到達目標
1.計測・測定の定義と計測方法の分類について説明できる。
2.国際単位(SI単位)系の構成を理解し、SI基本単位およびSI接頭語を説明できる。
3.測定誤差の原因と種類、精度と不確かさなど、計測工学に必要な用語や語句が説明できる。
4.各種物理量の計測原理と計測方法を説明できる。
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 |
評価項目1 | SI基本単位を7つ挙げることができ、SI組立単位の次元を解析することができる | SI基本単位を挙げることができる | SI基本単位を一つも挙げることが出来ない |
評価項目2 | 測定誤差の原因や誤差の伝搬を踏まえ、発生する測定誤差の範囲を推定できる | 測定誤差の原因や種類を挙げ、それらについて説明することができる | 測定誤差の原因や種類を挙げることが出来ない |
評価項目3 | いくつかの測定器の原理や使用法を説明でき、正しく使用できる | いくつかの測定器の原理や使用法を説明できる | 測定器の原理や使用法を説明できない |
評価項目4 | 目的にあった物理量を計測するために、適切なセンサを複数利用し計測ができる。 | 目的にあった物理量を計測するために、適切なセンサを利用し計測ができる。 | 目的にあった物理量を適切なセンサを使って説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程(R5までのDP) R5までDP_1 科学技術の基礎知識・応用力の修得・活用
準学士課程(R5までのDP) R5までDP_4 制御・電気電子・機械・情報等基礎工学の知識習得・応用
教育方法等
概要:
・物理量を表すための標準単位系(SI単位系)について学習する。
・物理量を数値化する上で重要な有効数字の取り扱いや、測定誤差を軽減する手法について学習する。
・各種物理量を測定するための測定器の基本動作原理や使用法について学習する 。
授業の進め方・方法:
・ 授業は講義形式で行う。
・ 重要な箇所についてレポート課題を課すので、提出期限を厳守すること。
注意点:
計測工学の分野は、物理学・化学・電気電子工学・機械工学・情報工学など多くの分野に密接に関係しているため、非常に幅広い分野の基礎知識が必要となる。授業で習ったことは、完全に理解をすること。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス~計測と測定 |
「計測」の意味と定義、計測の目的を説明できる。
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2週 |
SI基本単位の定義と標準1 |
SI単位の基本単位を7つあげることができる。
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3週 |
SI基本単位の定義と標準2 |
SI接頭語やSI組立単位を説明できる。
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4週 |
SI単位と次元、さまざまな量の次元の計算 |
SI組立単位の次元解析ができる。無次元の意味が理解できる。
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5週 |
誤差と計測の評価 |
誤差の定義や種類が説明できる。
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6週 |
平均値や標準偏差 |
平均値や標準偏差の意味とそれらの計算ができる。
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7週 |
トレーサビリティ、有効数字、確度 |
トレーサビリティ、有効数字の意味を理解し、確度の計算ができる。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
測定法の違い(直接測定と間接測定) アナログ計測器とディジタル計測器 |
直接測定と間接測定の意味を説明できる。 両者の計測器の長所と短所が説明できる。
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10週 |
誤差の伝播 |
誤差の伝播について、具体的な計算問題から説明ができる。
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11週 |
長さについての計測1 |
SI単位において長さの定義が説明できる。
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12週 |
長さについての計測2 |
長さの定義の歴史が説明できる。
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13週 |
長さについての計測3 |
直尺、端度器、隙間ゲージ、ノギスについて説明ができる。
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14週 |
長さについての計測4 |
ダイヤルゲージやマイクロメータについて説明ができる。
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15週 |
長さについての計測5 |
ポテンショメータ、ロータリーエンコーダについて説明ができる。
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16週 |
前期定期試験 |
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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 | |
測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。 | 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 | |
代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。 | 3 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 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。 | 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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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。 | 4 | |
電力量の測定原理を説明できる。 | 4 | |
オシロスコープの動作原理を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |