到達目標
計測工学の基礎として、計測の目的、国際単位系の基本単位、測定誤差の種類と処理手法を説明できる。温度、圧力・重量、流速・流量、変位・位置などの計測の測定原理、特徴を説明できる。
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単位系(基本単位や組立単位、接頭語)を説明できる | SI単位系(基本単位)を説明できる | SI単位系(基本単位)を説明できない |
評価項目2 | 測定に関する誤差の種類やその原因、回避方法や処理方法を実践できる | 測定に関する誤差の種類やその原因、回避方法や処理方法を説明できる | 測定に関する誤差の種類やその原因、回避方法や処理方法を説明できない |
評価項目3 | 種々の物理量に対する計測機器の測定原理や特徴を理解し、目的に応じた計測機器を選別できる | 種々の物理量に対する計測機器の測定原理や特徴を説明できる | 種々の物理量に対する計測機器の測定原理や特徴を説明できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般に「計測」と「測定」という用語は広く使われており、両者は一見同じような意味を持つと思われることが多いが、実際には違いがある。「測定」とは対象とする量を、基準として用いる量と比較し、数値または符号を用いて表すことであり、比較の基準をまず定める必要がある。この量的にとらえる基準のことを単位と呼ぶ。 一方、「計測」とは何らかの目的を持って事物を量的にとらえるための方法や手段を考究し、実施し、その結果を用いることである。従って、「測定」が最も基本的な行為で、「計測」はその応用技術と理解できる。すなわち、「計測」という行為・技術には、①何らかの目的があること、②事物を量的にとらえる(=「測定」)手法を検討・実施すること、③その結果を目的のために用いることが含まれなければならない。さらに「計測制御」という四文字熟語がしばしば用いられるが、機械や装置の「制御」を目的とした「計測」が極めて多く、これを抜きにして制御を実現することは難しい。
授業の進め方・方法:
教科書の内容を中心にして、授業を進めるが、実際に用いられているセンサーや手法も説明に加える。また必要に応じてプリントを使用する。
注意点:
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
計測とその目的 |
計測の目的について説明できる
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2週 |
計測の基礎 |
SI単位系を説明できる。計測の種類と定義を説明できる。
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3週 |
測定誤差、測定精度 |
測定誤差の原因と種類を説明できる、測定の精度と不確かさを説明できる。
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4週 |
測定データの統計的処理 |
有効数字について説明できる、誤差伝播法則から測定誤差を計算できる
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5週 |
測定データの統計的処理 |
最小二乗法を用いて複数の測定値から最確値を推定できる
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6週 |
ダイヤルゲージ、マイクロメータ |
ねじによる拡大からダイヤルゲージを説明できる、アッベの原理からマイクロメータについて説明できる
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7週 |
ポテンショメータ |
ポテンショメータの測定原理を説明できる
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8週 |
ひずみゲージ、ロードセル |
ひずみゲージやロードセルの測定原理や利用方法を説明できる
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4thQ |
9週 |
サーミスタ、熱電対 |
サーミスタや熱電対の動作原理や違いを説明できる
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10週 |
差動トランス、電磁流量計 |
電磁流量計の測定原理や特徴を説明できる
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11週 |
ピトー管、差圧式流量計 |
ピトー管、差圧式流量計の測定原理や特徴を説明できる
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12週 |
ドップラー速度計、超音波流量計 |
ドップラー速度計や超音波流量計の測定原理や特徴を説明できる
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13週 |
リニアスケール、ロータリエンコーダ |
リニアスケールやロータリエンコーダの動作原理や種類を説明できる
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14週 |
計測システムの基本構成と特性 |
計測システムの構成や静特性、動特性について説明できる
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15週 |
計測機器の特徴とその比較 |
目的に応じた計測機器を選別できる
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16週 |
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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 |
基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 3 | 後3,後4 |
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。 | 4 | 後2 |
測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。 | 4 | 後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。 | 4 | 後2 |
代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。 | 4 | 後6,後7,後8,後9,後10,後11,後12,後13 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |