概要:
システム機器の制御を行うためには、まずシステム機器に関する入力情報を収集する必要がある。本科目では、情報の検出・変換を行うセンサと、これから得られる電気信号をコンピュータに取り込み、データ処理する技術ついて体系的に整理して習得、これらに関わる基本的問題に対する解法を身につけることを目標とする。
授業の進め方・方法:
この科目は学修単位科目であるので、(90時間-講義時間)以上の自学自習を必要 とする。したがって、科目担当教員が課した課題の内、{(90時間-講義時間)×3 /4} 時間以上に相当する課題提出がないと単位を認めない。(各課題ごとの時間は 担当教員が設定する。
成績は、4回の定期試験の結果で評価する。
注意点:
電子計測技術は、電気・電子工学の実用を考える上で極めて重要な位置を占めている。講義に登場する内容が実用的な観点では実際の物とどのように関わっているか、という見方を常に心掛けるようにされたい。
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 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 4 | |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 4 | |
正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。 | 4 | |
正弦波交流のフェーザ表示を説明できる。 | 4 | |
R、L、C素子における正弦波電圧と電流の関係を説明できる。 | 4 | |
瞬時値を用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 4 | |
フェーザを用いて、簡単な交流回路の計算ができる。 | 4 | |
インピーダンスとアドミタンスを説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
正弦波交流の複素表示を説明し、これを交流回路の計算に用いることができる。 | 4 | |
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 4 | |
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 | |
網目電流法や節点電位法を用いて交流回路の計算ができる。 | 4 | |
重ねの理やテブナンの定理等を説明し、これらを交流回路の計算に用いることができる。 | 3 | |
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 4 | |
相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 4 | |
理想変成器を説明できる。 | 4 | |
交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。 | 4 | |
RL直列回路やRC直列回路等の単エネルギー回路の直流応答を計算し、過渡応答の特徴を説明できる。 | 4 | |
RLC直列回路等の複エネルギー回路の直流応答を計算し、過渡応答の特徴を説明できる。 | 4 | |
電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 3 | |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 3 | |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 2 | |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 2 | |
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 2 | |
静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 2 | |
コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 4 | |
静電エネルギーを説明できる。 | 2 | |
電流が作る磁界をビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を用いて説明でき、簡単な磁界の計算に用いることができる。 | 2 | |
電流に作用する力やローレンツ力を説明できる。 | 2 | |
磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 1 | |
電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 3 | |
バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 1 | |
FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 1 | |
利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。 | 4 | |
トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。 | 3 | |
演算増幅器の特性を説明できる。 | 3 | |
反転増幅器や非反転増幅器等の回路を説明できる。 | 3 | |
電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 2 | |
エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。 | 1 | |
原子の構造を説明できる。 | 1 | |
パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | 1 | |
結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 1 | |
金属の電気的性質を説明し、移動度や導電率の計算ができる。 | 1 | |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 1 | |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 1 | |
pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。 | 2 | |
バイポーラトランジスタの構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてバイポーラトランジスタの静特性を説明できる。 | 1 | |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 1 | |
電力 | 三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。 | 1 | |
電源および負荷のΔ-Y、Y-Δ変換ができる。 | 1 | |
対称三相回路の電圧・電流・電力の計算ができる。 | 1 | |
変圧器の原理、構造、特性を説明でき、その等価回路を説明できる。 | 2 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 4 | |
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 | |
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 | |
電力量の測定原理を説明できる。 | 4 | |
オシロスコープの動作原理を説明できる。 | 4 | |
オシロスコープを用いた波形観測(振幅、周期、周波数)の方法を説明できる。 | 4 | |