概要:
計測の技術は工業的な分野にとどまらず、日常のさまざまな場面で用いられている。本講義では、計測技術の基礎概念を紹介し、電気・電子計測技術を取り上げて講義を行う。
※実務との関係
この科目は企業で計測技術の研究開発を担当していた教員が、その経験を活かし、計測器と計測システムの構成と原理、最新の計測技術などについて講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
授業内容は教科書ベースで、関連知識や最新の技術動向も紹介する。自学自習の効果を確認するために、科目内容と関連する課題でレポートの提出が求められる。
注意点:
計測技術は複数分野を横断する総合的な技術体系で、制御と情報処理を行うために基礎となる技術です。本科目は、ディジタル技術検定（制御部門）と関連が深い。関連する基礎科目は3年次に開講される電気回路や電子回路、電子制御機器学であり、関連する項目を復習して受講することが望まれる。また、システムを組み合わせるインテグレーションという観点から4、5年次に開講される制御工学とも関連が深い。規定授業時間数：60単位時間。本科目は、90分の授業に対して放課後・家庭で90分程度の自学自習が求められます。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
本講義の学習内容や目標、評価方法について理解する。
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| 2週 |
計測の基礎（１） |
測定方法の分類、計測の構成と計測技術における考え方を理解できる。
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| 3週 |
計測の基礎（２） |
測定値の扱いについて、計測誤差と精度について理解できる。
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| 4週 |
計測の基礎（３） |
有効数値・誤差の伝播を考慮し測定値の処理について理解できる。
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| 5週 |
単位系と標準（１） |
国際単位（SI）系の基本を理解し、組立単位を把握できる。
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| 6週 |
単位系と標準（２） |
国際単位（SI）系の基本を理解し、組立単位を把握できる。
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| 7週 |
単位系と標準（３） |
国家計量標準とトレーサビリティの基本を理解できる。
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| 8週 |
単位系と標準（４）、中間復習と課題実施 |
電気量の計測標準（電圧標準と抵抗標準）を理解できる。前期中間までの勉強内容をまとめ、計測基準と単位系の課題を実施、レポートを提出できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
電気・電子計器の基礎（１） |
アナログ指示計器とその動作原理について理解し、説明できる。
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| 10週 |
電気・電子計器の基礎（２） |
倍率器･分流器を用いた測定範囲の拡大について理解できる。
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| 11週 |
電気・電子計器の基礎（３） |
電子式計器について理解し、説明できる。
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| 12週 |
直流・低周波の電流・電圧測定（１） |
指示計器を用いて電流・電圧の測定について説明できる。
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| 13週 |
直流・低周波の電流・電圧測定（２） |
微小電流・電圧の測定について理解し、説明できる。
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| 14週 |
直流・低周波の電流・電圧測定（３） |
高電圧・大電流の測定について理解し、説明できる。
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| 15週 |
前期定期試験 |
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| 16週 |
定期試験回答返却 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
直流・低周波の電力測定（１） |
電力の測定について理解し、説明できる。
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| 2週 |
直流・低周波の電力測定（２） |
無効電力・微小電力の測定について理解し、説明できる。
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| 3週 |
直流・低周波の電力測定（３） |
電力量と力率について理解し、説明できる。
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| 4週 |
抵抗・インピーダンスの測定（１） |
電圧降下法による抵抗測定について説明できる。
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| 5週 |
抵抗・インピーダンスの測定（２） |
低抵抗・高抵抗の測定について理解し、説明できる。
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| 6週 |
抵抗・インピーダンスの測定（３） |
特殊抵抗の測定について理解し、説明できる。
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| 7週 |
抵抗・インピーダンスの測定（４） |
インピーダンスの測定について理解し、説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
磁界･時間の測定 |
磁界･時間の測定を理解し、その基本的な考え方について説明できる。
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| 10週 |
ディジタル計器（１） |
AD変換の原理を理解し、説明できる。
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| 11週 |
ディジタル計器（２） |
AD変換を用いたデジタル計器の原理について理解し、説明できる。
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| 12週 |
ディジタル計器（３） |
計測信号のディジタル化および関連する計測システムの技術について理解できる。
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| 13週 |
波形の観測と記録 |
オシロスコープの動作原理を説明できる。
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| 14週 |
応用計測 |
計測領域において雑音測定、レベルに関する量、ひずみ率の測定について理解し、説明できる。
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| 15週 |
後期定期試験 |
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| 16週 |
定期試験回答返却 |
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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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 3 | 前1,前2,前13,前14,後9,後12,後14 |
| 実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 2 | 前2,前13,前14 |
| 実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 3 | 前1,前2,前13,前14,後9,後14 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 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,後9,後12,後14 |
| 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3,前4,後14 |
| 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5,前6 |
| 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6,前7 |
| 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9,前11,前12,前13 |
| 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10,前11,前13,前14 |
| 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 | 後10,後11,後12 |
| 電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 4 | 前12,後4,後5 |
| 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6,後7 |
| 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1,後2,後3 |
| 電力量の測定原理を説明できる。 | 4 | 後3 |
| オシロスコープの動作原理を説明できる。 | 4 | 後13 |