どうも、こんにちは。
ハスキです。
先日、無印良品で温度湿度計を購入した。
無印良品の小物は、リーズナブルで良いね。
余計な装飾がないから、どんな部屋にも合わせやすいし。
購入したのは、アナログタイプの温度湿度計。
電池を使用しないやつだ。
ここで一つ素朴な疑問が浮かんだのよ。
電気を使用しないで、どうやって湿度や温度を計測しているのだろうか？
昔からあるけど、仕組みがわからないよね。
ということで今回は、アナログ温度計と湿度計の仕組みについて調べたのでシェアしよう。
アナログ温度計と湿度計の仕組みは、どうなってる？
無印良品で購入した温湿度計。
温度計も湿度計も、基本的な仕組みは同じだ。
意外と原始的な仕組み。
金属の熱膨張を利用した方法なのだ。
金属には温度が高くなると膨張し、冷えると伸縮する性質がある。
温度計、湿度計の中にはうず巻き状の金属があり、その金属の温度変化（湿度変化）による伸び縮みで針を動かしているのだ。
ただの金属膨張でなく、【バイメタル式】という方法を利用している。
仕組みは単純だけど、金属の性質を応用した画期的な方法なのだ。
バイメタルとは何？
バイメタルとは、膨張率の異なる2枚の金属を張り合わせた薄板。
温度変化でよく伸びる金属と、温度変化の少ない金属を張り合わせた1枚の板のこと。
片側の金属には温度が高くなると膨張して伸びる金属、反対側の金属はあまり変化しない金属を張り合わせる。
温度変化が起こると、このバイメタル金属はどうなると思う？
温度が高くなると、伸びない金属側に板が湾曲するのだ。
そして金属が冷えて縮むと、もとに戻る。
また温度が高くなると曲がる。
冷えると戻る。
金属の異なる温度変化を利用して、曲げたり戻したりする装置がバイメタル式だ。
名前の由来は【バイ＝2つの、メタル＝金属】でバイメタル。
バイメタルは色々なものに使われている
バイメタルは、いろいろな機械や装置に使われていた。
代表的なものが
- 温度計、湿度計
- 自動で点滅する電球
- サーモスタット
このあたりだ。
温度計、湿度計
温度や湿度を計測する装置。
今回の本題なので、後ほど詳しく説明しよう。
自動で点滅する電球
クリスマスツリーとかでよく見る、自動で点滅する電球。
電球の中にある回路の一部が、バイメタルになっている。
点灯して熱を持つと、バイメタルが湾曲して回路から外れる。
回路が途切れるから、明かりが消える。
そして冷えるとバイメタルは戻るから、回路にまた接触。
回路がつながり、今度は明かりが点灯。
また熱くなってくるとバイメタルが湾曲して、回路がから外れて消灯。
この繰り返しで、自動点滅装置の完成する。
サーモスタット
機械や家電などで、温度を一定に保つ装置。
自動点滅電球と同じ原理だ。
通電する回路の一部を、バイメタルにする。
温度が上がりすぎるとバイメタルが回路から外れ、通電が途切れる仕組み。
バイメタルが冷えたらまた通電し、また一定の温度まで上がると外れる。
こたつやアイロン、トースターなどに使用されていた。
だが今はデシタル式の温度設定が主流のため、バイメタルの出番は少なくなっている。
温度計、湿度計のバイメタルは、うず巻き状になっている
温度計、湿度計に使用されるバイメタルは、うず巻き状になっている。
百均で温度湿度計を買ってきて、中のバイメタルを確認してみた。
それが上記写真。
うず巻き状の中心に計測用の指針が付いており、バイメタルが熱膨張することによりゼンマイが巻き上がって指針が動くというわけだ。
微妙な温度変化でも金属は膨張、伸縮するのだ。
うず巻き状のバイメタルが熱膨張により、ゼンマイを巻いて指針を動かす測定方法がアナログ温度計の仕組みだ。
湿度計は塩分を染み込ませた”ろ紙”を使用している
湿度計は空気中の湿度を計測する装置のため、湿気を吸収する必要がある。
湿度計のバイメタルは片側が真鍮で、反対側には”ろ紙”が使用されている。
ろ紙には、塩分が染み込ませてある。
形状は温度計と同じ、うず巻き状。
ろ紙が湿気を吸収して膨張することにより、ゼンマイが巻かれて指針を動かすという仕組みだ。
あとがき
温度計も湿度計も、金属の熱膨張を応用した仕組みだった。
バイメタル式。
私は初めて知った方法だが、実に理にかなっているよね。
バイメタル式は構造が単純なため、価格も安価にできる。
耐久性にも優れている。
1750年ころに、時計職人が発明した方式らしい。
実に便利なものを、発明してくれたものだ。
ちなみに購入した温度湿度計は、レビュー記事も書いてるので。
どうも、こんにちは。ハスキです。コロナ禍をきっかけにハマった、デスク環境づくり。せっかく手に入れた、自分の城です。快適な空間をつくって、仕事もプライベートも充実させたい。小物にもこだわって、[…]
参考になった？
では、また。
