Lake Shore Cryotronics Inc.（レイクショア / USA）
キャパシタンス温度センサー CSシリーズ
CS型静電容量（キャパシタンス）温度センサーは、それ自身に磁場依存性がほとんど無い為、強磁場中での温度コントロールに適しています。変位電流も磁場の影響を受けません。
その為、一定の温度で磁場をスイープしたり、可変する時に温度のふらつきが最小限に抑えられます。
温度サイクル中に発生する静電容量／温度曲線のばらつきが小さい為、校正は最良の確度で冷却した状態での別のセンサーとの比較校正が用いられます。この校正は、ゼロ磁場中で別の温度センサーで測定しながら行い、静電容量式センサーは制御用としてのみ使用することを推奨します。
(株)東陽テクニカ 脱炭素・エネルギー計測部
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特長
■ 磁場依存性誤差がない
■ 強磁場中においてもmKオーダーの安定性能を実現
■ C-T曲線が単一極性
温度再現性
数日間に渡る測定においても、静電容量式温度計は、4.2K、77K、室温での静電容量／温度の読み値の数10分の1程度のばらつきがあります。より長時間では、約1K以上のばらつきとなることもあります。しかし、C（T）/C（4.2K）の静電容量値は、通常±0.5K以内で安定します。 温度応答曲線のこれらのばらつきやシフトは、所定の温度であれば、センサーの安定性には影響を与えないので、センサーとしての主たる機能を失うことはありません。
温度安定性／温度変換確度
静電容量式温度計は、動作温度での長時間非常に安定した制御が可能ですが、使用上は"エージング"現象があるため、温度計としての使用にはこの現象を考慮するよう注意しなければなりません。
静電容量／温度特性のばらつきは、おそらく誘電定数と誘電損失の時間依存性もしくは、全ての強誘電体が示す"エージング"の結果です。この時間依存性は、静電容量／温度値の短時間（数分から数時間）のドリフトとして発生し、熱によるセンサーへの何らかの影響や、励起電圧、周波数の変化によって始まります。
これを補正するには、希望の制御温度で冷却を始めてから1時間程度安定させ、温度制御の際はいつでもこのような調整を必要とします。
1時間の安定化の後は、この短時間のドリフトは、4.2Kで数百μK/分、305Kで数mK/分に改善します。このドリフトはいつも静電容量値が減少するように起こるため、290K以下の温度では温度が下がることを意味します。
キャパシタンス温度センサーの温度特性と感度
キャパシタンスセンサー
| 型名 | 未校正 |
|---|---|
| CS-501GR | ■ |
注：センサーの性能保証期間は納入検収をもって終了致します
仕様
- ■ 標準カーブ
- なし
- ■ 規格容量値
- 6.1nF
- ■ 規格感度
- 26pF/K
- ■ 確度（交換性）
- なし
- ■ 確度（校正後）
- 使用環境下での校正が必須
- ■ 推奨駆動信号
- 1～5kHz、0～7Vp-p または他の使用可能な静電容量測定法
- ■ 自己発熱
- なし
- ■ 長期安定性（期待値）
- ± 1.0K/ 年
- ■ 温度応答時間
- 数分、電気的な設定による
- ■ 放射線による影響
- なし
- ■ 磁場による影響
- 下記の「磁場による誤差」を参照のこと
- ■ 再現性
- こちらを参照のこと
使用温度範囲
| 低温側リミット | 高温側リミット | |
|---|---|---|
| CS-501GR | 1.4K | 290K |
磁場による誤差1 Δ T/T（％）
パッケージが磁場と平行な場合
| 温度（K） | 18.7T |
|---|---|
| 4.2 | -0.15 |
| 77 | < 0.05 |
1 制御用として使用することを推奨します。
CT特性はほぼ室温まで単調ですが、周波数依存性があります。
使用素材等
| 寸法 | 質量 | リード線のタイプ | 内部雰囲気 | |
|---|---|---|---|---|
| CS-501GR | 3.0mmx8.5mm | 260mg | ポリイミドで被覆されたリン青銅ワイヤ2本。折り曲げ防止管付き。 | 空気 |
オプション
温度センサーのご発注時（メーカー出荷時）に限り、リード線を延長する事が可能です。
ベアチップ（BR、BC、BG）につきましては、リード線の延長オプションはございませんので、あらかじめご了承ください。
※Formvar絶縁被覆の使用温度上限は378Kです。
378K以上でご使用の場合は、ポリイミド絶縁被覆のリード線をご選択下さい。
※450K以上でご使用の場合は、ご発注時に“90/10 PbSn半田使用”とご指定下さい。
＜ご選択の手順＞
- リード線の数を選ぶ：2線、4線
※２線は、ダイオードセンサーのみ - リード線の種類を選ぶ：
2線（DL、DT、DM、DN)
4線（QL、QT、MW、NM) - リード線の径を選ぶ：
30AWG、32AWG、36AWG、42AWG
※右の対応表より選択 - 延長するリード線の長さを選ぶ：2ｍ、5ｍ
※上記以外の長さの延長も可能。ご相談ください。
＜ご注文方法＞
延長オプションを適用する温度センサーの型番と共に下記をご指定下さい。
－ XXYY－Z
XX ：リード線の種類
YY：リード線の径の大きさ（AWG）
Z：リード線の長さ （メートル単位）
| リード線の種類（XX） | リード線の径の大きさ（YY） |
|---|---|
| ＜2線式＞ ※ダイオードセンサーのみ使用可能 | |
| DL = Duo-Lead | 36 |
| DT = Duo-Twist | 32 or 36 |
| DM = 2separate manganin wires |
30, 32 or 36 |
| DN = 2separates phosphor-brozen wires |
32, 36 or 42 |
| ＜4線式＞ | |
| QL = Quad-Lead | 32 or 36 |
| QT = Quad-Twist | 32（ポリイミド）or 36（Formvar） |
| MW = Manganin | 30, 32 or 36 |
| NM = Single-strand phosphor-broze |
32, 36 or 42 |