熱電対とPt100はどちらが正確か — 「クラス1」と「クラスA」は別の規格の物差しである

温度センサを選ぶ場面で必ず出てくる比較が、熱電対と測温抵抗体（Pt100）です。そしてカタログには、熱電対なら「クラス1」「クラス2」、Pt100なら「クラスA」「クラスB」という等級が並びます。名前の形がよく似ているので同じ物差しの目盛りに見えますが、これは別の規格が別の考え方で作った、互いに対応しない2つの体系です。

クラス1・2を定めているのはJIS C 1602:2015（熱電対）、クラスAA・A・B・Cを定めているのはJIS C 1604:2013（測温抵抗体）。両方の許容差を同じ温度に並べて、「どちらが正確か」という漠然とした問いを、数字で答えられる形に直します。

資料には何が書かれているか — クラス1とクラスAは別の規格の物差し

まずPt100側から。JIS C 1604の制定は1954年1月30日、現行版は2013年12月20日改正で、2023年6月20日に確認され、有効です。対応国際規格はIEC 60751:2008（MOD＝修正して対応）。原案を作ったのは日本規格協会と日本電気計測器工業会です。Pt100の「100」は0℃における公称抵抗値100Ωのことで、温度係数はα=3.851×10⁻³℃⁻¹と定義されています。

JIS C 1604:2013（転載本文にもとづく要旨）｜資料の記述（要旨）

（要旨）測温抵抗体の許容差クラスは4段階とし、許容差は温度tの関数として定める。クラスAA＝±(0.1℃+0.0017|t|)、クラスA＝±(0.15℃+0.002|t|)、クラスB＝±(0.3℃+0.005|t|)、クラスC＝±(0.6℃+0.01|t|)。各クラスには有効な温度範囲があり、巻線抵抗素子と薄膜抵抗素子で範囲が異なる（例：クラスAは巻線−100〜450℃、薄膜−30〜300℃）。

一方の熱電対側。JIS C 1602:2015のK熱電対の許容差は、クラス1が「−40℃以上375℃未満で±1.5℃、375℃以上1,000℃未満で±0.004・|t|」、クラス2が「−40℃以上333℃未満で±2.5℃、333℃以上1,200℃未満で±0.0075・|t|」です。対応国際規格はIEC 60584-1:2013（MOD）。そして注記に、見落とせない一文があります——「許容差は、新しい素線だけに適用する」。使い込んで劣化した熱電対は、この表の保証の外です。

名前が似ているのは偶然に近いものです。2つのJISはそれぞれ別の国際規格を修正して取り込んでいます。C 1604の親はIEC 60751（白金測温抵抗体）、C 1602の親はIEC 60584-1（熱電対の起電力と許容差）。つまり国際規格の段階からすでに別の文書で、等級の呼び方が揃っていないのは日本での翻訳の問題ではなく、出自が違うからです。「クラス」という同じ日本語をまとっていても、AとB、1と2の間に換算表は存在しません。

2つの体系は、式の形からして違います。Pt100の許容差は「定数＋温度に比例する項」の一本の式で、0℃で最も狭く、温度が上がるにつれ直線的に開いていきます。K熱電対のクラス1は、375℃までは±1.5℃の定数で、そこから先は温度比例に切り替わります。この375℃という境目は恣意的な数字ではありません。0.004×375＝1.5。つまり、定数±1.5℃と比例式±0.004|t|がちょうど一致する温度で式が切り替わっているのです。実質的には「±1.5℃か±0.004|t|の大きいほう」を範囲で書き下した形になっています。

定義の表

この数字をどう読むか — 許容差は物差しごとに比べる

表の数字が答えている問いは、はっきりしています。100℃を測るとき、規格が素子に許している誤差は、K熱電対クラス1で±1.5℃、Pt100クラスAで±0.35℃。4倍強の開きです。0℃付近ならこの差はさらに広がります。Pt100の式は0℃で定数項だけ（クラスAなら±0.15℃）になるのに対し、K熱電対クラス1は0℃でも±1.5℃のままだからです。メーカーの技術解説が「0℃付近の温度は熱電対に比べ約10分の1の温度誤差で測定できる」と書くのは、この式の形の帰結です。中低温の精度勝負では、Pt100に分があります。

ただし、この比較には3つの但し書きが要ります。

1つめは、高精度なクラスほど使える温度範囲が狭いことです。Pt100の最上位クラスAAの有効範囲は、巻線素子で−50〜250℃、薄膜素子ではわずか0〜150℃。クラスAでも巻線−100〜450℃、薄膜−30〜300℃です。

そして規格の表の上限は、最も広いクラスB・Cでも600℃。K熱電対がクラス1で1,000℃、クラス2で1,200℃までの許容差を持っているのとは対照的です。メーカー解説は実用上の目安として「測温抵抗体の最高使用温度は500℃位」とさらに内側の数字を挙げています。数百℃を超える世界では、そもそもPt100は比較の土俵に立てません。「どちらが正確か」の答えは、測る温度が決めます。

2つめは、同じクラス名でも素子形式で範囲が違うことです。JIS C 1604は巻線抵抗素子（W0.1〜W0.6）と薄膜抵抗素子（F0.1〜F0.6）を区別し、同じ「クラスA」でも巻線は450℃まで、薄膜は300℃までと150℃の差を付けています。カタログで「クラスA」の文字だけを見て範囲を判断することはできません。どちらの素子か——記号のWとFのどちらか——までがワンセットです。等級名は1枚の札に見えて、裏に条件が畳み込まれている。この構図は、「H7」というはめあい記号が呼び径ごとに別の寸法を意味していたのと同じです。

3つめ。**この許容差は、素子単体の話です。**実際の測定値には、熱電対なら基準接点補償と補償導線の誤差、Pt100なら導線抵抗（2線式・3線式・4線式で扱いが変わる）と計器側の誤差が上乗せされます。

さらにC 1602の注記どおり、許容差は「新しい素線」にしか適用されません。±0.35℃という数字は「システムがその精度で測れる」保証ではなく、「新品の素子が規格に合格する条件」です。K熱電対の起電力がそもそもどうやって決まっているかは、親記事「Kタイプとは何か」で書いたとおり、0℃基準の熱起電力表が土台にあります。許容差は、その表からのずれの上限にすぎません。

最後に、応答と価格という規格の外の軸があります。メーカー解説によれば、熱電対は極細の保護管が作れるため応答が速く、狭い場所にも入り、安価。測温抵抗体は素子の構造上形状が大きく応答が遅く、高価。そして「0.15℃のよい安定性」には「振動の少ない良好な環境で用いれば」という前提が付いています。許容差の表は精度の軸しか持っていません。センサ選びが許容差だけで決まらないのは、規格が悪いのではなく、規格が受け持っている範囲がそこまでだからです。

あなたの条件ならこう読み替える

どちらのセンサを選ぶべきか——あなたの設備に熱電対とPt100のどちらを付けるか——には、ここでは立ち入りません。応答・配線距離・振動・価格・保守体制が絡む選定の判断を、当サイトはしません。規格が決めているのは、「クラス1」「クラスA」という札のそれぞれに、どの温度範囲で何℃の誤差までが許されているか、という線引きだけです。その線を同じ温度に並べて見せるところまでが、この記事の仕事です。