到達目標
単位を理解し,測定値の確からしい値についての解釈の仕方を学ぶ.
有効数字や最小二乗法を理解する.
・測定の定義と種類を説明できる。
・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。
・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。
・長さ、角度、形状、力、圧力、流量、粘度、温度、湿度、時間、回転数などの計測方法と計測機器を説明できる.
【V-A-8】計測制御:計測の理論および各種物理量の測定方法の習得を目標とする.
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 |
計測に必要な単位・基準,計測方式,計測の誤差とその処理について理解できる(A-1). | 計測に必要な単位・基準,計測方式,計測の誤差とその処理について理解でき,応用ができる. | 計測に必要な単位・基準,計測方式,計測の誤差とその処理について理解できる. | 計測に必要な単位・基準,計測方式,計測の誤差とその処理についての基礎を理解できない. |
与えられたグラフを用いて考察できる. | グラフを用いた統計学的考察の手法を説明できる. | 結果を系統学的に整理することができ,文章量が豊富で,オリジナルな考察を踏まえて論じることができる. | すべての項目が満たされたレポートが提出できる. |
各種センサの原理と特徴を理解できる | 新規に開発する装置に,適切なセンサを組み込み,機械システムを構築することができる. | センサの原理と特徴を理解し,説明できる. | センサの原理と特徴を理解できる. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本講義は,基本的にすでに習った内容で構成されている.
実験計画法,基礎物理,統計学の基礎の理解に則って進める.
購入すべき教科書は指定しないが,本講義を進める上で参考にしている図書は「計測における誤差解析入門 東京化学同人」 「計測システム工学の基礎 森北出版㈱」である.受講する学生にとって計測が重要であると感じた場合には,個人による購入をお勧めする.
授業の進め方・方法:
講義形式で進め,適宜演習を行う.本科目は板書を主に行う.必要に応じてパワーポイントによる資料をプロジェクタで提示する.
不明な点があれば,授業中もしくは授業後に質問に来てください.
注意点:
本科目は幅広い知識が必要です.今まで履修した科目を適宜復習してください.
総合点の6割以上で,単位を認定する.
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 |
"授業の概要や進め方についての説明 【V-A-8:1-1】測定の定義と種類を説明できる."
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授業の概要や進め方についての説明 【V-A-8:1-1】測定の定義と種類を説明できる.
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2週 |
"機械力学におけるSI単位系について学ぶ 【V-A-8:1-1】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."
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機械力学におけるSI単位系について学ぶ 【V-A-8:1-1】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.
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3週 |
"数値計算における誤差について学ぶ 【V-A-8:1-2】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,合成誤差を説明できる."
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電気工学・熱力学におけるSI単位系について学ぶ 【V-A-8:1-1】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.
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4週 |
考察法の理解(1)
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実験結果と理論値との差分,二乗誤差,偏差の意味を理解する.
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5週 |
考察法の理解(2)
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考察を論じる方法について, ①事実を述べる②真値を述べる③差を述べる④原因・対策を述べる に従って考察する方法を学ぶ
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6週 |
演習:最小二乗法について学習する
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最小二乗法について学習する
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7週 |
考察演習:仮想実験の測定結果を用いた考察法1 |
実験方法を論じることができ,実験結果を統計学に従って整理することができる.
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8週 |
考察演習:仮想実験の測定結果を用いた考察法2 |
定められた考察法に従って考察できる.
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2ndQ |
9週 |
考察演習:仮想実験の測定結果を用いた考察法3 |
定められた考察法に従って考察できる.
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10週 |
考察演習:仮想実験の測定結果を用いた考察法4 |
互いのレポートの出来を相互評価できる.不足する部分,追記した方が良い部分について指摘できる.
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11週 |
各種センサーの原理と特徴1 |
位置の検出,長さ,重さのセンサの構造と測定原理,特徴を学ぶ
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12週 |
各種センサーの原理と特徴2 |
ひずみ,荷重,加速度のセンサの構造と測定原理,特徴を学ぶ
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13週 |
各種センサーの原理と特徴3 |
熱,流量,圧力のセンサの構造と測定原理,特徴を学ぶ
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14週 |
各種センサーの原理と特徴4 |
その他のセンサの構造と測定原理,特徴を学ぶ
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15週 |
期末試験に準ずる試験 |
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16週 |
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評価割合
| 試験 | RMSレポート | 仮想実験レポート | センサ調査 | グラフ作成レポート | 合計 |
総合評価割合 | 40 | 10 | 20 | 20 | 10 | 100 |
基礎的能力 | 40 | 10 | 15 | 15 | 10 | 90 |
相互評価 | 0 | 0 | 5 | 5 | 0 | 10 |