接点付き温度計とは?メリットと注意点、精度・配線の見方

配管に取り付けた温度計の背面と接点箱

接点付き温度計とは、温度を示す指針と、設定温度で電気回路を開閉する接点を備えた温度計です。現場で温度を読みながら、上限・下限の警報や機器のオンオフ制御に使えます。

独立した温度調節計を省ける構成は、部品や配線を減らせます。一方、接点が出すのは温度の連続値ではなく状態なので、必要な精度、負荷の電気仕様、故障時の検知方法まで合わせて選びます。

目次

接点付き温度計とは

接点付き温度計は、指示計の内部にスイッチを組み込んだ計器です。たとえば温度上昇で冷却弁を開く用途では、設定値を超えたかどうかを温度計自身が判定し、外部の制御回路へ伝えます。

図1:指示する針と、接点を設定する針は役割が違う

感温部で受けた温度を指示し、設定した温度との関係で接点を開閉します。

感温部指示針設定針温度を表示

指示針は測定値を示し、設定針は動作点を決めます。針が同じ位置でも、外部回路の動作確認は別に必要です。

内部スイッチの模式図端子間の開・閉を切り替える接点自体は負荷の電源ではない

機械接点を描いた概念図です。実際のスイッチ方式、端子の割当て、温度上昇時の開閉は、機種の結線図で決まります。

温度を動きへ変える仕組みには、バイメタルだけでなく、封入した液体や気体の膨張を利用する方式もあります。感温部、導管、指示機構の構成が違うため、外観が似ていても取付条件は共通ではありません。

設定温度は、設定針を調整する方式などで変更します。基準器との比較で指示のずれを調べる校正と、ずれを直す調整は別の作業です。設定針を動かしても指示誤差は直らないため、各作業は機種の手順に従います。

独立した温度センサーと調節計を使う構成では、センサーの信号を調節計へ取り込みます。調節計は設定値との比較結果を出力します。接点付き温度計なら、その判定と指示を一体化し、単純なオンオフ回路の構成を短くできます。

削減できるのは、機器本体だけでなく、盤内の取付スペース、電源、信号配線などです。ただし負荷を直接動かせるとは限らず、補助リレーや警報器を含めた必要部品の総数で、センサー方式と費用を比べます。

本体価格が安くても、巡回での読取り、接点試験、交換時の停止に手間がかかる構成なら、運用費用は増えます。導入時の金額と、温度の記録・保全に必要な作業を並べ、機能を省く範囲を決めます。

接点容量と負荷の組合せ

機械接点には、二端子の開閉接点や、共通端子を含む三端子の切替接点があります。無電圧接点では負荷電源を外部から供給し、接点の許容電圧・電流を超える負荷を直結しないことが配線の前提です。

図2:温度計はリレーのコイルを開閉し、負荷は別の接点で動かす

図は温度が低く、温度接点もリレーもOFFの例です。実機の安全回路は省略しています。

温度計側の制御回路+24 VK コイルT:温度接点(開)0 Vへ接続Tが閉じるとKを励磁する構成

温度計の接点は、リレーコイルの負荷を開閉します。コイルの定常電流だけでなく、投入時の条件と誘導負荷の定格も照合します。

リレー接点側の負荷回路負荷用電源弁などの負荷Kの接点(開)電源の戻りへKの励磁に連動して接点が閉じる

負荷の電流は温度計へ流さず、リレー接点側で開閉します。電源の種類と接点定格は、この負荷に合わせて別に選びます。

接続位置を示す概念図です。温度上昇時に開く接点、停電時の動作、自己保持やインターロックは用途別に設計します。

電磁弁やリレーコイルは誘導性の負荷で、抵抗負荷と同じ電流値だけでは適否を決められません。交流と直流、負荷の種類、開閉頻度を接点仕様の同じ条件と比較します。必要なサージ対策も負荷メーカーの指示に合わせます。

逆に、電流が小さすぎる信号でも接触不良を防ぐための確認が要ります。PLC入力へ接続するなら、最大容量だけでなく最小適用負荷と入力仕様も照合します。大電流向けの接点を選べば万能になるわけではありません。

コイルの定常電流を求める例(仮定値)
I = PU = 0.48 W24 V = 0.020 A
定常電流は20 mA
I:直流コイルの定常電流[A]、P:定常消費電力[W]、U:定格電圧[V]。消費電力と電圧を仮定した計算で、投入時の電流や接点の開閉能力を保証する値ではありません。

この例の20 mAは、温度計の接点が開閉するコイルの定常電流です。電動弁のリレー付き構成と同様に、どの接点がどの負荷を受け持つかを回路ごとに分けます。

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接点付き温度計の注意点

取外した温度計と保護管を置いた作業台
温度計と保護管の構成を示す生成イメージ。製品の実写や試験結果ではありません。

指針が動く機能と、接点が切り替わる機能は同じ計器の中にありますが、点検では分けて扱います。温度表示が正しいこと、設定どおりに接点が動くこと、負荷まで動くことは、それぞれ別の確認項目です。

故障がわかりにくい

接点付き温度計は、現場で指針を読めても、接点の開閉まで外から見えるとは限りません。指示が正常に見えても、接点の不良、端子の緩み、配線の断線、リレーや弁の故障を区別して調べる必要があります。

センサーと電子調節計の構成には、センサー断線などを異常表示する機種があります。ただし診断できる故障の範囲は機種で異なり、表示にエラーがないだけで測定や出力が正常とは断定できません。

切り分けは、実際の温度、指示値、温度接点の状態、受信側入力、負荷の動作を順に照合します。DI/DOの信号方向をそろえ、温度計の出力とPLCに入った状態を同じ時刻で記録すると、故障範囲を絞れます。

抵抗レンジで接点を調べる作業は、電源を切り、残留電荷を処理し、他回路の影響を切り離した状態で行います。テスターによる接点の導通確認でも、通電中の端子へ抵抗測定を当てないのが原則です。

接点が開いていても、並列回路があると別経路を導通として拾います。切離した接点だけが正常でも配線や負荷の不良は残るため、部品単体と、設備全体の動作試験の結果を分けて記録します。

誤差が大きい

接点付きという名称だけで、すべての温度計の精度が同じ値になるわけではありません。メーカーの仕様には、指示精度、設定精度、接点の繰返し性、接断差が分けて書かれており、必要な項目を個別に読みます。

図3:温度の仕様は「何のずれか」で読み分ける

指示の正しさと、スイッチが切り替わる温度の正しさは別の評価です。

項目比べるもの選定・点検で見る点
指示精度実温度と指示値許容差の基準が℃か%F.S.か
設定精度設定値と実際の動作点設定した位置で切り替わるか
繰返し性同条件で繰り返した動作点毎回のばらつきが許容範囲か
接断差動作点と復帰点上昇時と下降時の温度差

項目の定義と試験条件は採用機種の仕様を優先します。複数の誤差項目を一律に足して保証値にはしません。

%F.S.は、フルスケールの幅を基準にした割合です。仮に0〜100℃のレンジで指示精度が±2%F.S.なら、指示値の2%ではなく、レンジ幅100℃の2%として±2℃を計算します。

指示精度を温度の幅へ直す例(仮定値)
ΔT = S × a100
= 100 ℃ × 2100 = 2 ℃
S:レンジの上限と下限の差[℃]、a:許容差を%で表した数値(2%ならa=2)、ΔT:許容差を温度へ直した幅[℃]。例の許容差は±2℃です。実機の仕様値を示した計算ではありません。

同じ±2%F.S.でも、0〜200℃レンジなら温度の幅は±4℃になります。必要以上に広いレンジを選ぶと、同じ割合の仕様でも温度差としての許容幅が大きくなります。常用温度とメーカーの推奨使用範囲を合わせます。

温度が上がるときと下がるときで、接点の切替温度が一致しない機構があります。この差が接断差であり、指示誤差や、同じ方向から何回も近づけたときのばらつきとは別に扱います。

図4:80℃でON、75℃でOFFと仮定した接断差

75〜80℃の間は直前の接点状態を保ち、80℃への上昇でON、75℃への下降でOFFに切り替わります。

接点状態ONOFF75℃80℃温度上昇でON下降でOFF

灰線は接点状態、橙の矢印は温度上昇、青の矢印は温度下降を示します。接断差は80−75=5℃の説明用例で、製品の接断差や結線を一律に示す図ではありません。

接断差を設けたオンオフ制御では、設定付近の小さな温度変化ですぐ反転する動作を抑えます。ただし実際の温度変動には、感温部の応答遅れ、弁の動作時間、設備の蓄熱も加わり、接断差だけで変動幅は決まりません。

二位置制御の動作すき間と、温度計の計測誤差は目的が異なります。狭い温度幅を安定して保ちたい用途では、許容変動幅と設備の応答に対して、接点式の制御で足りるかを先に判定します。

高い精度が必要なら、機械式か電子式かという分類だけで選ばず、測定点を含めた誤差を比較します。熱電対と測温抵抗体の違いも踏まえ、センサー、配線、調節計まで同じ条件で評価します。

現場に行かないと指示値が分からない

接点出力だけの機種では、外部へ送れるのは設定値との関係を表す開閉状態です。中央監視で警報は受けられても、現在何℃かという連続した温度値は、その接点だけからは読み取れません。

ただし指示部を感温部から離して設置する隔測形や、電気出力を持つ計器もあります。接点付という名前だけで遠隔監視の可否を決めず、機種の出力形式と指示部の設置方式を分けて調べます。

連続値を記録するなら、温度センサーと変換器からアナログ入力へ送る構成などを選びます。4〜20mAの計装信号では、測定範囲と受信側の換算を対応させ、接点のON/OFFとは別の信号として管理します。

現場指示を使うなら、目盛を読む姿勢、照明、油や粉じんの付着まで設置前に検討します。汚れで針が見えない状態を放置すると、普段の巡回で温度の変化や機器の傷みに気づく手掛かりを失います。

選定と動作試験で確認する項目

選定は、上限警報だけなのか、弁を自動で開閉するのか、温度を記録するのかを分けるところから始めます。必要な役割を一つずつ決めてから、接点数、精度、出力形式、停電時の動作を仕様書へ落とし込みます。

上限警報と下限警報では、温度が上がるときに接点を閉じるか開くかが変わります。接点記号の呼び名だけで推測せず、温度の変化方向と端子間の開閉を組み合わせた動作表で、通常時・警報時・停電時を照合します。

目盛範囲の全域が、そのまま推奨される設定範囲とは限りません。接断差を含めた設定可能範囲を仕様書で読みます。必要な動作点と復帰点がどちらも適用範囲に収まるかを確認して、機種やレンジを選びます。

感温部の位置と保護管

指示精度が十分でも、感温部が必要な長さまで流体に入っていなければ、周囲や管壁の温度の影響を受けます。仕様書の最小挿入寸法と測温する部分の位置を確認し、外から見える棒の長さだけで決めないようにします。

図5:感温部は、流体を測れる位置まで入れる

保護管の長さと、内部の感温部の位置を組み合わせて確認します。

管壁感温部の浸る長さ流体感温部保護管挿入寸法・適合する長さを照合

寸法矢印は管内面から感温部先端までを示す模式図です。測温部の長さ、先端のすきま、保護管の必要強度は製品と流体条件で決まります。

流体の圧力、腐食、流れによる力も、感温部と保護管の選定条件です。サーモウェルの挿入長と応答では、測定の速さと、流体を保持する機械的な強度の両方を照合します。

封入式の隔測形は、導管部や指示部の周囲温度も指示へ影響します。曲げ半径、導管の取り回し、周囲温度の補正方式は機種の条件に従い、現場で余った導管を無理に折り曲げたり、勝手に切り詰めたりしません。

動作点と復帰点を別々に記録する

上限式の受入試験では、上昇時の動作温度と下降時の復帰温度を記録します。下限式は動作と復帰の方向が逆です。切り替わった温度と昇降温の方向を対で残し、設定精度と接断差を評価します。

比較用の基準温度計と、試験中の温度計が同じ温度を測れる配置にします。温度変化を急にしすぎると応答の違いを誤差として読み込みます。安定時間と昇降温の速さを試験手順で定め、同じ条件を繰り返します。

機器単体の試験後は、受信側の警報表示や負荷動作を調べます。温度計の接点状態と、盤内リレーの状態、PLC入力、弁の最終位置を対応付けた記録を残すと、後の保全で比較できます。

試験記録には、型式、レンジ、設定値、基準器、周囲温度、取付状態も残します。前回と動作点が違っていても、試験条件の差と計器自体の変化を区別できる記録がなければ、交換や調整の判断を急げません。

交換時には、同じねじや目盛範囲でも、端子配置、接点方式、負荷条件を照合します。古い機器の端子番号をそのまま写さず、新しい機器の結線図と動作表に従って配線し、誤配線を防ぎます。

試験のために生産設備を意図的に過熱させたり、稼働中に設定を動かして弁を急作動させたりする方法は避けます。設備を安全に隔離した試験計画と、復旧後の設定・結線・警報の確認を先に用意して実施します。

停電や断線時の動作は、通常の温度上昇とは別の試験項目です。高温停止などを保護機能として使うなら、一つの接点が故障したときに何が起きるかまで検討し、一般の温度計に安全機能の性能保証を付け足さないようにします。

接点付き温度計のよくある質問

防水形なら防爆形の代わりに使えますか?

防水性能と防爆性能は別の要件なので、代わりには使えません。可燃性の雰囲気で使う計器は、使用場所に適合する防爆構造や認証条件を持つ機種から選びます。接点や配線の構成も含めてメーカーの適用条件と照合します。

接点付き温度計だけでPID制御はできますか?

単純な接点出力だけでは、温度差に応じて連続的に操作量を計算するPID制御はできません。比例的な弁開度や加熱量の調節が必要なら、連続温度を取り込む調節計と、それに対応する操作端を使う構成を選びます。

接点数が二つなら二つの温度を測れますか?

一つの感温部に二つの設定接点を持つ機種なら、同じ測定温度に対して二つの動作点を設けます。二つの場所を独立に測る機能とは異なるため、上下限警報や段階的な動作の設定範囲と、接点間の必要間隔を仕様で確かめます。

指示計の電源がないのに警報を出せるのはなぜですか?

温度による機械的な変位で指針や接点を動かす方式なら、測温動作そのものに電気の駆動電源を使いません。ブザーやリレーを動かすエネルギーは外部の電源から供給します。停電しても警報まで出るという意味ではありません。

指示が遅いときは設定値を下げればよいですか?

設定変更の前に、挿入位置、保護管との組合せ、流体の混合状態や温度変化の速さを調べます。設定値だけをずらすと、別の運転条件で不要な警報や停止を起こすため、測定の遅れと設備の遅れを分けて原因を確かめます。

まとめ

この記事のまとめ
  • 接点付き温度計は、温度の指示と設定温度に応じた回路の開閉を一体化した計器。
  • 調節計を省ける構成は簡素化できるが、負荷電源やリレーの適合は別に確認する。
  • 指示精度・設定精度・繰返し性・接断差を分け、一律の温度誤差で判断しない。
  • 接点の状態と連続温度の遠隔信号は別であり、必要な監視機能から構成を選ぶ。
  • 指示・接点・受信側・負荷を分けて試験し、動作点と復帰点を記録する。

測りたい温度範囲や必要な応答速度が先に決まれば、温度計の種類と原理から方式を比較できます。現場の指示と監視室の表示をどちらも必要とする設備では、信号の受渡しまで含めて計器を選びます。

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プラント機器メーカーとプラントメーカーで約10年、設備の提案・設計・試運転に携わったのち、Webマーケターに転身。現在はBtoB製造業専門のWebコンサルタントとして、メーカーの情報発信を支援しています。エネルギー管理士/第三種電気主任技術者。工業技術ブログを2017年から運営(500本以上執筆)、YouTube登録者約2万人、Xフォロワー約1万人。

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