到達目標
1. センサやアクチュエータの仕組みおよび使用方法を理解できる。
2. アナログ信号処理・ディジタル信号処理について理解できる。
3. 正確な測定の妨げになるノイズや測定精度について理解できる。
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 | センサやアクチュエータの仕組みおよび使用方法について深く理解し、詳しく説明できる。 | センサやアクチュエータの基本的な仕組みおよび使用方法を理解し、それを説明できる。 | センサやアクチュエータの仕組みおよび使用方法を理解できない。 |
| 評価項目2 | アナログ信号処理・ディジタル信号処理について深く理解し、詳しく説明できる。 | アナログ信号処理・ディジタル信号処理について基本事項を理解し、それを説明できる。 | アナログ信号処理・ディジタル信号処理について理解できない。 |
| 評価項目3 | ノイズやノイズ除去について深く理解し、詳しく説明できる。 | ノイズやノイズ除去について基本事項を理解し、それを説明できる。 | ノイズやノイズ除去について理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
教育方法等
概要:
メカトロニクスに必要な計測技術、センサ技術およびアクチュエータ技術それぞれの基本事項を理解し、機械とコンピュータを繋ぐインターフェース技術に関する基礎知識を習得する。
授業の進め方・方法:
板書を基本とするが、必要に応じて紙資料の配布やプロジェクターを用いる。レポートの提出等はWebクラスを用いる。
注意点:
本講義で学ぶ知識を背景に「組み込み技術」での各演習を行うため、講義内容をしっかり理解すること。
授業の属性・履修上の区分
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 |
・導入
・単位と標準 |
・インターフェース技術の概要を理解する。
・物事を量的にとらえる基準である単位とその大きさを実現する標準について理解する。
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| 2週 |
・センサ１ |
・センサの概要を理解する。
・センサ出力の特性を理解する。
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| 3週 |
・センサ２ |
・位置、温度、光度、姿勢角などの物理量を測定するセンサおよびその測定原理について理解する。
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| 4週 |
・測定誤差と測定精度 |
・センサの測定するデータに含まれる誤差や測定精度について理解する
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| 5週 |
・ＤＣモータについて |
・ＤＣモータの動作原理，電気的特性を理解する。
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| 6週 |
・ＤＣモータの駆動回路 |
・接点方式，無接点方式などDCモータの駆動回路を理解する。
・ＰＷＭ制御について理解する。
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| 7週 |
・アナログ信号処理（増幅） |
・オペアンプについて理解する。
・オペアンプを用いた各種増幅回路について理解する。
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| 8週 |
・中間試験 |
・１～７週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。
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| 2ndQ |
| 9週 |
・アナログ信号処理（演算） |
・オペアンプを用いた微分回路，積分回路について理解する。
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| 10週 |
・中間試験内容についての解説 |
・中間試験の内容を理解する。
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| 11週 |
・アナログ信号処理（フィルタ） |
・オペアンプを用いた各種アナログフィルタ回路について理解する。
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| 12週 |
・デジタル信号処理（サンプリング） |
・デジタル信号処理の流れ、サンプリングについて理解する。
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| 13週 |
・デジタル信号処理（量子化） |
・量子化，量子化誤差、SN比について理解する。
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| 14週 |
・A-D変換器，D-A変換器 |
・逐次比較型A-D変換器など各種A-D変換器について理解する。
・R-2RラダーD-A変換器について理解する。
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| 15週 |
・デジタル信号処理による雑音除去 |
・デジタル雑音処理について理解し，一例として移動平均法について理解する。
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| 16週 |
・定期試験 |
・９～１５週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 計測の定義と種類を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。 | 4 | 前4 |
| 国際単位系の構成を理解し、SI単位およびSI接頭語を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。 | 4 | 前3 |
評価割合
| 試験 | 演習・レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |