到達目標
１．測定の定義と種類を説明できる．
２．国際単位系の構成を理解し，基本単位，組立単位，標準，トレーサビリティを説明できる．
３．測定誤差の原因と種類，精度と不確かさ，合成誤差を説明できる．
４．機械量および電気量の計測原理と測定方法を説明できる．
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 | 測定の定義と種類について，具体例を示しながら，それぞれの特徴を詳しく説明できる． | 測定の定義と種類を説明できる． | 測定の定義と種類を説明できない． |
| 評価項目2 | 国際単位系の構成を理解し，基本単位，組立単位，標準，トレーサビリティを説明できる． | 国際単位系の構成を理解し，基本単位，組立単位を説明できる． | 国際単位系の構成を理解し，基本単位，組立単位，接頭語を説明できない． |
| 評価項目3 | 測定誤差の原因と種類，精度と不確かさ，合成誤差を説明できる． | 測定誤差の原因と種類，精度と不確かさを説明できる． | 測定誤差の原因と種類，精度と不確かさを説明できない． |
学科の到達目標項目との関係
本科（準学士課程）での学習・教育到達目標 3-3
説明
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教育方法等
概要:
計測とは，国際的に認知されたルールに従い，対象に関する情報を量的に捕らえ，それを活用することである．科学技術の発展には不可欠な技術であり，この計測によって人々はある事柄に対して共通の理解と認識を得ることができる．
本科目では，計測全般に共通な基礎的事項である単位と標準，測定データの統計的処理，計測のための電子回路，機械系および電気電子系に関係する物理量の測定方法の習得を目的とする．
授業の進め方・方法:
適宜プリントを配布しての講義形式で行う．演習を多く取り入れ，実験や実習に活用できるようにする．データ処理や測定方法の学習においては，実習も実施したい．
注意点:
計算を行う授業では，関数電卓を準備すること．
計測用語については，英語表記も覚えていくこと．
演習は必ず自分の手を使って解いてみること．
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 |
ガイダンス
測定の定義と種類 |
測定の定義と種類（偏位法・零位法，直接測定・間接測定等）を説明できる．
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| 2週 |
国際単位系（SI）の仕組み |
SIの構成を理解し，基本単位，組立単位を説明できる．
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| 3週 |
標準の供給体系とトレーサビリティ |
標準の供給とトレーサビリティを説明できる．
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| 4週 |
測定誤差，系統誤差
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誤差とその原因（種類）を説明できる．
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| 5週 |
偶然誤差の統計的性質 |
正確さと精密さを説明できる．
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| 6週 |
正規分布，標準偏差 |
ばらつきの程度を数量的に表すことができる．
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| 7週 |
有効数字と数値の丸め |
有効数字と有効桁数について説明でき，有効数字を考慮した四則演算ができる．
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| 8週 |
[前期中間試験] |
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| 2ndQ |
| 9週 |
答案返却と解説
誤差の伝播 |
間接測定における個々の測定誤差が最終結果にどの程度影響するのかを見積もることができる．
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| 10週 |
最小二乗法 |
最小二乗法の原理を説明できる．
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| 11週 |
最小二乗法 |
最小二乗法を用いて一次式で表される実験式を導出できる．
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| 12週 |
不確かさ評価 |
不確かさと誤差の考え方の違い，不確かさの種類を説明できる．
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| 13週 |
不確かさ評価 |
標準不確かさ（Aタイプ，Bタイプ），合成不確かさ，拡張不確かさを求めることができる．
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| 14週 |
総合演習 |
具体的な測定例を用いた演習問題を解くことができる．
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| 15週 |
[前期末試験] |
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| 16週 |
答案返却と解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
計測用電子回路 |
オペアンプの基本的な動作を理解できる．
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| 2週 |
計測用電子回路 |
オペアンプを用いた増幅回路，演算回路を説明できる．
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| 3週 |
距離，変位の測定 |
光学式，超音波式の距離・変位測定の原理と測定方法を説明できる．
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| 4週 |
位置，角度の測定 |
ポテンショメータ，エンコーダの原理と使用方法を説明できる．
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| 5週 |
力，ひずみの測定 |
ひずみゲージの原理とロードセル，感圧材料等の力測定の方法を説明できる．
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| 6週 |
温度の測定 |
熱伝対，測温抵抗体，サーミスタ等の原理と温度の測定方法を説明できる．
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| 7週 |
総合演習 |
機械系物理量に関する計測原理，測定方法についての演習問題を解くことができる．
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| 8週 |
[後期中間試験] |
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| 4thQ |
| 9週 |
答案返却と解説
電流，電圧の測定 |
指示計器の動作原理と電流・電圧測定の方法を説明できる．
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| 10週 |
電流，電圧の測定 |
分流器，倍率器を用いた電流・電圧の測定範囲の拡大方法について説明できる．
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| 11週 |
抵抗，インピーダンスの測定 |
電圧降下法による抵抗測定方法，回路計の動作原理を説明できる．
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| 12週 |
抵抗，インピーダンスの測定 |
ブリッジ回路によるインピーダンス測定方法を説明できる．
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| 13週 |
波形の測定 |
オシロスコープの動作原理および波形の測定方法を説明できる．
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| 14週 |
総合演習 |
電気系物理量に関する計測原理，測定方法についての演習問題を解くことができる．
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| 15週 |
[学年年末試験] |
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| 16週 |
答案返却と解説 |
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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。 | 3 | |
| 測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 2 | |
| 代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 2 | |
| 電圧降下法による抵抗測定の原理を説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 40 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | ０ | ０ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |