到達目標
１． 計測に関する基礎概念および計測値の一般的な処理方法について説明できる。
２． 代表的な計器や計器用デバイスの原理や使用上の注意について説明できる。
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 |
| 計測に関する基礎概念 | 計測に関する基礎概念および計測値の一般的な処理方法について、具体的な事例を挙げて説明できる | 計測に関する基礎概念および計測値の一般的な処理方法について説明できる | 計測に関する基礎概念および計測値の一般的な処理方法について説明できない |
| 代表的な計測法 | 代表的な計器や計器用デバイスの原理や使用上の注意について具体的な事例を挙げて説明できる | 代表的な計器や計器用デバイスの原理や使用上の注意について説明できる | 代表的な計器や計器用デバイスの原理や使用上の注意について説明できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
計測に関する基礎概念（単位，有効数字，統計的処理、雑音など）を理解し，代表的な計測用機器の動作原理や各種電気電子量の測定方法および測定上の留意点について学ぶ。
授業の進め方・方法:
注意点:
事前学習：当該週の講義範囲に関する教科書の内容を事前に読んでおくこと。その際に物理学、数学、電気回路論、電磁気学の部分で理解が不足してると感じた場合には該当分野を復習しておくこと。
事後学習：章末問題を解くなどして、理解を深めておくこと。他教科との関連についても留意すること。
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 |
計測と測定
SI単位、校正とトレーサビリティ |
計測と測定にかかわる基本として、単位、計測の標準、測定法、測定値の扱い、そして測定結果の質の保証の観点から導入された概念である不確かさについて学ぶ。
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| 2週 |
計測と測定
測定法の分類、測定値の扱い |
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| 3週 |
計測と測定
測定値の保証と計測の信頼性 |
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| 4週 |
センサ
光センサ、温度センサ |
現代の科学計測ではあらゆる物理量が電気信号に変換され、測定される。ここでは代表的なセンサの原理や使用上の注意について学ぶ。
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| 5週 |
センサ
ひずみセンサ、圧力センサ、加速度センサ |
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| 6週 |
電圧・電流・電力の測定
アナログ指示計器 |
指示計器やオシロスコープ等を用いた基本的な電気計器の原理や取扱法について学ぶ。
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| 7週 |
電圧・電流・電力の測定
直流計測 |
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| 8週 |
電圧・電流・電力の測定
電圧・電流の指示値 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
電圧・電流・電力の測定
電力の測定 |
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| 10週 |
回路素子定数の測定
抵抗の測定 |
受動素子である抵抗、コンデンサ、インダクタンスの測定をテーマに、その測定原理を学ぶ。実際の測定に当たっては測定条件・環境（使用周波数、素子長、浮遊容量・インダクタンスの影響等）を押さえておく必要がある。
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| 11週 |
回路素子定数の測定
インピーダンスの測定（交流ブリッジ） |
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| 12週 |
回路素子定数の測定
インピーダンスの測定（Qメータ、オペアンプ） |
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| 13週 |
磁気量の測定
ヒステリシス特性と透磁率 |
現代社会では高効率モータや発電システム、電源システムの高効率化、小型磁気センサなど、磁気計測のニーズがますます高まっている。ここでは磁気計測の基本となる磁気量の測定方法について解説する。
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| 14週 |
磁気量の測定
ホール効果、SQUID磁束計、核磁気共鳴の測定 |
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| 15週 |
前期まとめ |
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
試験解説 |
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| 2週 |
高周波計測
高周波の定義、分布定数回路、インピーダンスの測定 |
計測対象の信号の周波数が高くなると、波動としての性質や電磁気的な性質が顕著に表れるため、計測の際に注意が必要となる。ここでは、高周波信号に対する計測手法と電磁環境両立性について学ぶ。
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| 3週 |
高周波計測
高周波電力、周波数測定 |
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| 4週 |
高周波計測
EMC、EMI、EMS |
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| 5週 |
雑音源と信号
雑音源 |
雑音の発生メカニズムからその特徴を理解し、それを除去する必要がある。また、雑音が混入しない対策も重要となる。そして、計測システムが雑音にどれだけ耐性があるのかの評価も必要となる。
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| 6週 |
雑音源と信号
信号と雑音の評価 |
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| 7週 |
信号の伝送と雑音対策
信号源としてのセンサ |
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| 8週 |
信号の伝送と雑音対策
計測信号の伝送と雑音対策 |
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| 4thQ |
| 9週 |
信号の伝送と雑音対策
シールドとアース |
雑音をできるだけ減らしてセンサから信号を効率用良く取り出し、できる限り雑音が混入しないように、かつ、波形が変歪しないように伝送する手法について学ぶ。
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| 10週 |
ディジタル計測
標本化、量子化 |
センサ等で計測されたアナログ信号をディジタル進行に変換する手法について述べる
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| 11週 |
ディジタル計測
A-D変換 |
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| 12週 |
ディジタル計測
A-D変換 |
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| 13週 |
ディジタル計測
A-D変換 |
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| 14週 |
周波数解析と雑音処理
周波数解析 |
計測に直接関係する周波数解析手法と雑音除去をについて学ぶ。
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| 15週 |
周波数解析と雑音処理
雑音処理 |
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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 |
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 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |