抵抗温度検出器（RTD）

抵抗温度検出器センサ（RTD）は、温度に比例して変化する抵抗を利用して温度を測定します。RTDは、基本的な温度素子と完全にパッケージ化されたアセンブリで設計されています。これらのいわゆるRTDプローブは、RTDセンサ素子、シースまたはハウジング、エポキシまたは充填剤、延長リード線、および場合によってはコネクタまたは終端部から構成されています。材料適合性、精度、測定範囲など、お客様の要件に応じたさまざまなセンサ材料が用意されています。標準パッケージおよびカスタム設計により、さまざまな用途に最適なRTDを柔軟に設計できます。

NTCサーミスタも抵抗デバイスであり、RTDは正の温度係数を持つ金属抵抗検出器です。通常、RTDは、プラチナ、ニッケル、銅などの卑金属で製造されます。これらの材料は、非常に直線的で再現性の高い正の温度係数を持つからです。一般的な動作温度範囲は-50°C～+600°Cですが、特殊設計により-200°C～+1000°Cでの使用が可能です。

TE Connectivityは、RTDプローブとアセンブリ、およびRTDセンサ素子（プラチナ薄膜およびガラス巻線の両方）を製造しています。プラチナ（Pt）は、最も広い温度範囲にわたって最も安定した抵抗-温度関係を持つため、RTDに使用される最も一般的な材料です。世界的な産業に向けてメーカー間の互換性を提供するため、複数の許容差クラスにおける温度精度と抵抗/温度特性曲線を定義するDIN EN 60751など、ほとんどの国で採用されているいくつかの国際規格があります。

TE ConnectivityのRTDプラチナ薄膜素子は、高精度と高安定性を実現し、標準サイズや精度クラスが幅広く選択可能です。Pt100およびPt1000ベース抵抗値の両方で提供され、正確で安定性・信頼性に優れたプラチナセンサ素子に対する業界の需要増大に対応します。

RTDセンサの用途は極めて広く、医療、航空宇宙、自動車、計測機器、家電、モータ制御、HVACR（暖房、換気、空調、冷凍）など多岐にわたります。これらの温度センサは、さまざまな機関の認証を取得済みで、ボードレベルのコンポーネントで動作するだけでなく、過酷で危険な場所でも動作します。プラチナセンサアセンブリの拡大するアプリケーションの1つに、排気ガス温度（EGT）測定があります。EGTセンサは、エンジンの排気ガスの温度を測定し、後処理システム、タービン、シリンダヘッドの排気バルブなどの重要なコンポーネントの損傷を防ぎます。EGTセンサは、エンジン性能を最適化し、燃料とメンテナンスコストを節約するのに役立ちます。

図1：TE Connectivityの各種RTD。（画像提供：TE Connectivity）

RTDの理解：精密温度センシング

DigiKeyでは多種多様なTE Connectivity RTD製品を提供しています。各製品は精度と安定性に優れ、産業用、実験室用、組み込みアプリケーションなど多様な用途に対応しています。

RTDとは何か、なぜそれを選ぶのか？

RTDは、温度によって電気抵抗が変化するセンサです。以下の特性により、精度が求められる用途（例：プロセス制御、HVAC、試験装置、産業用計測機器）においてRTDは理想的な選択肢となります。

• 直線性 & 予測可能性 — 較正と補償を容易化
• 経時安定性 — 繰り返しの熱サイクルでもドリフトが少ない
• 広い動作範囲 — 多くのRTDは、氷点下から摂氏数百度まで対応可能

TE Connectivityの人気RTDプラチナ（Pt）ラインアップ

TE Connectivityが提供する人気のプラチナRTDには以下の製品があります。

• NB-PTCO-002 - 100ΩプラチナRTD、抵抗許容差±0.12%、動作温度範囲-50°C～600°C、精度±0.3°C
• NB-PTCO-050 - 1kΩプラチナRTD、抵抗許容差±0.06%、動作温度範囲-30°C～300°C、精度±0.15°C
• NB-PTCO-006 - 1kΩプラチナRTD、抵抗許容差±0.12%、動作温度範囲-50°C～600°C、精度±0.3°C
• NB-PTCO-058 - 100ΩプラチナRTD、抵抗許容差±0.04%、動作温度範囲-30°C～200°C、精度±0.1°C

適切なRTDを選ぶためのヒント

アプリケーションに適切なRTDを選ぶ際には、以下のガイドラインに従ってください。

1. 抵抗 & 許容差
   100ΩのRTD（例：Pt100）が一般的です。ただし特定の回路では、1kΩのバリエーションがリード線誤差を低減します。設計要件に合致するよう許容差仕様を評価してください。
2. 動作温度範囲
   予想される極端な温度範囲をカバーする部品を選択します。TE ConnectivityのRTDは、最低-50°C、最高600°Cまで対応します。
3. リードとパッケージスタイル
   PCB統合には、面実装またはSIPパッケージが便利です。浸漬環境または過酷な環境では、プローブまたはワイヤリードタイプを検討してください。
4. 励起電流
   自己発熱を避けるため低電流を使用しますが、良好なS/N比を得るのに十分な電流であることを確認してください。
5. 較正と精度
   ±0.12%または±0.5%の汎用RTDに対し、高精度システムでは、±0.04%またはそれよりも厳密な許容差を持つRTDが必要になる場合があります。

RTD精度

精度は、ベース抵抗許容差（較正温度での抵抗許容差）と抵抗温度係数許容差（特性スロープの許容差）の両方の組み合わせです。この温度を上回ったり下回ったりすると、許容範囲が広がったり、精度が低下したりします（図2）。最も一般的な較正温度は0°Cです。

図2：代表的なプラチナRTDの抵抗対温度および精度曲線。（画像提供：TE Connectivity）

まとめ

DigiKeyでは、TE ConnectivityのさまざまなRTDを取り扱っており、パラメータ検索により、数十種類の抵抗温度検出器を並べて比較することができます。抵抗仕様、許容差、動作範囲、パッケージスタイル、定格電流を確認することで、厳密な熱測定に適したRTDを選択できます。高精度な実験室用計測器から堅牢な産業用センサに至るまで、TE Connectivityは、お客様の次期設計にすぐに対応可能なオプションを用意しています。

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その他のリソース：

RTDプラチナ薄膜製品ハイライト：https://www.digikey.jp/ja/product-highlight/t/te-connectivity-measurement-specialties/rtd-platinum-thin-film

プラチナ薄膜に関するTEデータシート:https://www.te.com/usa-en/product-NB-PTCO-006.datasheet.pdf

TE Connectivity RTDプラチナ薄膜 | データシートプレビュービデオ：https://www.digikey.jp/ja/videos/t/te-connectivity-amp/rtd-platinum-thin-film-datasheet-preview

TE Connectivityのセンサで、スマートなソリューションを実現：https://www.digikey.jp/ja/product-highlight/t/te-connectivity/sensor-solutions-type

RTDを理解する：https://www.te.com/ja/products/sensors/temperature-sensors/resources/understanding-rtds.html

リファレンス：

https://www.te.com/ja/products/sensors/temperature-sensors/rtd-sensors.html