建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第51回(令和3年度(2021年))
問80 (空気環境の調整 問80)
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問題
建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士)試験 第51回(令和3年度(2021年)) 問80(空気環境の調整 問80) (訂正依頼・報告はこちら)
- 熱式風速計は、白金線などから気流に奪われる熱量が風速に関係する原理を利用している。
- サーミスタ温度計は、2種類の金属の膨張率の差を利用している。
- 自記毛髪湿度計は、振動の多い場所での使用は避ける。
- アスマン通風乾湿計は、周囲気流及び熱放射の影響を防ぐ構造となっている。
- 電気抵抗式湿度計は、感湿部の電気抵抗が吸湿、脱湿によって変化することを利用している。
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この過去問の解説 (3件)
01
正解は、「サーミスタ温度計は、2種類の金属の膨張率の差を利用している。」です。
この問題は、温熱環境要素の測定に関するものです。
温熱環境の測定には、温度・湿度・風速などを正確に把握するための、
様々な計測機器が用いられます。
それぞれの機器は物理的・電気的な原理に基づいており、
用途や設置環境に応じて選定されます。
サーミスタ温度計は半導体の電気抵抗変化を利用する電子式温度計であり、
2種類の金属の膨張率の差を利用する温度計は、バイメタル式温度計です。
様々な原理の温度計がありますので、混同しないようにしましょう。
正しいです。熱式風速計(ホットワイヤー風速計)は、
加熱された白金線などのセンサから気流によって奪われる熱量を測定し、
その冷却効果から風速を算出する原理を利用しています。
風速が速いほど熱の奪われ方が大きくなり、
電気的な補償量から風速を求めます。
微風の測定にも適しており、空調環境の評価に広く用いられます。
誤りです。サーミスタ温度計は、温度によって電気抵抗が変化する、
半導体素子(サーミスタ)を利用した電子式温度計です。
温度が上昇すると抵抗値が変化し、
その変化量を電気信号として読み取ることで温度を測定します。
一方、「2種類の金属の膨張率の差を利用する」ものは、
バイメタル式温度計に該当するものであり、
機械的な変形を利用して温度を示す方式です。
正しいです。自記毛髪湿度計は、毛髪の吸湿・脱湿による伸縮を利用して、
湿度を測定する機械式の計器です。
毛髪は湿度に応じて長さが変化し、
その動きを記録紙に自動的に記録する構造となっています。
非常に繊細な機構のため、振動の多い場所では、
誤作動や記録の乱れます。
よって、静穏性が高いところに設置します。
正しいです。アスマン通風乾湿計は、乾球と湿球の温度差から湿度を算出する装置であり、
通風筒により一定の気流を確保することで測定精度を高めています。
通風筒は金属製で、外部の気流や熱放射の影響を遮断する構造となっており、
安定した測定が可能です。特に屋外や空調環境の評価において信頼性が高いです。
正しいです。電気抵抗式湿度計は、感湿材料(高分子膜など)が、
空気中の水分を吸収・放出することで、
電気抵抗が変化する性質を利用して湿度を測定します。
湿度が高いと吸湿量が増え、抵抗値が変化するため、
電気的に湿度を読み取ることができます。
応答性が高く、電子機器への組み込みに適しています。
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02
温熱環境の測定では、温度、湿度、気流などの要素を正しく把握することが重要です。それぞれの測定器は異なる原理で動作しており、測定対象に応じて使い分けられています。試験では機器の名称だけでなく、どのような物理現象を利用して測定しているかを理解しておくことが重要です。特に温度計には熱電対、バイメタル、サーミスタなど複数の方式が存在するため、測定原理を混同しないよう整理して覚えておく必要があります。
適切です。熱式風速計は細い白金線や金属線を電気的に加熱し、気流によって奪われる熱量の変化から風速を測定します。風が強くなるほど熱が多く奪われるため、電気抵抗や消費電力の変化を利用して風速を求めます。微弱な気流の測定に優れており、室内環境測定や空調設備の調整などで広く利用されています。低風速域でも高い感度を持つことが特徴です。
不適切です。サーミスタ温度計は半導体の電気抵抗が温度によって大きく変化する性質を利用した温度計です。温度上昇によって抵抗値が変化するため、その変化量から温度を測定します。一方、2種類の金属の膨張率の違いを利用するのはバイメタル温度計の原理です。異なる測定方式を混同した記述であり、サーミスタの測定原理としては誤っています。
適切です。自記毛髪湿度計は人の毛髪や特殊処理した毛髪が湿度によって伸縮する性質を利用しています。伸縮量を機械的に記録する構造であるため、振動が加わると指針や記録装置が揺れ、正確な測定ができなくなることがあります。そのため、機械室や振動の大きい場所での使用には適しておらず、比較的静かな場所に設置することが望まれます。
適切です。アスマン通風乾湿計は乾球温度計と湿球温度計に一定速度の空気を通風させることで、自然風の変化による影響を小さくしています。また、温度計の周囲には金属製の保護筒が設けられており、太陽光や周囲の熱放射による誤差も軽減できます。このため、湿度測定の基準器として利用されることが多く、比較的高い精度で温度や湿度を測定できます。
適切です。電気抵抗式湿度計は感湿材料が空気中の水分を吸収したり放出したりすることで電気抵抗が変化する性質を利用しています。湿度が高くなると抵抗値が変化し、その変化量から相対湿度を求めます。小型化しやすく応答速度も比較的速いため、自動制御装置や空調設備の湿度管理に広く利用されています。現在の電子式湿度計の基本的な測定原理の一つです。
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03
この問題で覚えておくポイントは以下の通りです。温熱環境の測定器具にはさまざまな種類があり、それぞれが異なる物理・化学的原理に基づいています。「サーミスタ」は半導体の電気抵抗変化を利用したものであり、「金属の膨張率の差を利用する」のはバイメタル式温度計であることを区別することがポイントです。
正しいです。
熱式風速計は加熱した白金線(またはサーミスタ)の温度低下量が気流速度に対応することを利用します。低風速の測定に適しており、室内気流の計測によく使われます。
誤りです。
サーミスタは半導体素材の電気抵抗が温度によって大きく変化する性質を利用した温度計です。「2種類の金属の膨張率の差を利用する」のはバイメタル式温度計の原理であり、サーミスタとは別の装置です。
正しいです。
自記毛髪湿度計は人毛が湿度変化に伴って伸縮する性質を利用しています。機構が繊細なため、振動の多い場所では測定誤差や機器の破損が生じるおそれがあり、使用は避けるべきとされています。
正しいです。
アスマン通風乾湿計は、乾球・湿球温度計を金属製の筒で覆い、内蔵ファンで一定風量を送ることで周囲の気流や熱放射の影響を排除します。精度が高く、室内環境測定の標準器として使われます。
正しいです。
電気抵抗式湿度計の感湿材料は吸湿すると電気抵抗が変化する性質を持ち、その抵抗値の変化から相対湿度を求めます。
測定器の原理を問う問題では、サーミスタ(半導体の電気抵抗変化)とバイメタル(2種金属の膨張率の差)の混同が狙われやすいポイントです。他にも、毛髪式(毛髪の伸縮)・アスマン(通風による放射遮蔽)・電気抵抗式(感湿材の抵抗変化)の原理を一覧で整理しておきましょう。
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