応用計測工学

科目基礎情報

学校	明石工業高等専門学校	開講年度	平成31年度 (2019年度)
授業科目	応用計測工学
科目番号	0021	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	機械・電子システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	プリント配布、参考図書（前田、木村、押田:「計測工学」、コロナ社）
担当教員	格内 敏

到達目標

以下の各事項について総合的に理解し、学習した知識を適切に応用できることを達成度目標とする。
(1) 計測の基礎（単位と標準、測定と誤差、測定値の扱い）
(2) 計測系の構成と特性、および測定量の拡大・縮小・変換の方式
(3) レーザ計測（長さの測定、表面形状の測定、ホログラフィ干渉法、電子スペックル干渉法、光ファイバー応用計測）

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	計測の基礎（単位と標準、測定と誤差、測定値の扱い）について理解し応用できる。	計測の基礎（単位と標準、測定と誤差、測定値の扱い）について理解できる。	計測の基礎（単位と標準、測定と誤差、測定値の扱い）について理解できない。
評価項目2	計測系の構成と特性、および測定量の拡大・縮小・変換の方式について理解し応用できる。	計測系の構成と特性、および測定量の拡大・縮小・変換の方式について理解できる。	計測系の構成と特性、および測定量の拡大・縮小・変換の方式について理解できない。
評価項目3	レーザ計測（長さの測定、表面形状の測定、ホログラフィ干渉法、電子スペックル干渉法、光ファイバー応用計測）について理解し応用できる。	レーザ計測（長さの測定、表面形状の測定、ホログラフィ干渉法、電子スペックル干渉法、光ファイバー応用計測）について理解できる。	レーザ計測（長さの測定、表面形状の測定、ホログラフィ干渉法、電子スペックル干渉法、光ファイバー応用計測）について理解できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育目標 (F) （柔軟かつ創造的な設計能力）

学習・教育目標 (H) （多次元的なシステム思考）

教育方法等

概要:

最近の著しい技術の進歩は、より高精度な計測を必要としてきた。特にレーザ光線の発明は、非接触・高精度な計測技術として目覚ましい発展を遂げた。
本講義では、
1)計測に共通な基礎事項（計測工学とは、単位・標準、計測の誤差とその処理、計測系の構成と特性、測定量の拡大・縮小・変換など）を総括・復習する。
2)レーザ計測についての基礎的知識と応用例について論じ、文献・資料調査等を通して、事象を計測評価するための応用力を高める。

授業の進め方・方法:

講義形式により授業を進める。

注意点:

本科目は、授業で保証する学習時間と、予習・復習及び課題レポート作成に必要な標準的な自己学習時間の総計が、90時間に相当する学習内容である。
合格の対象としない欠席条件(割合) 1/3以上の欠課

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	総論 計測工学とは何か、その基本概念について学ぶ。	計測工学とは何か、その基本概念について理解する。
		2週	計測の基礎(1) 計測の基本となる単位、単位系について学び、国際規準である SI(国際単位系)の構成原理を明らかにする。また、単位と次元および次元式の意味を考える。	計測の基本となる単位、単位系、国際規準である SI(国際単位系)の構成原理、単位と次元および次元式の意味について理解する。
		3週	計測の基礎(2) 測定の種類と測定方式、測定量の表示方法、および計測系の特性について学ぶ。	測定の種類と測定方式、測定量の表示方法、および計測系の特性について理解する。
		4週	測定と誤差 誤差とは、誤差の種類、測定時の誤差例とその対策について学ぶ。	誤差とは、誤差の種類、測定時の誤差例とその対策について理解する。
		5週	測定値の扱い 有効数字、近似計算、測定値の統計的処理、誤差の伝播、最小二乗法について学ぶ。	有効数字、近似計算、測定値の統計的処理、誤差の伝播、最小二乗法について理解する。
		6週	測定量の拡大・縮小・変換(1) 同じ種類の量の大きさを変える拡大・縮小、異なる種類の量の大きさに対応付ける変換方法について、機械的方法と光学的方法について考察する。	同じ種類の量の大きさを変える拡大・縮小、異なる種類の量の大きさに対応付ける変換方法について、機械的方法と光学的方法について理解する。
		7週	測定量の拡大・縮小・変換(2) 流体的方法、電気的方法、電気物性の変化を利用した方法について考察する。	流体的方法、電気的方法、電気物性の変化を利用した方法について理解する。
		8週	レーザ計測の基礎　 レーザ発振原理、レーザ光の特徴、レーザ計測の特徴を学ぶ。	レーザ発振原理、レーザ光の特徴、レーザ計測の特徴について理解する。
	2ndQ
		9週	レーザ光を用いた長さの測定　 長さ標準の光速度を用いた測定、波長を用いた干渉測定、さらに高精度な長さ測定法について考察する。	長さ標準の光速度を用いた測定、波長を用いた干渉測定、さらに高精度な長さ測定法について理解する。
		10週	レーザ光を用いた表面形状の測定(1) 幾何光学と干渉計による表面形状測定法について考察する。	幾何光学と干渉計による表面形状測定法について理解する。
		11週	レーザ光を用いた表面形状の測定(2) 縞走査干渉法を用いた高精度な形状測定法について考察する。	縞走査干渉法を用いた高精度な形状測定法について理解する。
		12週	ホログラフィとホログラフィ干渉法 波面の記録・再生の測定原理、二重露光法による変位・変形の応用測定、および高精度な測定法について考察する。	波面の記録・再生の測定原理、二重露光法による変位・変形の応用測定、および高精度な測定法について理解する。
		13週	電子スペックル干渉法 感光材料（乾板）を使用しないスペックル干渉法の測定原理、変位・変形の応用測定について考察する。	感光材料（乾板）を使用しないスペックル干渉法の測定原理、変位・変形の応用測定について理解する。
		14週	光ファイバー応用計測 光ファイバーの特徴とレーザ光を併用した応用計測について考察する。	光ファイバーの特徴とレーザ光を併用した応用計測について理解する。
		15週	レーザ計測のまとめ 総括として、レーザ計測の医学への応用例について学ぶ。	レーザ計測の医学への応用例について理解する。
		16週	期末試験

評価割合

	課題レポート	試験	合計
総合評価割合	40	60	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	40	60	100
分野横断的能力	0	0	0