概要:
電気計測の基礎理論と指示計器および各種電気量の測定方法を理解することは、電気技術者の基本である。
本講義を通して、電気・電子計測に関する基礎理論や必要な知識・手法を習得することを目的とする。
授業の進め方・方法:
・講義を中心に授業を進めるが、ペアやグループでの学び合いも行う。
・理解度の確認のために課題を出す。
注意点:
電気回路や電気磁気学などの電気系基礎科目で学んだことが、計測器に応用されています。丸暗記ではなく、電気系基礎理論と測定原理を関連づけて理解して欲しい。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
計測の基礎 |
電気量の計測について簡単に説明できる。
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| 2週 |
計測の基礎 |
測定方法の分類と測定誤差、精度を説明できる。
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| 3週 |
計測の基礎 |
最小2乗法により回帰直線を求めることができる。
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| 4週 |
計測の基礎 |
誤差の伝搬を考慮して計測値を処理できる。
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| 5週 |
計測の基礎 |
有効数字を考慮して計測値を処理できる。
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| 6週 |
単位系と標準 |
SI単位系および計量標準のトレーサビリティについて説明できる。
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| 7週 |
電気量の標準 |
電気量の標準および標準器について説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
指示計器の分類・構成 |
指示計器を分類できる。
指示計器の構成要素について説明できる。
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| 10週 |
指示計器の原理 |
可動コイル形計器および可動鉄片形計器の動作原理と特徴を説明できる。
交流の平均値と実効値を計算できる。
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| 11週 |
指示計器の原理 |
電流力計形･整流形･熱電形･静電形計器それぞれの動作原理と特徴を説明できる。
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| 12週 |
まとめ・演習 |
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| 13週 |
測定範囲の拡大 |
分流器･倍率器･計器用変圧器･計器用変流器を用いて測定範囲の拡大を行える。
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。
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| 14週 |
電位差計・検流計 |
電位差計の原理を説明できる。
検流計の内部抵抗測定について説明できる。
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| 15週 |
まとめ・演習 |
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| 16週 |
期末試験
答案返却時間 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
抵抗・インピーダンスの測定 |
低抵抗から高抵抗までの抵抗測定方法について説明できる。
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| 2週 |
抵抗・インピーダンスの測定 |
電圧電流計法における誤差を説明できる。
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| 3週 |
抵抗・インピーダンスの測定 |
接地抵抗、絶縁抵抗の測定原理を説明できる。
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| 4週 |
抵抗・インピーダンスの測定 |
直流ブリッジを使用した抵抗測定を説明できる。
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| 5週 |
抵抗・インピーダンスの測定 |
交流ブリッジを使用したインピーダンス測定を説明できる。
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| 6週 |
抵抗・インピーダンスの測定 |
インダクタンス・静電容量測定を説明できる。
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| 7週 |
抵抗・インピーダンスの測定 |
インダクタンス・静電容量測定を活用して周波数測定を説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
電力・力率・電力量の測定 |
直流回路の消費電力測定における誤差について説明できる。
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| 10週 |
電力・力率・電力量の測定 |
単相電力計の測定原理を説明できる。
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| 11週 |
電力・力率・電力量の測定 |
単相の有効電力、無効電力、力率の測定を説明できる。
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| 12週 |
電力・力率・電力量の測定 |
3相交流の有効電力、無効電力、力率の測定を説明できる。
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| 13週 |
電力・力率・電力量の測定 |
電力量の測定、積算電力計を説明できる。
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| 14週 |
信号波形の測定 |
オシロスコープの原理と波形観測(振幅、周波数、周期)を説明できる。
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| 15週 |
信号波形の測定 |
リサージュ図形について説明できる。各種センサーについて説明できる。
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| 16週 |
期末試験
答案返却時間 |
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| 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 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 4 | 前10 |
| 合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | 後3 |
| 相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 3 | 後4 |
| 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 | 前2 |
| 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 | 前2,前3 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前10 |
| 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 | 前11 |
| 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 | 前15 |
| 電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 4 | 後2 |
| 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 | 後3,後4,後5 |
| 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 | 後8,後10 |
| 電力量の測定原理を説明できる。 | 4 | 後11,後12 |
| オシロスコープの動作原理を説明できる。 | 4 | 後13 |