温度測定の基礎知識

温度測定に多用に使用されている機器に、熱電対温度計と赤外線サーモグラフィーがあります。操作方法は比較的簡単ですが、被測定物や測定状況によっては思わぬ測定誤差を生じてしまっており、それに気づかずに測定値を信じてしまっている場合が散見されます。特に小形発熱物や被測定面積が小さい場合には測定誤差は非常に大きくなる可能性があります。 　本セミナでは、電子機器熱設計における小形部品の温度測定を例に、伝熱工学的アプローチを使って、見落とされがちな誤差要因について理解し、誤差見積りと誤差低減方法について学びます。

1. 電子機器設計時の温度測定が難しくなった背景
   1. 電子機器の変化・表面実装化と小形化
   2. 熱電対と赤外線サーモグラフィーの特徴と用途
2. 温度測定誤差要因を理解するための伝熱工学の基礎
   1. 温度が上がるってどういうこと?熱エネルギと熱容量
   2. 発熱部品が周囲よりも高温に保たれる理由は?熱抵抗
   3. 対流と輻射による熱伝達
   4. 温度が上昇するメカニズムを水と容器のイメージでとらえる
   5. 被測定物から熱が漏れれば温度は下がり誤差になる
   6. 熱抵抗網による被測定物の熱モデル化
3. 熱電対による温度測定 (基礎)
   1. 熱電対の動作原理
   2. 熱電対の溶接と出来栄えの確認
   3. 熱電対を使った誤差解析法の概要
   4. 被測定物の出力熱抵抗と熱電対熱抵抗の実測例
   5. 熱電対の放熱完了距離に注意
   6. 熱電対の被覆影響と取り付け角度影響
4. 熱電対による温度測定 (実際)
   1. ロガーを含めた測定系全体に関する誤差要因と注意事項
   2. 熱電対の貼り付け方による温度測定誤差の違い実測
   3. 絶対にやってはいけない貼り付け方の例
   4. 熱電対の取り付け方で増加する被測定物の出力熱抵抗
      1. 接着剤による貼り付けの熱抵抗
      2. テープによる貼り付けの熱抵抗
      3. 貼り付け長さが長いと誤差が減るのはなぜ?
   5. 熱伝導率が悪い被測定物の縮流熱抵抗による出力熱抵抗の増加
      1. 縮流熱抵抗とは?
      2. ヒートスプレッダの利用
   6. 誤差の総合的な見積もり
      1. 単純化した誤差見積り式
      2. リード付き部品の場合
      3. 表面実装部品の場合
5. 赤外線サーモグラフィーによる温度測定
   1. 赤外線サーモグラフィーの原理
   2. 被測定物の放射率
   3. 測定系の注意事項
   4. IFOV
   5. 微小面積の温度測定 (MTF)
   6. 拡大レンズを使用する場合の注意事項
   7. 赤外線サーモグラフィーの簡易視力検査 (受講者には治具をお送りします)
   8. 面積効果の確認方法
   9. 黒体塗料の功罪
6. まとめ
7. 何のために温度を測定するのか?表面実装抵抗器の温度管理を例に
   1. その部品の温度管理部位は正しいか? (表面実装抵抗器の端子部温度規定)
   2. 2023年8月に表面実装抵抗器のIEC規格は変更されている
   3. 温度管理の原則と運用 (なぜ今までは周囲温度規定だったのか)
   4. IEC規格に沿った推奨試験基板の設計と温度確認例
   5. 熱画像のフィルタリングによる端子部温度 (基板温度) の測定 (研究中)
   6. 何のために測定するのか?のまとめ