TE CONNECTIVITY社|高信頼性温度センサー(NTC/RTD/デジタル)車載・産業・医療向け
★身近なセンサーといえば温度センサーですが、使用目的は千差万別です
センサーというと難しいと思う方も多いとは思いますが、最も身近にあるセンサーは温度を測定する温度センサーでしょう。温度センサーは周囲の温度を測定する目的で使われる温度計から装置内の異常を温度変化から検知する目的で使われる温度センサーまで多種多様です。温度計がセンサーというと違和感を持つ方もおられるかもしれません。一般に温度計というとアルコールや水銀を容器に閉じ込めて、それが温度で膨張や収縮する物理現象を数値化して読み取るという完全アナログな方式であり立派なセンサーです。ただ、アナログ方式ですと誤差が発生しやすく、かつ一定の大きさが必要になります。
そこで、近年では温度による変化する媒体を液体から抵抗器の抵抗値変化として計測する方法に近年は切り替わりました。これにより、電気的な回路に組み込むことが可能になり、その応用範囲は多岐にわたるようになりました。
商品基礎情報
★過酷な現場を支える、世界最大級の信頼性。TE CONNECTIVITYの温度センサーソリューション
製造現場や製品開発において、温度センサーの選定はシステムの信頼性を左右する極めて重要な要素です。「高精度な温度管理を行いたいが、経年劣化による測定値のズレ(ドリフト)に悩んでいる」「振動や衝撃、極端な高温・低温など、過酷な環境下でも壊れないセンサーを探している」等以外に温度センサーに関して、従来使っている温度センサーをなんとなく使いつづけているという方も多いのではないでしょうか?丸文がご提案するTE Connectivity(TE社)は、接続技術(コネクター)のグローバルリーダーとしてだけでなく、世界最大級のシェアを誇るセンサーのメガサプライヤーでもあります。ミスが許されない「ミッションクリティカル」な現場で選ばれ続ける、TE社の温度センサーの強みとラインアップをご紹介します。
★TE社製 温度センサーが選ばれる「3つの理由」
TE社 温度センサーは、次のような特徴があります
① 圧倒的に幅広い製品ポートフォリオ
主要な温度計測技術(NTCサーミスタ、RTD、デジタル温度センサー)を網羅。用途に合わせて最適なセンサーをワンストップで選択可能です。
② 「過酷な環境(Harsh Environments)」への圧倒的な強さ
高振動、機械的衝撃、極端な高温・低温、高圧、防爆環境など、劣悪な環境下でも経年劣化によるズレ(ドリフト)が極めて少ない、高い信頼性を誇ります。
③ コネクタ技術と融合した「アセンブリ(モジュール)提供」
単なる素子単体の販売にとどまらず、高品質なコネクターやケーブルハーネスと一体化した「プローブアセンブリ」として提供可能。お客様側での取り付けやシステム統合の工数を大幅に削減します。
★製品ラインアップ
TE Connectivity(以下、TE社)の温度センサーは、先に説明したように大きく3分類に分けられます。
★NTCサーミスタ
セラミックや金属の抵抗特性を利用した温度センサーです。TE社の独自のセラミック配合技術により、長期間使用しても抵抗値がズレない卓越した長期安定性を実現 しており、宇宙用途や医療機器(カテーテルなど)にも標準採用されています。その特徴は「超高精度」「極小サイズ」「過酷な環境への耐性」にあり具体的には以下の4つのポイントがあります。
- 精度と長期安定性
NTCサーミスタは、一般的に経年劣化や温度サイクルによって抵抗値が変化する(ドリフト)という弱点があります。この問題に対し、TE社は独自のセラミック配合と製造プロセスにより、これを極限まで抑えています。長期間使用しても測定値にドリフトしないため、医療機器や宇宙用途などの分野で標準的に採用されています。 - 「超小型化」と「高速応答」
TE社は、NTCサーミスタは髪の毛のように細いマイクロプローブのような製造技術に長けており、カテーテルやレーザーダイオードの温度補正用に配置できるほどの超小型センサーをラインナップしています。また、センサー自体の質量が非常に小さいため、周囲の温度変化を敏感に検知し、システムにフィードバックできます。 - -80°Cから+300°Cまで耐える「タフなパッケージング」
一般的なNTCサーミスタの動作範囲は-40°C〜+150°C程度ですが、TE社は過酷な環境(Harsh Environment)向けに、特殊な封止・コーティング技術を提供しており、下は宇宙環境や冷凍設備の極低温(-80°C)、上はエンジンまわりや産業用ボイラーの高温(+300°C)までカバーする製品を取り揃えています。 - コネクタ大手だからできる「柔軟なアセンブリ対応」
単なるパーツ(素子)としての販売だけでなく、顧客の機器に取り付けやすい形に加工した「プローブアセンブリ」のバリエーションが非常に豊富です。 ネジで固定できる「リングラグ型」、配管に挟むだけの「クリップオン型」、頑丈な「ステンレス/真鍮チューブ型」などがあります。
- 製品ラインアップ
- GLASS NTC THERMISTORS
小型化、精度、そして環境保護の最適なバランスを実現しており、ラジアル型とアキシャル型(DO-35)のガラス封止サーミスタをご用意しています。- 抵抗範囲:2KΩ~500KΩ
- 動作温度範囲:+300℃
- 代表型番:MODEL-55000,DO-35
- EPOXY NTC THERMISTORS
TEは、様々な抵抗曲線と許容差を備えたエポキシまたはポリイミド封止のディスクリートNTCサーミスタを幅広く取り揃えています。リード線の種類と長さも豊富に取り揃えています。- 抵抗範囲:100Ω~10MΩ
- 動作温度範囲:+125℃
- 代表型番:GA30K6A1
- LEADLESS CHIP & SMD NTC THERMISTOR
銀および金メタライズの標準およびカスタマイズされたリードレスチップサーミスタを提供しています。SMD NTCサーミスタは、自動基板実装アプリケーション向けに設計されており、様々な抵抗曲線と許容差で提供されています。
金メタライズチップサーミスタは、高温はんだ付けまたは導電性エポキシ樹脂とワイヤボンドによる表面実装のどちらにも適しています。
表面実装センサーは、複数の抵抗値と抵抗許容差オプションで利用可能です。- 代表型番:20021086-xx
- SPACE QUALIFIED (HI-REL) NTC THERMISTORS
宇宙仕様高信頼性NTCサーミスタは、AS9100に準拠して製造されており軍事用途にも適しています。
NASAと欧州宇宙機関(ESA)の両方に適合したディスクリートセンサー宇宙仕様/ESCC 4006に準拠したプローブアセンブリ。
NTCサーミスタよりもさらに広い温度範囲(極低温から超高温まで)で、極めて高い「長期安定性」と「直線性」を求める環境で真価を発揮する製品群です。- 代表型番:GAG100K6D487
- GLASS NTC THERMISTORS
★RTD
温度に比例して変化する白金(プラチナ)の電気抵抗値を測定するセンサー(Pt100/Pt1000など)です。メンテナンスフリーで正確な計測が求められる、産業オートメーション、車載(EV/HEVのバッテリー管理)、航空宇宙などのインフラ用途で圧倒的なシェアを持ちます。
- 進化した「白金薄膜(Thin-Film)技術」によるタフさと小型化
RTDには伝統的な「巻線型」と、最新の「薄膜型」があります。TE社は特にプラチナ薄膜RTD素子の技術に強みを持っています。セラミック基板上にプラチナの薄膜を形成するこの技術により、以下のメリットを実現しています。
優れた耐振動性・耐衝撃性: 従来の巻線型(ガラス管に細い線を巻く構造)に比べ、構造的に非常に堅牢で、エンジンの振動や機械の激しい動きに耐えられます。 - -200°Cから+600°Cをカバーする「極限環境への適応力」
宇宙空間のような極低温から、プラントやエンジンの超高温まで、1つのテクノロジーでカバーできるのがTE社のRTDです。また、250°Cの高温下で1,000時間連続使用した後でも、氷点(0°C)での抵抗値のズレが±0.2%未満という驚異的な安定性を誇ります。何年も校正(ズレの修正)をせずに正確な値を維持できます。 - 用途に特化した「ユニークな特殊パッケージ(プローブ)」
TE社は、センサー素子を「顧客が使いやすいカタチ」にパッケージングする技術において、他社の追随を許しません。
以下のようなユニークなRTD製品があります。
先端感応型ベアリングプローブ(Tip Sensitive): モーターや発電機の軸受(ベアリング)の温度を測るため、先端部分(銅合金など)の熱感度を極限まで高めたチューブ型センサー。
シリコンラバー表面貼り付け型: 柔軟性のあるシリコンシート内にRTDを配置。丸みを帯びたパイプや、平らでないモーターの巻き線の表面にベタッと貼り付けて平均温度を測定できます。 - グローバル標準規格(DIN)への完全準拠と柔軟な回路構成
世界中で広く使われている国際規格(DIN/IEC 60751)に準拠した抵抗温度係数(主に3850 ppm/K)をベースにしており、システムの置き換えが容易です。
- 製品ラインアップ
- TE社のRTDには主にガラス巻線素子とガラス薄膜温度素子があります。
- 巻き線型:精度と安定性重視
- 薄膜型 :振動がある場所や、コストを抑えつつ量産したい
- 測定温度:-200°C~+600°C
- 国際工業規格 (IEC 60751:2008) に対応
- ガラス巻線素子 (Wire-wound)
セラミックの芯棒に白金線をコイル状に巻き付け、その周囲をガラスで封止した構造。
極めて高い精度: 巻き線の歪みが少ないため高い精度(Class AAなど)を実現。
安定した長期信頼性: 構造的にストレスがかかりにくいため、長期間使用しても抵抗値のドリフト(ズレ)が非常に小さい。
極低温への対応: 低温域での安定性が高く、液化ガスの管理などマイナス圏の精密測定に強い。- 代表的な型番:SB0875(GOシリーズ)
- ガラス薄膜温度素子 (Thin Film)
セラミック基板の上に白金薄膜を蒸着し、その表面をガラス層で保護した構造。
優れた耐振動・耐衝撃性: 基板に白金が一体化しているため、機械的な振動がある産業機器やプラスチック成形機に最適。- 高速応答: 熱容量が非常に小さいため、温度変化を素早く検知
- 小型・省スペース: 非常に小さく製造できるため、狭い配管内や小型デバイスへの組み込みに有利
- コストパフォーマンス: 自動化ラインで大量生産が可能
- TE社のRTDには主にガラス巻線素子とガラス薄膜温度素子があります。
★デジタル温度センサー
センサー素子、A/Dコンバータ、通信ロジックを1つの超小型ICパッケージに集積。ルックアップテーブルの作成や外部ノイズ対策回路の設計が不要になり、開発工数を大幅に削減します。その特徴は以下になります。
- 「工場出荷時キャリブレーション済」による高いシステム精度
アナログセンサーの場合、周囲の回路(増幅器やA/Dコンバータなど)の誤差が乗るため、システム全体の精度を出すのが容易ではありませんでした。- 高い単体精度: TE社のデジタル温度センサーは、工場出荷時に個別にキャリブレーション(校正)が施されています。
- トップクラスの精度: フラグシップモデルの「TSYS01」では、特定の温度域で±0.1°C、「TSYS03」でも±0.5°Cという高いシステム精度を、追加の回路なしで実現します。
- スペースを選ばない「超小型パッケージ」と「高速応答」
基板上のわずかな隙間に実装できるよう、徹底的な小型化が図られています。- 驚異のサイズ感: 「TSYS03」では、TDFN8(2.5mm × 2.5mm)だけでなく、超小型のXDFN6(1.5mm × 1.5mm、厚さ0.38mm)パッケージもラインナップされています。
- 素早い熱応答: パッケージ自体が極小で「熱容量(熱の蓄えやすさ)」が小さいため、周囲の温度変化に対して非常に素早く追従(高速応答)し、正確なデータを瞬時に取得できます。
- バッテリー駆動に最適な「超低消費電力」と「広電圧駆動」
スマートフォンやウェアラブル機器、ワイヤレスIoTセンサーでの利用を想定し、省電力性能が極限まで高められています。- 微小なスタンバイ電流: 測定時でも5 µA未満、スリープ(スタンバイ)時には0.3 µA未満(TSYS03の場合)という超低消費電力を実現しています。
- 幅広い電圧対応: 2.4V〜5.5V(モデルによっては1.5V〜)の広範囲な電源電圧に対応しており、バッテリーの電圧降下にも強い設計です。
- マイコンと直結できる「簡単なインテグレーション」
- デジタル出力(I2C): 16ビットの高解像度データを、標準的なI2Cインターフェース(SPI対応モデルもあり)を介して直接マイコンに送信します。
- 設計コストの削減: 回路設計者が面倒な「ルックアップテーブル(抵抗値を温度に換算する表)」のコードを書いたり、ノイズ対策の外部回路を組んだりする必要がなく、シンプルなI/Oコールだけで確実なデータが得られます。また、可変のI2Cアドレスを利用して、同一バス上に複数のセンサーを配置することも可能です。
- 製品ラインアップ
- TE社(TE Connectivity)のデジタル温度センサーは、主に「TSYSシリーズ」として展開されています。主な機能は以下の通りです。
- 0.1°C までの正確な読み取り値(分解能: 16 ビット)
- 使用温度範囲 -40°C ~ +125°C
- デジタル出力信号オプション: 構成可能 I²C/ SPI/ SDM
- 出荷前キャリブレーション済み
- 幅広い電圧レンジ: 2.4V ~ 5.5V
- 代表型番:20011957-01, 20011957-00
- TE社(TE Connectivity)のデジタル温度センサーは、主に「TSYSシリーズ」として展開されています。主な機能は以下の通りです。
★まとめ
TE社の温度センサーは、「あらゆる測定方式をカバーする製品の幅広さ」「過酷な環境に耐えるタフさ」、そして「コネクターと一体化したソリューション提案力」が最大の武器です。丸文では、世界標準の技術を持つTE製品から、お客様のアプリケーションに最適なセンサーをご提案します。また、他社製センサーの相当品や生産終了(ディスコン)に伴う互換品等もお調べいたしますので、仕様選定や置き換えにお悩みの際はお気軽にお問い合わせください。