イクロ波の利用で温度、圧力、蒸気などの影響をほとんど受けない。
②非接触測定 :汲1定対象の粘度、付着、密度変化 に強 く、保守費用の低減も可能。
③ ノイズ除去 :攪拌器、突起物等の影響をソフトウウェアで排除。
鬱 仕様
●測定 レンジ :0∼ 20m(30m特 注)
●精
:± 10∼20mm
度
●圧 力 範 囲 : 0 1 ∼ 1 0 M P a
●温 度 範 囲 : - 6 0 ∼4 0 0 ℃
●防爆対応可能
●ロッド、ホー ンアンテナを用意
1圏
.に
問 い合 わせ先/フ ィール ド機器 国内営業部
6490 URL:http力 mw yokOgawa coJp/Sensor/
TEL:0422‐ 52‐
越奎波1内 隣￨￨ヤ
席￨ハ001綽
￨￨￨シ
リ■ぶ
:裁 軸
超音波 レベル計VEGASON50シ リーズは、超音波を測定面 (液体、粉体、粒体なの に向
け発信 し、測定面からエコーが反射して戻ってくるまでの時間計汲1からレベルを出力します。
本方式は、従来からフィールドで多数の実績があり、安心してお使い頂 くことができます。
麟 特長
ー ー
①汎用性が高い :測定レンジが広く、測定精度が高い。また、レ ダ 式に比べ安価。
②非接触測定 :測定対象の粘度、付着、密度変化、誘電率、導電率の影響を受けにくい。
③ ノイズ除去 :攪拌器、突起物等の影響を排除。
警 仕様
●測 定 レ ン ジ 025-70m
●測定最小スパン 50mm
●精
●温
度
度 範
±01%of
囲 : -40-80
MAX range
(150)℃
0 超 音 波 放 射 角 : 3 ∼5 5 °
●2線 、4線 式などをラインアップ
問い合わせ先/フ ィール ド機器 国内営業部
丁EL:0422-52-6490 URL:
httpノ
A″ww.yOkOgawa colp/SenSO″
レ#ザ ￨い ,鋳十二M400
￨
/機河電機￨い
レーザレベル計LM400は 、 レーザ光を測定面 (粉体、粒体、液体)に 出射 し、物体から戻
ってくる乱反射 と出射光の位相差を検出し、物体までの距離を測定 します。位相差検出方式
で、極めて再現性の高い測定が可能です。
議 特長
ー
① ピンポイント測定が可能 :レ ザ光の放射角は非常に小さく、狭 い場所でも近接する構
造物の影響 を受けません。②斜めからの測定が可能 :物体か らの乱反射光を受信するので、
安息角を持つ粉体でも設置調整が容易。③ ガラス窓を通 して減1定が可能 :サ イ トグラスを通
して反応槽内のレベル計測ができます。また、 メンテナンス時もプロセスを止める必要があり
ません。
鰺 仕様
●測定 レンジ :05∼ 30m
O温 度範 囲 :10∼45℃
●国内防爆対応
●精 度 :± 20mm
O放 射角 :001° 以下
問 い合 わせ先/フ ィール ド機器 国内営業部
丁EL:0422‐52-6490 URL:httplヽ ww.yOkOgawa.co ip/SensOr/
76
言十"謝ま支利貯 2004.10
レベ ル 計 … 04
・
17-l・デイ
摯
・
/x:芽￨=,1多」・
葬蒸書事輩爾計,琳￨ン
■式1編鳥鳥テ1,ヽ
/b"11ニ
1琴
‖
ディスプレースメント式液面計は、高温、極低温、高圧、高真空、低スパンといった過酷
な環境における液面測定や界面、比重測定などが可能であることから、幅広いアプ リケーシ
ョンに使用されている。
弊社では、既存のデイスプレースメント式液面計の多 くが更新時期を迎えていることに着
日し、既設の更新に柔軟に対応できるスマー ト液面計SLXシ リーズを開発 した。
滲 特長 :《経費の大幅削減に貢船
①既設チャンバの再利用を実現 :マルチベンダー対応のプロセスインタフェースを用意する
ことにより、既設チャンバを再利用 してチャンバ費用や工事費等を削減 した。
② ノーメンテナ ンスを実現 :優 れた耐振性、温度特性、および長期安定性によリノーメン
テナンスを実現 した。
③作業工数の削減を実現 :マ イクロプロセッサを使ったスマー ト化により、作業工数の削
減を実現 した。
●
鬱 仕様 ● 精度 :± 05%FS
●測定スパン :300∼ 2,000mm
●
使用温度範囲 : 196∼ 400℃
使用圧力範囲 :-101 3kPa∼15MPa
問 い合 わせ先 /
TEL:045‐ 461-8881 URL:http:〃 www.yamatake.co.lp/
￨口
警響學世1馨
1申
￨レ
墓多最菫整嘉￨
署響1爾
甲精1辮
イ
ヽ
1レ
軸￨“V101"ぬ
面轟1轟
ヽ
,1漁
彙■1,1言
本製品はLPGバ ルク貯槽向けの超音波 レベル計です。バルク貯槽の底に設置 し、貯槽内の
液面の計測や警報判断を行い、LPガ ス残量をNCU及 び電話回線を利用 してリモー ト監視す
る装置ですё従来のフロー ト式に比べ、高精度な計測により無駄な補充が省け、 しかもタン
クの外に設置するため メンテナ ンスが容易になるなど、より効率的な点検、補充を実現 しま
す。
さらに新 しい配送システムと連携を図ってい くことで、配送効率の向上、物流 コス トの低
減、さらには環境への配慮に大 きく貢献 します。
ゆ 特長
① タンクの外からレベルを計測 します。
②強力なマグネットで簡単設置。 しかも電池駆動で配線は一切 い りません。
③ 5ビ ット、8ビ ットタイプのNCUに 対応 しており、既存の検針システムに対応できます。
警報点を超えると自動的に発報 し、効率配送に大 きく貢献 します。
① l台 で様々なタンクに対応でき、タンクに合わせた容量、液面の高さ、温度、アラーム
などを表示 します。
問い合わせ先/
丁E L : 0 3 ‐ 5 7 3 0 ‐1 0 9 3 U R L : h t t p . 1 l N w w . c o m p o c l u b c o m
群澤言準墨野l甲
畢野事幸基製りで
4ツ
￨夕
ヽ
■=1
ノリ￨‖
攣雌ツメツタス1締
『リベル Ⅱ』は、従来型の リベルと同様に超音波センサユニットをタンク底面の外壁 に取付
け、タンク内の液面距離を瞬時に計測する液面計です。新機能 として、タンク素材板厚に適
合する 『自動チューニ ング』
、液面 状態変化に適 した超音波補正 『自動 リバーイズJ等 の機
能が強化されてお ります。
會 特長
●タンク底面の鋼板の厚 さに関わらず計測可能 ● 超音波自動補正による計測信頼性の向上
●接点出力/双 方向通信の選択が可能 ● 解 りやすい計測内容 ● 容易な保守性 0電 池駆
動で長寿命 ● 満充てん時におけるローリ車の自動停止が可能 ● LPガ ス集中監視 システム
にマッチしたインターフェイス
惨 仕様
●計測対象 : L P ガ ス ( 他の液についてはご相談下 さい) ● 計測範囲 : 1 0 0 m m ∼ 2 , 5 0 0
m m ● 計測精度 : 容積換算 ±5 % 以 内 ● 外部出力 : 電文出力 ( D T / S C ) オ ープンコレ
クタ出力 0 外 形寸法 : セ ンサ部 8 5 ( W ) × 7 5 ( H ) ×2 8 ( D ) m m 、 コン トロー ラ部 1 3 0
(W)X1601H)X39① )mm
問 い合 わせ先/計 量 ・計測販売事業部
TEL:03‐ 3495‐721l URL:http.11、 ww.Hcoh.co lp/rex/
計測技術
レベ ル計 …Ⅲ0
/摯 出製騨1輔
いる静電
静電容量式 レベルセンサとは、 レベル測定の原理 としてコンデンサなどで知られて
い
して
ます。
容量を利用
ベルセ
理化工業の静電容量式 レベルセンサは、様 々な汲1定環境、条件 に対応 した液体用 レ
ンサです。
鬱 特長
・
・
①腐食性液体 導電/絶 縁漕 液体の誘電率変化 などあらゆる測定条件 に対応 します。
3種 類の電極センサ (主電極/接 地電極/リ フアレンス電極)に より様 々な槽の材質に対
・
応可能です。測定対象の対地結合静電容量の変化や特性 (誘電率)の 変化 温度の影響によ
ベル
できます。
たレ
測定が実現
る静電容量の変動が発生 しても、安定 し
②一般的な静電容量式 センサにある電極ヘ ッド部の電子回路はありません。
シンプルセジサ本体の構成 により、様 々な環境下での使用が可能 となり、信頼性 の向上 と
ともに低価格を実現 しました。
問い合わせ先/営 業部
811l URL:http■lNww.rkcinst.co.ip/
丁EL:03-3751‐
三二二舅■■■￨
、センサより打ち出された超音波が空中を伝搬 し、被測定面にて反射さ
達するまでの時間を計測演算することにより、センサと被汲1定物間の距
と被測定物 のレベルを計波1するものです。 したがつて計汲1方法は非接触
・
・
,の色 ・比重 ・厚 さ 。硬度等の影響 を受けにくく、 フイルム 液体 塊
いた
が無
い
ます。また、機械的な可動部
した計測を行
￨な物体に対 し安定
高 く、メンテナンスはほとんど必要ありません。
￨センサシリーズは、上記の特性 をそのままに、使 いやすさ、性能、およ
ンスを御 氏追及 したセ ンサです。
一
:定は変換器のローター リースイツチを設定するだけです。 日でわかる
・
・
・
:動をカット:遺近 散乱 飛び込み 風等による音波の変動が存在する
1・制御することにより、精度の高い計測が可能です。③精密な測定 i llll
ー
、超音波の打ち出し角、反射波の感度を自動 コン トロ ルし、良好な距
:限まで維持 します。
問い合わせ先/営 業部
鰤 w.rkcinst.co.ip/
811l URL:httpプ
丁EL:03-3751‐
ー
ー
当社では、イ ンター ネッ トのホ ムペ ジを運営 してお ります。
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pb.CO.jp/
い
い
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一
是非 度ア クセス していただ きます様 お願い 申しあげます 。
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e_mJr infO@nkkO―
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日本 工 業 出 版 い
イ ン ター ネ ッ ト係
TEL 03(3944)1181 FAX 03(3944)6826
78 計 測技術 2004.10.
東城琢郎 (昭和22年10月19日生 ・長野県出身)
lllll日
本品質保証機構 計 量計測センター 参 与
〒157-8573
東京都世田谷区砧 1_9125
TEL :03-3416‐7509
FAX:0337493505
E―
Mail i taO―
takuro@jqaJp
主なる業務歴及び資格〉
〈
(独
)産業技術総合研究所 (旧計量
研究所)に おいて力標準の確立及び
力計測機器の校正技術に関する開発
研究、並びに力計及び一軸試験機の校正業務に従事。
2002年 4月 当機構 に入社、当事業所の力計測分野の校
工業務に関する技術管理者。
(主要取引先〉
東芝、日立製作所、三菱重工、三井物産、電力各社
事業内容及び会社近況〉
〈
圧力 ・温度 ・流量を主体として計測 ・制御機器の製造 ・
販売を業務 としている。プロセス計装の分野における、圧
力 ・温度 ・計測機器で多 くの実績と信頼をいただいていま
すセンサ技術とメカトロニクス技術をさらにファクトリー
オー トメイション、自動車産業 ・情報 。通信分野等へ と駆
使 し、新たな用途分野に適合する 「
センサ」「
アクチュェ
ータ」「
制御機器」の製造開発に取組んでいる。
(主なる執筆〉
0カ <力 計及び一軸試験機の校正について>,計 測技術
た
ヽ
o131,No2
0引 張 ・圧縮試験機の校正,計 測技術,Vo1 31,No5
0カ 計測における不確かさ,計 測技術,Vo131,No.9
財 団法人 日本品 質保 証機 構
〈
代表者) 上 田全宏
(本社住所〉
〒100-8308 東京都千代田区丸の内2-5‐
2 三 菱 ビル
TEL:03‐6212‐
9o01 FAX:0362129002
URL :httpノ/wwwjqa.ip/
(事業内容及び会社近況〉
日本品質保証機構 OQA)は 、IS09000、
14001に
代表
される品質や環境マネジメントシステムの審査登録業務の
パ イオニアとして、情報セキュ リティマネジメン トシステ
ム (IsMs)適 合性評価 制度、BS7799に よる審査登録、
また製品安全認証業務、環境分析業務、測定器の校正業務
など、幅広い分野で総合力を発揮する中立公正な第三者機
関です。
長野計器株式会社
〈
代表者〉 代表取締役社長 宮 下 茂
(本社住所) 〒 1438544 東京都大田区東馬込1-304
TEL :03‐
3776-531l
FAX:03-3776‐
5321
URL :http://www naganokeikicOjp/
(資本金〉 2,473(百 万円)
(年 商 〉 17,554(百 万円)
(従業員数〉 700名
広井和男
ワイ ド制御技術研究所 所 長
TEL :0426-512802
Mail l kazuahirOi@h8dion nejp
E―
URL :httpノ/www keisoplazainfo/hiroi/
(主なる業務歴および資格)
1960年 大 阪府立大学工学部電気工学科卒。同年帥東
芝入社。鉄鋼、化学、電力、上下水道、食品など多数の分
野の設計、エ ンジニ ア リング等 の業務に従事 し、設計課
長、技術課長、設計部長、主幹、技監を歴任。2000年か
ら現職。制御技術に関するコンサルティング、講師、著述
などを主たる活動 の場 とする。
工学博士 (京都大学)、llb計
測 自動制御学会フェロー
主な著書 に 「
デ ィジタル計装制御 システムの基礎 と応
用」、「
制御 システムの理論 と応用」、「
PID制 御」、「
実戦デ
イジタル制御技術」、「
実用ア ドバ ンス ト制御 とその応用」
などがある。
触)雇用 ・能力開発機構高度ポリテクセンターセミナー
や東芝技術公開講座 で 「
実践ディジタルPIDおり
御」、「
先端
デイジタルPID制 御」、「
ア ドバ ンス ト・プロセス制御」な
どの講師をしている。
11月号予定目次
口 特集 1:計 量 ・計測器 の校工用実用標準 とその校正②
O分 銅 ・秤
O湿 式 ガスメー タ標準器
O液 体流量
O気 体流量
O高 精度校正用恒湿槽
O振 動計の校正
O磁 気測定器 とその実用標準について
O計 量器 としての積算熱量計の解説 とその校正方法
O濃 度計 (PHお よび大気)
。騒音計 (音圧 レベル)
0電 気計測 におけるデ イジタル計器の校正 と管理
■本誌編集委員
ヮイ ド制御技術研究所
同 計装 プラザ
委
員長
llll山
武
計量管理協会
富士電機 システムズ 閉
目立那珂 エ レク トロニ クス帥
横河電機 m
広井 和 男
佐鳥 聡 夫
泉頭 太 郎
穂坂 光 司
本郷 保 夫
本田 穣 慈
松永 義 則
渡部
■本誌企画委員
い エ ドックス
オムロン輸
輸 ティ ・アン ド・シー ・テクニカル
剛
青木 伸 治
小宮 一 彦
中鉢 博
口 特集 2
0巻 頭言
0セ ンサ ・エ レメン トとしての脂質膜生成装置
。 水質汚染物質の早期検出用オ ンライン形バ イオ応用エコ
セ ンサの実用化
ο脂質膜 と環境セ ンサの関係
口 製品 と技術
。 味覚セ ンサー
oヮ イヤレス 温 度 ・圧力 ・湿度デー タロガー システム
。 粉体水分計 PPM-101Xl
投稿規定
報文の投稿 を歓迎いたします。詳 しくは編集部 ま
本稿 ではFll連
でご連絡下さい。
尚、投稿 された原稿 は編集会議、編集委員会 にて採否を決めさ
せて戴 きます。
口 連載
。画像処理応用 システム入門 第 3回
。 第17回 ゼ ロか ら学ぶPID制 御
。 電気の世紀ヘ
●本誌 に掲載 する著作物 の複 製権 翻 訳 権 L映 権 譲 渡権 公 衆送信権 (送
。 初歩か ら学ぶ温度計 の実務⑮
信可能化権 を含 む)は 日本工業出版株式会社 力平果有 します。
ο 流量計汲1の歴史〈
13〉
ー
ロ コー ヒ ブ レイク
。 人名や地名の読み方雑感
ー
■ JEMIMAイ ンフオメ シヨン
。」
CSS関 連文書の改正について
〕
掲載予定報文 は編集部の都合で変更 になる事 があります。
〔
・匝コ <l■
1日
本著作出版権管理システム委託“版物>
本誌 の無断複写 は著作権法 上で の例外 を除 き禁 じられて い ます。複写 される場
5670、
3817‐
本 著作 出版権管理 システム (電話 03‐
合 は、その つ ど事 前 にllll日
FAX 03 3815 8199)の 許諾 を得て くだ さい。
乱丁 、落丁 本 は、 ご面倒 ですが小社 まで ご送付 くだ さい。送料小社負担 にて
お取 替 えいた します。
〈
東京本社付近図〉
所人
行行
発発
編 集
計測技術編集委員会
日本 工業出版株 式会社
26
〒 1 1 3 8 6 1 0 東京都文京区本駒込 G 3 ‐
TEL 03(3944)1181《や FAX 03(3944)6826
/www nikko‐
httpノ
pb coip/
e malinfo@nikko‐
pb cojp
業所 TEL 06(6202)8218 FAX 06(6202)8287
大lFx営
日本橋事務所 T E L 0 3 ( 3 8 0 8 ) 1 0 2 1 F A X 0 3 ( 3 8 0 8 ) 1 0 2 3
中 国事務所 TEL(FAX)(0591)7855622
FAX 03(394)03紛
販 売 専 用 TEL 03(3944)8001
14874
6‐
長
た
峯 00110‐
夕
定価 2 , 0 0 0 円 ( 本体 1 , 9 0 5 円)
年間購読料 。年 1 3 冊2 2 , 0 0 0 円( 税込)
本
社
都 営 三 円線

流量計測の歴史

古代オリエント

お詫びとお願い 「ポリ湯たんぽ 1.7L CH-17」をご購入された

詳しくはPDF版をご参照ください

郵便ポスト不正競争事件

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