Course Objectives
複合分野の基礎となる基本的素養を身につけるため、
1. 計測の分類法、計測精度や測定誤差の定義、単位の成り立ちなど、計測の基礎について説明できる。
2. 指示計測器について、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. OPアンプと基本的なセンサ回路について説明できる。
4. A/D・D/A変換器の原理について説明できる。
Rubric
| 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 | 計測の分類法、計測精度や測定誤差の定義、単位の成り立ちなど、計測の基礎について正しく説明でき、計算できる。 | 計測の分類法、計測精度や測定誤差の定義、単位の成り立ちなど、計測の基礎について説明できる。 | 計測の分類法、計測精度や測定誤差の定義、単位の成り立ちなど、計測の基礎について正しく説明できない。 |
| 評価項目２ | 学習した計測器の大部分について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を正しく説明できる。 | 一部の計測器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法をある程度説明できる。 | いずれの計測器についても、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ない。 |
| 評価項目３ | OPアンプと基本的なセンサ回路について説明でき、複雑な回路で計算ができる。 | OPアンプと基本的なセンサ回路について説明でき、簡単な回路で計算ができる。 | OPアンプと基本的なセンサ回路について説明できない。 |
| 評価項目４ | A/D・D/A変換器の原理について正しく説明でき、複雑な回路で計算ができる。 | A/D・D/A変換器の原理について説明でき、簡単な回路で計算ができる。 | A/D・D/A変換器の原理について説明できない。 |
Assigned Department Objectives
Teaching Method
Outline:
一般に計測とは、センサを用いて計測対象の状態を表す物理量を電気信号に変換して計算機に取り込み、人間や機械が計測対象の状態を把握できるデータに変換することである。本講義では、この一連の処理に用いられる各種センサの原理、センサ出力を計測するためのアナログ回路と計算機に取り込むためのA/D変換器、およびD/A変換器などに関して、具体例を示しながら学習する。
Style:
座学による講義を主体とし、適宜、レポートや学習シートにより理解度を確認する。
Notice:
授業の進み具合によって計画が多少前後する。関連科目は、基礎電気回路(１年）、電気回路(２年)、アナログ回路（３年）、ディジタル回路（３年）、電子工学実験（３年）等である。
成績評価式＝0.9×（前期中間試験＋前期末試験+後期中間試験+後期末試験）÷4＋演習レポート（10点）
Course Plan
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Theme |
Goals |
| 1st Semester |
| 1st Quarter |
| 1st |
計測の基礎(1) |
計測方法とその特徴について説明できる。
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| 2nd |
計測の基礎(2) |
測定した値の評価方法、計測器の確度および単位系について説明できる。
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| 3rd |
直流・交流回路の性質 |
直流・交流回路で、直並列回路を含む回路解析ができる。
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| 4th |
直流電源の性質 |
内部抵抗を含む直流電源の性質について説明できる。
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| 5th |
電気計測（直流計測）(1) |
直流計測の基本は、電磁石と永久磁石との間に働く力を表示することである。可動コイル形電流計や分流器等の計測器について説明できる。
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| 6th |
電気計測（直流計測）(2) |
直流計測の基本は、電磁石と永久磁石との間に働く力を表示することである。分圧器、電圧降下法、直流ブリッジ回路等の計測器について説明できる。
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| 7th |
演習 |
直流計測に関する演習問題の説明・計算ができる。
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| 8th |
前期中間試験 |
指定した範囲で、理解度が確認できる。
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| 2nd Quarter |
| 9th |
交流回路・交流電源の性質 |
交流回路におけるキルヒホッフの定理、重ねの定理、テブナンの定理、交流ブリッジについて説明でき、計算できる。
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| 10th |
電気計測（交流計測）(1) |
交流用指示計器は、極性にかかわらず同じ方向に指針が振れるよう工夫されている。整流回路、可動鉄片形電流計等の計測器について説明できる。
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| 11th |
電気計測（交流計測）(2) |
交流用指示計器は、極性にかかわらず同じ方向に指針が振れるよう工夫されている。交流電力、積算電力計、交流ブリッジ等の計測器について説明できる。
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| 12th |
結合回路(1) |
相互誘導について説明し、相互誘導回路の計算ができる。
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| 13th |
結合回路(2) |
理想変成器について説明できる。
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| 14th |
演習 |
交流計測、相互誘導、理想変成器に関する演習問題の説明・計算ができる。
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| 15th |
前期末試験 |
指定した範囲で、理解度が確認できる。
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| 16th |
答案返却など
オペアンプの基本回路(1) |
答案の返却と解説から、再確認と修正ができる。
反転増幅回路、非反転増幅回路について説明できる。
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| 2nd Semester |
| 3rd Quarter |
| 1st |
オペアンプの基本回路(2) |
バッファアンプ、差動増幅回路、２電源と単電源での使用方法、振幅の最大値、オフセットとドリフト等について説明できる。
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| 2nd |
演習 |
OPアンプに関する演習問題の説明・計算ができる。
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| 3rd |
センサによる物理量の計測(1) |
電気・磁気センサ等について説明でき、回路の計算ができる。
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| 4th |
センサによる物理量の計測(2) |
光センサ、圧力センサ等について説明でき、回路の計算ができる。
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| 5th |
演習 |
演習問題を解くことで、理解度が確認できる。
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| 6th |
信号のフーリエ級数展開 |
任意の波形がフーリエ級数で表現できることを説明できる。
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| 7th |
信号の解析と合成 |
矩形波には、基本波や高調波が含まれること、又、基本波と高調波を合成すると種々の信号が得られることを説明できる。
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| 8th |
後期中間試験 |
指定した範囲で、理解度が確認できる。
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| 4th Quarter |
| 9th |
信号のディジタル化(1) |
信号の表現、標本化定理について説明できる。
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| 10th |
信号のディジタル化(2) |
エイリアシング、量子化について説明できる。
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| 11th |
Ａ／Ｄ変換 |
サンプル＆ホールド、二重積分型Ａ／Ｄ変換器について説明ができる。更に、逐次比較型と並列比較型Ａ／Ｄ変換器について説明できる。
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| 12th |
演習 |
演習問題を解くことで、理解度が確認できる。
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| 13th |
Ｄ／Ａ変換 |
重み付き加算、電流加算D/A変換器について説明ができる。更に、テブナンの定理について説明でき、はしご型D/A変換器が説明できる。
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| 14th |
演習 |
演習問題を解くことで、理解度が確認できる。
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| 15th |
後期末試験 |
指定した範囲で、理解度が確認できる。
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| 16th |
答案返却など |
期末試験の解答と解説から、再確認と修正ができる。
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Evaluation Method and Weight (%)
| 試験(90%) | 演習レポート(10%) | Total |
| Subtotal | 90 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 60 | 10 | 70 |
| 専門的能力 | 30 | 0 | 30 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |