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日本工業規格

JIS

 Z

8707

-1992

充満式温度計及びバイメタル式

温度計による温度測定方法

Method of temperature measurement by filled-system

  thermometers and bimetallic thermometers

1.

適用範囲  この規格は,充満式温度計及びバイメタル式温度計(以下,温度計という。)によって温度

を測定する場合の一般的方法について規定する。

備考  この規格の引用規格を,次に示す。

JIS B 7528

  水銀充満圧力式指示温度計

JIS B 7529

  蒸気圧式指示温度計

JIS B 7542

  工業用バイメタル式温度計

2.

用語の定義  この規格で用いる主な用語の定義は,次のとおりとする。

(1)

充満式温度計  液体,気体又は液体とその蒸気とで充満された金属製部分の内部の圧力又は飽和蒸気

圧が,温度によって変化することを利用した温度計。

(2)

バイメタル式温度計  一端が固定されたバイメタルの自由端が,温度の変化に伴って動くことを利用

した温度計。

(3)

指示機構  受圧変換部やバイメタルの自由端の変位によって温度を指示する機構。

(4)

感温部  測定対象に接触し,その温度と同一温度になるべき部分。

(5)

受圧変換部  感温部に導管で接続されているブルドン管やベローズであって,封入された液体の膨張,

又は気体の圧力や液体の飽和蒸気圧の変化によって自由端が変位する部分。

(6)

バイメタル  膨張率の違う 2 種類の薄い金属板をはり合わせたもの。

(7)

導管  感温部と受圧変換部を接続する金属の細管。

(8)

圧力系部  測定温度を可視的な変位に変換する一連の装置で,感温部,受圧変換部及び導管からなる。

(9)

拡大機構  受圧変換部の自由端の変位を拡大して指針に伝えるもので,リンク機構やピニオン,セク

タ歯車及び付随するひげぜんまい,運動かん,ピンなどからなる。

(10)

指針調整機構  精度のよい温度計で指示を調整するために,指針を感温部の温度に関係なく移動させ

る機構。

(11)

温度補正装置  受圧変換部及び導管の中にある液体又は気体が,周囲の温度の影響を受けて生じる誤

差を補正するための装置。

(12)

導管誤差  導管の中にある液体又は気体が,周囲の温度の影響を受けたときに生じる指示の誤差。

(13)

受圧変換部誤差  受圧変換部及びその中にある液体又は気体が,周囲の温度の影響を受けたときに生

じる指示の誤差。


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(14)

周囲温度誤差  導管誤差と受圧変換部誤差とを合わせたもの。

(15)

測定温度範囲  温度計が測ることのできる最高の温度と最低の温度とで指定される温度範囲。

3.

温度計の種類と特徴

3.1

温度計の種類  温度計は,次のように分類される。

(1)

充満式温度計

(a)

水銀充満圧力式指示温度計  この種の温度計は,水銀の圧力の温度による変化を利用したもので,

感温部の温度変化によって,充満された水銀に圧力変化が生じて温度を示すようになっている。

なお,この温度計は,JIS B 7528 による。

(b)

液体充満圧力式指示温度計  この種の温度計は,液体圧力の温度による変化を利用したもので,感

温部の温度変化によって,充満された液体に圧力変化が生じて温度を示すようになっている。充満

液には,アルコール,キシレン,ケロシンなどを用いる。

(c)

蒸気圧式指示温度計  この種の温度計は,感温部の一部に揮発性の液体を入れたもので,温度変化

に対応して感温部内の液体の飽和蒸気圧が変化して温度を指示する。

なお,この温度計は,JIS B 7529 による。

(d)

気体圧力式指示温度計  この種の温度計は,感温部の温度変化によって,充満された気体に圧力変

化が生じて温度を示すようになっている。充満気体には,窒素,ヘリウムなどの不活性気体を用い

る。

(2)

バイメタル式温度計  この種の温度計は,一端が固定されたバイメタル(一般に帯状)の自由端が温

度の変化に伴って動くのを利用して指針を回転させ,温度を指示する。

なお,この温度計は,JIS B 7542 による。

3.2

温度計の特徴  温度計には,表 に示す特徴があるので,それぞれの特徴を考慮して目的に適合す

るものを選ぶのがよい。

表 1  温度計の特徴

種類

充満式温度計

項目

水銀充満圧力式
指示温度計

液体充満圧力式
指示温度計

蒸 気 圧 式 指 示 温 度

気体圧力式指示
温度計

バイメタル式温
度計

目盛

等間隔である。

等間隔である。

不等間隔で,低温部
の目量は大きい。

特 殊 な 拡 大 機 構 を
用 い て 等 間 隔 に し
たものもある。

等間隔である。

等間隔である。

温度範囲

− 50 ∼ + 600 ℃
の広い範囲。

−100∼+400℃
の広い範囲。

−30∼+200℃。封
入 液 の 種 類 に よ っ

て 著 し く 制 限 を 受
ける。1 個の温度計
で の 測 温 範 囲 は 狭

い。

−200∼+600℃
の広い範囲。

− 50 ∼ + 500 ℃
の広い範囲。


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種類

充満式温度計

項目

水銀充満圧力式
指示温度計

液体充満圧力式
指示温度計

蒸 気 圧 式 指 示 温 度

気体圧力式指示
温度計

バイメタル式温
度計

指示機構を動か
す力

力は大きく,指
針の指示が確実

で,記録,警報
及び制御に適し
ている。

力は大きく,指
針の指示が確実

で,記録,警報
及び制御に適し
ている。

測 温 可 能 範 囲 で も
低 温 部 で は 力 が 弱

いが,高温部では警
報 及 び 制 御 に 適 し
ている。

力は液体充満圧
力式指示温度計

ほ ど 強 く な い
が,記録,警報
及び制御ができ

る。

力は液体充満圧
力式指示温度計

ほ ど 強 く な い
が,簡単な記録,
警報及び制御が

できる。

指示機構と感温

部の位置の高さ
の差の影響

普通のものでは

あまりない。位
置の高さの差が
大きくなると無

視できないこと
がある。ただし,
補正できる。

あまり影響はな

い。

高 さ の 差 を 変 え る

と,誤差が生じる。
ただし,周囲温度よ
り 低 い 温 度 を 測 る

ときは,影響が少な
い。 
不 等 間 隔 目 盛 で 振

れ の 角 度 が 圧 力 に
比 例 す る も の は 補
正できる。

影響はない。

周囲圧力の影響

ほとんど影響し
ない。

ほとんど影響し
ない。

周囲圧力が,25kPa
以上変わると,無視
できない。不等間隔

目 盛 で 振 れ 角 度 が
圧 力 に 比 例 す る も
のは補正できる。

影響を受ける。

影響はない。

周囲温度の影響

周囲温度誤差を
生じる。ただし,

補正できる。

周囲温度誤差を
生じる。ただし,

補正できる。

周囲温度誤差は,ほ
とんど生じない。

周 囲 温 度 誤 差
は,液体充満圧

力式指示温度計
より大きい。た
だし,補正でき

る。

影響はない。

かくはん水温槽
での時定数

3

∼8s 5∼10s 2∼5s 2∼10s

保護管を使用す
る場合

10

∼30s

その他

1.

感 温 部 と 指

示 機 構 と の
距 離 を 長 く
す る こ と が

できる。

2.

充 満 水 銀 を
凝 固 さ せ る

と,計器が損
傷 す る こ と
がある。

1.

感 温 部 と 指

示 機 構 と の
距 離 を 長 く
す る こ と が

できる。

2.

充 満 液 体 を
凝 固 さ せ る

と,計器が損
傷 す る こ と
がある。

1.

感温部に感温液

体とその蒸気が
共存する限り,
示度はその量に

無関係である。

2.

導管の太さ及び
長さは,一般に

示度や周囲温度
に 無 関 係 で あ
る。

3.

感温部の小さい
ものを作ること
ができる。

感温部が一般に

大きい。

1.

小 さ い 形 の

も の が で き
る。

2.

導 管 が な い

ので,遠隔測
定 が で き な
い。


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4.

温度測定方法  温度測定方法は,次のとおりとする。

(1)

指示機構と感温部との位置,姿勢,大気圧などについて指定されているものは,その指定どおりに設

置する。指定されていないものは,その目盛板を鉛直に置く。この場合に,左右に角度 10°以内,前

後に 90°以内の傾斜は差し支えない。

なお,気体圧力式指示温度計及びバイメタル式温度計を除き,指示機構と感温部は同じ高さにする。

(2)

周囲温度が変化する場所に指示機構を設置しないこと。

(3)

感温部全体を,測定しようとする温度に保ち,指示が安定してから読み取る。

なお,指示が安定するのに要する時間は,時定数(

表 参照)の 5 倍程度である。

(4)

蒸気圧式指示温度計では,常用温度が測定範囲の中央部より少し高くなるように測定範囲を選ぶのが

望ましい。

(5)

測定対象が高圧・高流速の状態にある場合,又は振動及び脈動を伴う場合には,保護筒を使用する。

また,腐食性流体のとき,及び充満液体の混入を嫌うときにも,保護筒を使用する。

(6)

熱伝導誤差などの誤差を少なくするために,感温部の設置には十分に注意する。

(7)

水銀充満圧力式指示温度計で水銀の混入を嫌うもの(例えば食料品)の温度測定を行う場合には,保

護筒を使用する場合もある。

5.

補正方法

5.1

水銀充満圧力式指示温度計及び液体充満圧力式指示温度計  水銀充満圧力式指示温度計及び液体充

満圧力式指示温度計を用いた場合の補正方法は,次のとおりとする。

(1)

周囲の圧力が指定された圧力(圧力が指定されていないものは,標準大気圧。

)と異なる圧力で使用す

る場合には,温度計を使用するときの圧力に保ち,既知の 1 温度において比較し,指針調整機構によ

って指針を調整して補正することができる。

(2)

温度計の指示機構と感温部の高さの差が大きいときには,その高さの差を保って既知の 1 温度におい

て指針調整機構によって指針を調整して,補正することができる。このとき,補正は高さの差に比例

し,10m につき目盛スパンの 1%程度である。

なお,液体充満圧力式指示温度計では,充満液体の密度が水銀に比べて非常に小さいので,ほとん

ど無視できる。

(3)

この種の温度計には周囲温度変化による誤差があるが,この誤差は,次のような方法である程度まで

補正できる。

(a)

導管の長さが比較的短く周囲温度変化も少ない場合には,バイメタルと受圧変換部とを組み合わせ

て取り付け,周囲温度が変化したとき,バイメタルと受圧変換部の動きが互いに反対になるように

して温度補正を行う。

(b)

導管が 10m を超えるようなとき,及び周囲温度変化が大きいときは,導管と受圧変換部だけで感温

部のない補正用の副導管と受圧変換部とを組み合わせて取り付け,周囲温度が変化したとき受圧変

換部の自由端の動きの方向が互いに反対になるようにして温度補正を行う。

5.2

蒸気圧式指示温度計  蒸気圧式指示温度計を用いた場合の補正方法は,次のとおりとする。

(1)

一液式で感温部の位置が指示機構より高く,感温部の温度が周囲温度より高い場合,又は二液式の指

示機構と感温部との位置が指定されていて指定どおりに設置できないときにも,指針調整機構の付い

ているものは,使用のときと同じ状態にして,既知の 1 温度において指針調整機構によって補正する

ことができる。この場合,不等間隔の目盛であって指針の振れの角度が圧力に比例するものに限る。


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(2)

一液式の温度計は,測定温度と周囲温度との関係によって構造が少し異なる。その補正には,次のよ

うな方法がある。

(a)

周囲温度より高い温度を測定する温度計  この温度計の導管と受圧変換部とは感温液体で充満され

ており,感温部には感温液体とその蒸気とが共存している。感温部は,水銀充満圧力式指示温度計

及び液体充満圧力式指示温度計に比べて小さい。導管が長くて感温部と指示機構との高さの差が目

盛定めをしたときの差から大きく変わったときは,液柱による圧力の影響を補正しなければならな

い。目盛が不等間隔,すなわち指針の振れがブルドン管内の圧力に比例するものであって指針調整

機構が付いているものは,それによってこの種の誤差を補正することができる。しかし,等間隔目

盛のものでは指針調整機構によって,このような補正をすることができない。

(b)

周囲温度より低い温度を測定する温度計  この温度計の導管と受圧変換部とは感温液体の蒸気で充

満されており,感温部には感温液体とその蒸気とが共存している。感温部は,(a)より更に小さくす

ることができる。導管が長くて感温部との高さの差が目盛定めをしたときの差から大きく変わった

ときにも,そのための補正は要らない。

(c)

周囲温度より高い温度も低い温度も測定できる温度計  この温度計は,測定温度が周囲温度より高

いとき[

参考図 6(1)参照]には,導管及び受圧変換部が感温液体で満たされており,低いとき[参

考図 6(2)参照]には,その蒸気で充満されている。感温部には,いずれの場合にも感温液体とその

蒸気が共存している。

したがって,感温部の大きさは,(a)よりもかなり大きくする必要がある。測定温度と周囲温度と

の関係が(a)の場合には,その補正も(a)のとおりであり,(b)の場合には補正は要らない。しかし,

感温部と指示機構との高さの差が大きいとき,測定温度と周囲温度との関係が(a)から(b)に,又は(b)

から(a)に変わったとき,ゼロ点調節器の付いているものは,それぞれ補正し直す必要がある。

また,測定温度が周囲温度より高くなったり低くなったりするときには,正しい温度測定ができ

ない。したがって,周囲温度に近い温度測定には不適当である。

(3)

二液式温度計は,5.2(2)(c)の欠点,すなわち測定温度と周囲温度との関係が変化したとき,そのたび

に補正し直す必要があることと,測定温度が周囲温度に近い温度を測定するには不適当であることと

を除くためにできた温度計である。封入液体は,揮発性の感温液体とその蒸気圧力を指示機構に伝え

るための不揮発性の液体から成っている。

導管と受圧変換部は,測定温度と周囲温度のいかんにかかわらず,不揮発性の液体によって充満さ

れている。

感温部には揮発性の感温液体とその蒸気とが共存し,導管の感温部における開口に接した部分で,

不揮発性の液体と接している。しかし,5.2(2)(a)の補正は必要である。

備考1.  感温液体が導管中で不揮発性液体と混じらないように,導管の感温部における開口部分に柔

らかい隔膜を設けるか,感温部に接する導管の部分をら線状に曲げたものもある。

2.

感温部の揮発性液体と不揮発性液体とが接するところに,柔らかい隔膜が設けられていない

ものは,感温部を寝かせたり,逆さにしたり,又は振動を与えながら感温部に温度変化を与

えると,揮発性液体が導管部分の不揮発性液体の中に混入することがある。

5.3

気体圧力式指示温度計  気体圧力式指示温度計を用いた場合の補正方法は,次のとおりとする。

(1)

周囲の圧力が指定された圧力(圧力が指定されていないものは,標準大気圧。

)と異なる圧力で使用す

る場合には,温度計を使用するときの圧力に保ち,既知の 1 温度において比較し,指針調整機構によ

って指針を調整して補正することができる。


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(2)

この種の温度計には周囲温度変化による誤差があるが,その補正方法は,次による。

(a)

導管の長さが比較的短く,周囲温度変化も少ない場合には,バイメタルと受圧変換部とを組み合わ

せて取り付け,周囲温度が変化したときバイメタルと受圧変換部の動きが互いに反対になるように

して温度補正を行う。

(b)

導管が 10m を超えるようなとき,及び周囲温度変化が大きいときは,導管と受圧変換部だけで感温

部のない補正用の副導管と受圧変換部を組み合わせて取り付け,周囲温度が変化したとき,受圧変

換部の自由端の動きの方向が互いに反対になるようにして温度補正を行う。

6.

温度計の検査及び校正方法  温度計の検査及び校正方法は,次のとおりとする。

(1)

温度計は,

最高温度に 24 時間

(蒸気圧式温度計については 3 時間)

以上保った後に指示温度を調べる。

なお,JIS B 7528 及び JIS B 7529 に適合するものは,一目の読み以上変化しない。

(2)

充満式温度計は,感温部を 30 分間一定の温度に保った後,その状態において,周囲温度に 15℃の温

度変化を与えて 30 分間保ったときの指示温度を調べる。

なお,JIS B 7528 及び JIS B 7529 に適合するものは,一目の読み以上変化しない。

(3)

温度計の器差の検査は,目盛の最高及び最低付近の温度,並びにその他の 2 温度(0℃が温度範囲にあ

る場合には,0℃をその 1 温度とすることが望ましい。

)について検査を行う。

(4)

器差の検査は,次の表のような温槽を用い,基準となる温度計を規定の深さまで入れる。

温槽の種類

使用液体

温度の範囲

低温槽

アルコール又は石油ベンジン

−70∼  0 ℃

水温槽

0

∼100 ℃付近

油温槽

シリコンオイル,大豆油又は加熱シリンダ油 100∼300  ℃

硝石温槽

硝 酸 カ リ ウ ム  (KNO

3

)

と 硝 酸 ナ ト リ ウ ム

(NaNO

3

)

との混合物(質量比 1 : 1)

300

∼650  ℃

温槽内の液体をよくかき混ぜ,その温度を均一に,検査をしようとする温度にしておく。温度計の

感温部全体を温槽中に入れ,温槽内の液体の温度を,基準となる温度計,及び検査しようとする温度

計で測り,その示度を比較して検査を行う。

(5)

指針調整機構がある温度計の器差の検査は,指針を 1 温度に調整した後行う。

(6)

指針調整機構のない圧力式指示温度計については器差の検査における周囲温度は,原則として 20℃と

する。

(7)

温槽の温度を一定に保ち,感温部を所定の位置まで静かに入れてから指示が一定になった後,指示機

構を軽くたたいて指針が 1 目盛近く動くもの,又は感温部に温度変化を徐々に与えたとき,指針の動

きが滑らかでないものは使用してはならない。

(8)

目盛の最高温度付近で温度計を長い時間保っておいたり,最高温度を少しでも超えたりした場合には,

大きな狂いが生じるおそれがあるので,検査する必要がある。


7

Z 8707-1992

参考

1.

充満式温度計及びバイメタル式温度計の長所と短所

1.1

温度計には,次の長所がある。

(1)

構造が簡単で安価であり丈夫である。輸送,据付けなどの場合,損傷や仕損じが少ない。

(2)

測定操作が簡単で,特に熟練を必要としない。

(3)

駆動力が大きく,指針や記録用のペンを動かすばかりでなく,温度調節装置を働かせることができる

ものもある。

(4)

充満式温度計は,長い導管を用いることによって,指示機構と感温部とを離すことができる。

(5)

感度,時定数,精度などの点からみても,工業上の使用に耐える。

1.2

温度計には,次の短所がある。

(1)

経年変化があるから,ときどき検査をしなければならない。

(2)

充満式温度計は,一般に感温部が大きい。

(3)

充満式温度計の感温部と指示機構とを 10m 以上も離すことは,導管の温度補償のない限り,一般には

推奨できない。

(4)

圧力系部の一部が損傷を起こした場合,損傷箇所を取り換えただけでは用をなさない。

2.

各種温度計の略図

参考図 1

参考図 2


8

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参考図 3

参考図 4

参考図 5

参考図 6

                    (1)              (2) 


9

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参考図 7

参考図 8

原案作成委員会  構成表

氏名

所属

高  田  誠  二

工業技術院計量研究所

天  野  重  昭

工業技術院計量研究所

安  藤  道  弘

日本酸素株式会社開発センター

大  西  英  明

日本鋼管株式会社技術部

尾  見  和  人

都立工業技術センター計測制御部

酒  井  五  郎

株式会社千野製作所技術部

佐  藤  裕  典

株式会社岡崎製作所

潮  見  一  宏

株式会社横河電機製作所工計事業部技術部

島  崎  辰  夫

日本電気計器検定所標準部研究部

鈴  木      徹

昭和電工株式会社エンジニアリング事業部技術開発部

豊  田  弘  道

東京大学工学部

永  野      弘

東京大学物性研究所

長谷川      康

株式会社日立製作所エンジニアリング推進センター

林      俊  孝

法政大学工学部

兵  田  善  男

兵田計器工業株式会社

古  野  二三也

株式会社北辰電機製作所

槇  田  敏  夫

社団法人日本電気計測器工業会

渡  部      勉

株式会社渡部計器製作所

帆  足  万  里

工業技術院標準部

斉  藤  保  孝

社団法人計測自動制御学会

上  原  光  信

株式会社長野計器製作所