Vol.3 No.1 2010

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シンセシオロジー 研究論文−1−Synthesiology Vol.3 No.1 pp.1-15(Mar. 2010)1 はじめに本稿は、産業界から温度計測の信頼性の向上が求められる中、1000 ℃から1550 ℃までの温度範囲における温度の国家計量標準を整備し、それに基づいて提供される温度の標準が校正事業者を介してユーザーに至るまでの体系を我が国に構築したことを、構成学的に論述したものである。計量標準は社会で広く利用されて初めて意味をもつ。トレーサビリティの源となる国家計量標準を設定し、それを計測の現場にまで連鎖させる体系は、現在までに社会で培われた技術と、新たな目標を達成するために必要な新規技術を両立させて設計することが望ましい。ここでは、新しく開発した仲介標準器とその導入の技術的な背景を中心に、温度計測の信頼性確保のために必要な要素と、それらを統合して構築した我が国の高温度の標準体系について述べる。2 高温の計測に対する社会的要請1000 ℃を超え1550 ℃付近に至る温度範囲は、鉄鋼業を始めとする素材産業、熱処理を行う部品製造業、半導体プロセス産業など多くの場面での温度管理に重要である。この温度範囲で使われる温度計としては現在熱電対用語1が最も多いことから、熱電対を校正するための温度標準のトレーサビリティ体系を作ることが必要であった。我が国の産業界においては、比較的早い時期(1960年代)から温度計測の信頼性を確保するために関連の学術団体や工業会などで数多くの調査研究や共同実験が行われ、温度計の校正方法や試験方法の規格化が進められてきた。その一つの成果は貴金属熱電対をパラジウムの融解点(1553.5 ℃)で校正する方法であった。この背景には、鉄鋼業において溶鋼温度の測定が1500 ℃付近で行われるが、そのときに約2 ℃の測定精度が求められたことがあ新井 優*、小倉 秀樹、井土 正也1990年代後半から、熱電対による1550 ℃までの温度計測のための国家計量標準を整備し、それに基づく標準体系を構築して、高温域の温度計測の信頼性を向上させた。温度の国家計量標準が何段階かの校正の連鎖を経て、実際の計測に使われる熱電対に移転される仕組み(トレーサビリティ体系)を、標準器の利用の容易さ、校正事業者と産総研との役割分担など、多くの要素を考慮に入れて設計した。新しく開発した標準技術と、現在までに民間企業が培ってきた技術とを適切に融合させて、新しい技術の普及を見定めながら、全体として我が国にとって最も望ましいトレーサビリティ体系を構築した。1550 ℃に至る高温度の計測の信頼性向上− 熱電対のための温度の標準体系構築 −Masaru Arai*, Hideki Ogura and Masaya IzuchiImproving the reliability of temperature measurements up to 1550 °C- Establishing the temperature standards and calibration system for thermocouples -Since late 1990’s, the reliability of temperature measurements at high temperatures was remarkably upgraded by establishing the national metrology standards for calibration of thermocouples up to 1550 °C, and by implementing the traceability system. The traceability system, structured as a hierarchical link of calibrations between the national metrology standards and practical measurements, was designed in consideration of various elements such as availability of the measurement standards and sharing the responsibility with accredited calibration laboratories. The optimized scheme for industries in Japan was established by promoting a balanced combination of conventional techniques held by accredited calibration laboratories and progressive technology, taking into account the spread of the progressive technology.キーワード:熱電対、計量標準、校正、温度定点、共晶点Keywords:Thermocouple, measurement standard, calibration, temperature fixed point, eutectic point産業技術総合研究所 計測標準研究部門 〒305-8563 つくば市梅園1-1-1 中央第3National Metrology Institute of Japan, AIST Tsukuba Central 3, 1-1-1 Umezono, Tsukuba 305-8563, Japan *E-mail: Original manuscript received September 1, 2009, Revisions received January 25, 2010, Accepted February 5, 2010

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