要約：放射温度センサは、物体が放出する赤外線をレンズでサーモパイルに集光し、発生する電圧から温度を非接触で測定するセンサです。高速かつ非接触で測れる一方、物体の内部や気体の温度は測定できず、物体ごとに放射率の設定が必須です。選定時はスポット径が物体より小さいことを確認し、スポット径の1.5倍程度が物体に収まるように設置します。キーエンスのデジタル放射温度センサはFTシリーズです。提供：キーエンス（KEYENCE）。
すべての物体は赤外線を出しており、温度が高くなるほど強い赤外線を放出します。放射温度センサはこの赤外線を利用して温度を測定します。
赤外線は可視光線と同じ「光」の一種でIR（InfraRed）とも呼ばれます。可視光線より波長が長い（周波数が低い）ため肉眼では見えません。波長はおよそ0.7〜400μmです。1800年にイギリスのSir Frederick William Herschelにより発見されました。
メリットは2点です。
移動・回転する物体や、センサを接触させると表面温度が変化するような物体（小熱容量物体）の温度測定に有効です。一方、物体の内部や気体の温度測定ができない点、物体に合わせて放射率の設定が必須である点がデメリットです。
物体から放射された赤外線をレンズでサーモパイルと呼ばれる検出素子に集光します。サーモパイルは赤外線を吸収して暖められると、温度に応じた電気信号を生じる検出素子です。これを増幅し、放射率補正を行って温度を表示します。
サーモパイルは複数の熱電対が多数直列に接続された構造で、中心部に温接点、周辺部に冷接点を集めています。レンズで集光された赤外線は温接点のみに当たるため温接点のみが加熱され、ゼーベック効果で温接点と冷接点の間に電圧差が生じて温度測定が可能になります。なお放射温度センサにはサーミスタが内蔵されており、冷接点の温度を測定しています。
物体から放射される赤外線の量は、同じ温度でも物体の材質や表面状態によって異なります。この放射の割合を「放射率」といい、放射温度センサで測定する際は物体ごとに補正が必要です。
放射率は物体に依存する定数で、理想的な黒体は「1」、完全に赤外線を反射・透過してしまうもの（空気など）は「0」となり、すべての物体の放射率は0〜1の間に収まります。
物体表面に光が入射すると、エネルギーは吸収・反射・透過に分かれ、入射エネルギーを1とすると1＝吸収率＋反射率＋透過率が成立します。またキルヒホッフの法則より吸収したエネルギーと放射するエネルギーは等しいため吸収率＝放射率が成立します。したがって吸収率が高い（反射・透過しない）ほど放射率が高くなります。
黒体とは、表面に入射するあらゆる波長の光を吸収し反射も透過もしない、放射温度センサにとって理想の物体です。反射率も透過率も0のため吸収率は1、すなわち放射率も1です。
文献などに物理定数として記載されている数字をそのまま利用します。その放射率を測定したときの測定条件（物体の表面状態など）に注意して決定します。
物体の温度を実際に測定し、そのときの放射温度センサの表示値を利用します。方法は2つあります。
放射温度センサは大別して2種類です。
放射温度センサは測定できる範囲（スポット径）と測定距離が決まっています。正確に測定するには決まったスポット径と測定距離で使用する必要があります。選定する際は必ずスポット径が物体よりも小さいことを確認してください。
設定した放射率が物体固有の放射率と異なると測定誤差の要因になります。放射率と物体の温度の関係はリニアではありませんので、異なる条件で測定した温度を後から修正・補正することができません（放射率の設定が1％異なったからといって温度も1％ずれるわけではありません）。
放射率の設定誤差と温度の測定誤差の関係（代表例）：
| 物体温度 | 設定誤差1% | 設定誤差5% | 設定誤差10% |
|---|---|---|---|
| 0°C | 0.5°C | 1.5°C | 2.5°C |
| 100°C | 0.6°C | 3.0°C | 6.0°C |
| 200°C | 1.5°C | 6.5°C | 12.0°C |
| 300°C | 2.0°C | 9.5°C | 18.0°C |
安定して物体の温度を測定するためには、スポット径の1.5倍程度が物体に収まるようにしてください。
高温物体を測定する場合、物体からの赤外線により放射温度センサ本体が熱せられ、正確な温度を表示できないばかりか、最悪の場合センサの破損につながります。このような場合は、測定に必要な赤外線以外を遮蔽してください。
可能です。計測対象の4-20mA出力機器が他の4-20mA入力機器に接続されている場合は、電圧レンジを持つ計測器で直接計測できます（他の4-20mA入力機器の負荷抵抗によって電流→電圧変換された電圧を計測します）。
4-20mA入力を持つ計測器を使用する場合は、直列に配線することで同時に計測できます。この場合「4-20mA出力の最大負荷抵抗＞2台の4-20mA入力の負荷抵抗の合計」である必要があります。また負荷抵抗を直列に配線するため各入力の－端子に電位差が生じます。電位差が生じても回路に問題ないことを確認してください。
直接接続して計測できます。出力電圧に応じて入力レンジを調整してください。
デジタル放射温度センサ FTシリーズ：幅広い検出温度と高い応答性、長い検出距離、設置や設定時の使いやすさにこだわったデジタル放射温度センサです。サーモパイル（熱電対列）の遠赤外線吸収膜を極限まで薄くし熱電対を効率よく配置することで、速い応答を実現しました。高温タイプと中低温タイプがあり、可視光レーザーで検出範囲を目視できるため設置時の位置合わせが簡単です。アンプは検出体の現在温度を直接入力でき、物質固有の放射率を対象物に合わせて設定する手間がなくなります。
出典：キーエンス「計測器ラボ － 放射温度センサの基礎」 https://www.keyence.co.jp/ss/products/recorder/lab/thermometry/radiation.jsp