計測工学

科目基礎情報

学校	旭川工業高等専門学校	開講年度	令和07年度 (2025年度)
授業科目	計測工学
科目番号	0109	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	: 2
開設学科	システム制御情報工学科（2021年度以降入学者）	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	4
教科書/教材	計測システム工学の基礎　第4版　西原　主計ほか著　森北出版株式会社
担当教員	中村 基訓

到達目標

1.誤差の解析に必要な統計に関する基本的な処理を理解し，利用できる．
2.測定結果における誤差の取り扱い方法を理解し，誤差の算出ができる．
3. 機械的測定手法について，その原理と特徴を理解し，誤差要因などを分析して比較検討ができる．
4. 信号の計測方法について理解し，信号増幅や処理における基本事項を説明でき，計測における計算ができる．

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	誤差の解析に必要な基本的な統計量について理解し，具体的なデータを用いて統計量を算出できる．	誤差の解析に必要な基本的な統計量について理解し，学習した中で大部分の統計量を算出できる．	誤差の解析に必要な基本的な統計量について理解が不足し，学習した統計量を算出できない．
評価項目2	測定データを用いて適切な統計量を算出でき，検定の手法を理解した上で誤差の評価ができる．	測定データを用いて適切な統計量を算出できる．検定における理解は若干不足しているが，手順に従い誤差の評価ができる．	測定データを用いて適切な統計量の算出ができず，検定を用いての誤差の評価もできない．
評価項目3	機械的測定手法について，その原理と特徴を理解し，誤差要因などを分析して比較検討ができる．	機械的測定手法について，その原理と特徴を理解し，誤差要因などを手順通りに分析できる．	機械的測定手法における原理や特徴の理解が不足し，誤差要因などの分析ができない．
評価項目4	信号の計測方法について理解し，信号増幅や処理における基本事項を説明でき，計測における計算ができる．	信号の計測方法について理解し，信号増幅や処理における基本事項を説明でき，ごく簡単な計算ができる．	信号の計測方法についての理解が不足している．そのため信号増幅や処理における基本事項を説明できず，簡単な計算もできない．

学科の到達目標項目との関係

  システム制御情報工学科の教育目標② （機械工学，電気・電子工学，情報工学における知識をバランス良く修得させ，多様な分野において様々なシステムをデザインできる力を育てる。）

本科の教育目標① （一般教養および科学技術の基礎知識と工学の専門知識を備えた教養豊かな人材を育成する。）

教育方法等

概要:

この科目では企業で電力貯蔵用大型電池の設計開発を担当し，電池特性評価などに携わっていた教員が，その経験を活かし，計測データの取り扱い方や誤差の解析に必要な統計的処理に必要な統計学の基礎（基本統計量の算出方法，推定など），データの分析方法などについて講義形式で授業を行うものである．また，おもに機械的測定における原理について学ぶ．さらに測定方法における誤差要因および測定値の拡大方法や感度について学習する．さらに，センサなどを用いて得られた電気的信号の取り扱いについて学ぶ．

授業の進め方・方法:

一般的な講義や反転授業，演習を組み合わせて講義を進める．LMSツールを用いて授業資料を公開するので，指定されたツールを準備して，自宅などでも学習を進めること．また，理解度を確認するために，スマートフォンなどによるwebを用いた単元テストや小テストを実施する．

注意点:

・工学における計測の役割と計測の基礎的事項を理解する．他の科目の授業内容及び実験・実習における計測の実践を関連づけて学習する．
・自学自習（３０時間）ついては，日常の授業（１５時間）のための予習復習時間，理解を深めるための演習課題の考察・解法の時間を総合したものとする．
・本科目では定期試験を実施しない．授業中に実施する小テストやレポート，説明動画の提出などにより理解度を評価する．
・評価については，合計点数が60点以上で単位修得となる．その場合，各到達目標項目の到達レベルが標準以上であることが認められる．

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング

ICT 利用

実務経験のある教員による授業

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス 計測の基礎１	測定の定義と種類が説明できる． 国際単位系の構成について理解し，SI単位，次元，計測に関する基本的な用語などについて説明できる．
		2週	計測の基礎２	有効数字や誤差の取り扱いができる． 誤差の伝播について説明でき，誤差の算出ができる．
		3週	基本的な統計量１	測定した結果について，平均値，分散，標準偏差などの統計量の導出ができる．
		4週	基本的な統計量２	測定した結果について，エクセルを用いて基本的な計算やグラフ化ができる．
		5週	誤差と精度	偶然的不確かさが正規分布に従うことを説明できる． 有限回の測定により得られた結果について，t分布を用いて誤差の評価ができる．
		6週	最小二乗法１	最小二乗法の考え方を用い，任意の多項式に対して最小二乗法を適用し，近似式を導出できる．
		7週	最小二乗法２	最小二乗法の考え方を用い，任意の多項式に対して最小二乗法を適用し，近似式を導出できる．
		8週	相関関係	相関関係とはなにかについて説明ができ，相関係数を求めることができる．
	2ndQ
		9週	機械的な測定手法１	測定手法（長さ）の測定原理，構造上の特徴などを説明できる． 各種測定法において簡単な拡大率や感度の算出ができる．
		10週	機械的な測定手法２	測定手法（角度，深さ）の測定原理，構造上の特徴などを説明できる．
		11週	機械的な測定手法３	測定手法（力）の測定原理，構造上の特徴などを説明できる．
		12週	信号の計測法１	センサからの出力信号である電気信号の基本的な計測法について理解し，電圧計測の手法について説明できる．
		13週	信号の計測法２	ブリッジ回路を用いた抵抗変化分の算出ができる．オシロスコープの動作原理を説明できる．
		14週	信号の計測法３	電力の測定方法の原理や手法について説明できる．
		15週	信号の増幅と処理	オペアンプを用いた各種増幅回路，変換回路について入出力関係を理解し，簡単な回路の解析ができる．
		16週

評価割合

	小テストなど	課題・レポートなど	合計
総合評価割合	50	50	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	50	50	100
分野横断的能力	0	0	0