センサ工学

科目基礎情報

学校 高知工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 センサ工学
科目番号 7001 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械・電気工学専攻 対象学年 専1
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 教科書: 清野次郎・近藤昭治「センサ工学入門」(森北出版) 参考書: 大森豊明「センサ技術の基礎と応用」(幸書房),千原国宏「センサ」(コロナ社)
担当教員 岸本 誠一

到達目標

1.簡単な物理現象に関わる諸量(光,温度,長さ,磁界等)を計測するための,センサの原理を説明できる。
2.注目した物理量の計測に最適なセンサの選択の考察ができる。
3.センサ周辺の駆動回路等も含めた計測システムを考察できる。

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簡単な物理現象に関わる諸量(光,温度,長さ,磁界等)を計測するための原理が異なるいくつかのセンサを説明できる。簡単な物理現象に関わる諸量(光,温度,長さ,磁界等)を計測するためのセンサの原理を説明できる。簡単な物理現象に関わる諸量(光,温度,長さ,磁界等)を計測するためのセンサの原理を説明できない。
評価項目2注目した物理量の計測に最適なセンサの選択できる。注目した物理量の計測に最適なセンサの選択の考察ができる。注目した物理量の計測に最適なセンサの選択の考察ができない。
評価項目3センサ周辺の駆動回路等も含めた最適な計測システムを考察できる。センサ周辺の駆動回路等も含めた計測システムを考察できる。センサ周辺の駆動回路等も含めた計測システムを考察できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
今日,あらゆる産業分野において様々な種類・形態のセンサが使われており,生産管理、品質管理,各種制御等に不可欠なものとなっています。本講は,将来産業界で活躍する技術者として必要なセンサ技術の基礎知識(種類,基本構成,動作原理,基本特性等)と,その応用の実際について学習します。
授業の進め方と授業内容・方法:
毎回の授業は、基本的な事柄を説明した後、演習で理解を深める。授業最後には小テストを行う。
注意点:
試験の成績を70%,平素の学習状況(小テスト,レポート等を含む)を30%の割合で総合的に評価する。実務に応用できる専門基礎知識として,到達目標に対する達成度を試験等において評価する。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 センサ技術総論: エネルギー変換型センサとエネルギー制御型センサの特長を理解し、説明できる。
2週 半導体センサ:半導体センサを理解するための半導体材料の特長(共有結合やバンド構造)について学習する。 半導体の特長を理解し、センサに使われる基本特性を説明できる。
3週 半導体センサ:半導体センサを理解するための半導体材料の特長(p型、n型半導体、pn接合)について学習する。 半導体の特長を理解し、センサに使われる化合物半導体の特性を説明できる。
4週 半導体センサ:半導体センサを理解するための半導体材料の特長(光電効果、熱電効果、磁電効果など)について学習する。 半導体の特長を理解し、センサに使われる半導体特有の現象を説明できる。
5週 磁気センサ:磁気センサを用途別美分類し,その中のリードスイッチや動作原理とその応用について学習する。 磁気センサの動作原理を理解し、またリードスイッチの動作原理を理解できる。
6週 磁気センサ:Hall素子の動作原理とその応用について学習する。 Hall素子の動作原理を理解し、その動作回路を理解できる。
7週 圧力センサ:圧力センサのの動作原理について学習する。 圧力センサの動作原理を理解し、その動作回路を理解できる。
8週 化学センサ,バイオセンサ:各種化学センサ,バイオセンサの動作原理について学習する。 化学センサやバイオセンサの動作原理を理解し、その動作回路を理解できる。
9週 光センサ:光計測における基本量,レーザ光の特徴,レーザ応用技術について学習する。 種々の光センサの動作原理を理解し、その動作回路を理解できる。
10週 光ファイバセンサ:光ファイバセンサの動作原理について,応用例と合わせて学習する。 光ファイバセンサで種々の物理量を計測する原理を理解し、説明できる。
11週 流れの計測:圧力・流速・流量を計測する原理と応用例について学習する。 圧力、流量、および流速をセンサを使って計測する原理を理解し、説明できる。
12週 長さの計測:長さを計測する原理とその応用例について学習する。 長さを計測するセンサの動作原理を理解し、適切なセンサを選択できる。
13週 温度センサ:接触型の温度センサの原理と応用例について学習する。 接触型の温度センサの動作原理を理解し、その動作回路を理解できる。
14週 温度センサ:非接触型の温度センサの原理と応用例について学習する。 非接触型の温度センサの動作原理を理解し、その動作回路を理解できる。
15週 センサ技術の将来について,これまでの発展の経緯から将来動向を学習する。
これまでのセンサ技術の開発状況から、今後のセンサについて方向性を検討することができる。
16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60000040100
基礎的能力0000000
専門的能力60000040100
分野横断的能力0000000