電気計測Ⅰ

科目基礎情報

学校	仙台高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	電気計測Ⅰ
科目番号	0008	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	ロボティクスコース	対象学年	3
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	熊谷文宏：絵ときでわかる電気電子計測 改訂2版（オーム社）/適宜、教員が教材を提示する
担当教員	佐藤 隆

到達目標

・計測の分類法、計器精度や測定誤差の定義、単位の成立ち等、計測の基礎について説明できる。
・電気に関する各種物理量を測定する手法を説明できる。
・オシロスコープを用いた波形観測手法を説明できる。

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
計測の基礎	参考書等を用いて以下の全てができる。 1.計測の定義と分類の説明 2.有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理 3.国際単位系の構成、SI単位・SI接頭語の説明 4.計測標準とトレーサビリティの関係の説明	参考書等を用いて以下の３つができる。 1.計測の定義と分類の説明 2.有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理 3.国際単位系の構成、SI単位・SI接頭語の説明 4.計測標準とトレーサビリティの関係の説明	参考書等を用いてもできるものが２つ以下。 1.計測の定義と分類の説明 2.有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理 3.国際単位系の構成、SI単位・SI接頭語の説明 4.計測標準とトレーサビリティの関係の説明
各種物理量の計測方法	代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明でき、測定できる。	代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。	代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できない。
電圧・電流の測定	参考書等を用いて以下の全てが説明できる。 1.電圧・電流測定機器の使用方法 2.倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法 3.A/D変換を用いたディジタル計器の原理	参考書等を用いて以下の２つが説明できる。 1.電圧・電流測定機器の使用方法 2.倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法 3.A/D変換を用いたディジタル計器の原理	参考書等を用いても説明できるものが１つ以下。 1.電圧・電流測定機器の使用方法 2.倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法 3.A/D変換を用いたディジタル計器の原理
抵抗・インピーダンスの測定	参考書等を用いて以下の全てが説明できる。 1.電圧降下法による抵抗測定の原理 2.ブリッジ回路を用いたインピーダンス測定原理	参考書等を用いて以下のいずれかが説明できる。 1.電圧降下法による抵抗測定の原理 2.ブリッジ回路を用いたインピーダンス測定原理	参考書等を用いても以下の全てが説明できない。 1.電圧降下法による抵抗測定の原理 2.ブリッジ回路を用いたインピーダンス測定原理
電力・電力量の測定	参考書等を用いて以下の全てを説明できる。 1.有効電力、無効電力、力率の測定原理と方法 2.電力量の測定原理	参考書等を用いて以下のいずれかを説明できる。 1.有効電力、無効電力、力率の測定原理と方法 2.電力量の測定原理	参考書等を用いても以下の全てを説明できない。 1.有効電力、無効電力、力率の測定原理と方法 2.電力量の測定原理
波形観測	参考書等を用いてオシロスコープの動作原理を説明でき、波形観測できる。	参考書等を用いてオシロスコープの動作原理を説明できる。	参考書等を用いてもオシロスコープの動作原理を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

 学習・教育到達度目標  １ ロボティクスの体系的な知識と技術を身に付ける。

学習・教育到達度目標 ２  機械・電気・電子・情報等の基盤技術を身に付ける。

学習・教育到達度目標 ３ ロボティクスの視点に立った論理的かつ実践的思考力を身に付ける。

教育方法等

概要:

創造的で実践的な技術者を養成することを目標に、電気計測に関する基礎的な知識と技術を習得する。

授業の進め方・方法:

・各週の授業は、教員からの知識教授と受講者の自主活動からなる。
・知識教授の時間では、各週の授業内容に記載されたトピックに関連した双方向型の講義をおこなう。

・事前学習（予習）：次回の授業内容について調べ、分からないところを明らかにする。
・事後学習（復習）：毎回の授業後に授業内容を振り返り、各自の活動への応用を考える。

注意点:

・本科目内容のうち、高専機構が定めるモデルコアに紐づく内容に関しては小テストにより評価をおこなう。

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	授業概要・授業の進め方・成績評価の方法について説明できる。
		2週	測定値の処理 〜最小2乗法〜	最小2乗法を用いたデータ処理の意味について説明できる。
		3週	計測の基礎①	計測の定義と分類を説明でき、有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理ができる。
		4週	計測の基礎②	SI単位・SI接頭語、計測標準とトレーサビリティの関係を説明できる。
		5週	電圧・電流の測定①	電圧・電流測定、倍率器・分流器を用いた測定範囲の拡大手法を説明できる。
		6週	電圧・電流の測定②	A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。
		7週	直流電力の測定	電流計と電圧計を用いた直流電力について計算できる。
		8週	交流電力の測定	有効電力、無効電力、力率の測定原理と方法について説明できる。
	2ndQ
		9週	電力量の測定	電力量の測定原理について説明できる。
		10週	抵抗・インピーダンスの測定①	電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。
		11週	抵抗・インピーダンスの測定②	電圧降下法による抵抗値の計算ができる。
		12週	抵抗・インピーダンスの測定③	ブリッジ回路を用いたインピーダンス測定原理を説明できる。
		13週	抵抗・インピーダンスの測定④	ブリッジ回路を用いたインピーダンス値の計算ができる。
		14週	波形観測①	オシロスコープによる波形観測ができる。
		15週	波形観測②	オシロスコープによる波形の諸量（周波数、電圧）の測定ができる。
		16週	授業のふりかえり	これまでに学んだ学習内容をまとめることができる。

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類		分野	学習内容	学習内容の到達目標	到達レベル	授業週
専門的能力	分野別の専門工学	機械系分野	計測制御	計測の定義と種類を説明できる。	3	前3
				測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。	3	前3
				国際単位系の構成を理解し、SI単位およびSI接頭語を説明できる。	3	前4
				代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。	3	前5,前6,前9,前10,前11,前12,前13
		電気・電子系分野	計測	計測方法の分類(偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測)を説明できる。	3	前3
				精度と誤差を理解し、有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理が行える。	3	前3
				SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。	3	前4
				計測標準とトレーサビリティの関係について説明できる。	3	前4
				指示計器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を説明できる。	3	前5
				倍率器・分流器を用いた電圧・電流の測定範囲の拡大手法について説明できる。	3	前5
				A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。	3	前6
				電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。	3	前12
				ブリッジ回路を用いたインピーダンスの測定原理を説明できる。	3	前13
				有効電力、無効電力、力率の測定原理とその方法を説明できる。	3	前10
				電力量の測定原理を説明できる。	3	前11
				オシロスコープの動作原理を説明できる。	3	前14

評価割合

	小テスト	課題	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	70	30	0	0	0	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	30	0	0	0	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0