제1절. 온도 측정
1. 온도 측정 개요
온도는 물리적 상태량의 하나이지만 이것을 직접 계측할 수는 없고 변위, 압력, 저항, 전압, 주파수 등의 다른 물리량으로 변환하여 계측한다. 이 때문에 변환계가 곧 온도계이고, 보다 한정되게 말한다면 온도감지기이다. 보통 온도 감지는 측정 대상물과 열적으로 접촉 시켜 양쪽의 온도를 같게 한다(열평형 상태). 온도계란 온도 감지기의 온도를 계측하는 계기이므로, 열평형 상태를 확인함으로써 대상물 온도를 측정할 수 있다. 한편 감지기와 대상물을 공간적으로 근접시키지 않고 온도를 측정하는 방법에는 열방사를 이용한 측온법이 있다. 이때의 감지기는 가시(적) 또는 적외선의 방사 검출기이고 감지기 자체의 온도와 측정 대상물의 온도와는 관계가 없다.
이상의 두가지 계측 방법에서, 전자를 접촉식 계측, 후자를 비접촉식 계측이라 하고, 감지기 동작 방법도 전혀 다르다. 접촉식의 온도 계측에서는 감지기 자체가 측정 대상 온도에 견디면서 소정의 동작을 해야 한다. 물질의 거의 모든 성질은 온도 의존성을 가지므로 원리적으로는 모든 물질이 온도 감지기가 될수 있다. 그러나 감지기는 상태량에서는 종류가 한정된다. 이 밖에 변환 특성의 효율(감도), 안전성, 재현성, 직선성, 그리고 응답성, 열용량, 크기 등이 감지기로서의 적정을 결정하는 요소가 된다.
한편 비접촉식의 온도 계측에서는 감지기가 방사의 검출기일 뿐이므로 방사강도에만 의존하는 감지기가 바람직하다. 접촉식과 달라서 감지기 출력은 감지기의 온도에 의존해서는 안된다. 다른 특성은 접촉식과 같다. 현재 쓰이고 있는 각종 감지기를 그 동작 원리에 따라 분류하면 표 1과 같다. 접촉식 센서는 모두 특정 물질의 성질 즉 열적, 역학적, 전기적, 자기적 및 이들의 복합된 성질을 이용하고 있으면 평형 상태인가, 비평형 상태인가에 따라 두 가지로 분류된다.
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2011.06.08
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