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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部機械工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 3年次
工学部機械工学科
選択・必修 選択
学科選択
授業科目名 計測工学および演習
けいそくこうがく および えんしゅう
Sensing Technology and Exercises
単位数 2.5 単位
他学部・他研究科からの受講
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

前期

開講時間 木曜日 5, 6, 7時限
開講場所

担当教員 早川 聡一郎(工学研究科機械工学専攻)

HAYAKAWA, Souichirou

学習の目的と方法

授業の概要 ロボット・マニュピレータに代表される機械の知能化には、人間の感覚に対応する各種センサによる計測システムが必須である。また、工業製品などの品質の保証や互換性の保持、大気の状態や地殻の変動など地球環境の把握など広範囲な領域で計測は重要な役割を果たしている。計測とはセンサで単に測定することだけではない。求められた事象をどのような測定量として測定すればよいかを考え決定し、その測定量の特性を検討し、その測定に必要なセンサを選択または開発し、得られた計測量についてデータ処理などの解析を行い、結果を分析し、その後の制御などの目的に合う形式に変換するというようなトータルシステムである。このような計測システムを構成するセンサやデータ処理方法について学習する。
学習の目的 各種センサの原理を理解し、計測するために必要なセンサを選択することができる。コンピュータで計測データを取り込み、解析などを行うめに必要な変換器などを選定・設計し,適切なデータ処理を行うことができる。
学習の到達目標 各種センサの原理を理解し、説明することができる。コンピュータで計測データを取り込み、解析などを行うめに必要な変換器などを選定し,適切なデータ処理を行うことができる。
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  • ○主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  • ○幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的思考力
  • ○課題探求力
  • ○問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  •  感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義 演習

授業の特徴

教科書 計測システム工学の基礎 第3版(西原他、森北出版株式会社)
参考書 センシング工学(新美、コロナ社)、計測工学(山口他、共立出版)、エレクトロニクス計測(市川、オーム社)
信号処理(森下他、計測自動制御学会)、計測と信号処理(鳥居、コロナ社)、波形データ処理(南、CQ出版)、ディジタル回路の考え方(清水他、オーム社)など
成績評価方法と基準 出席は必要条件であり、7割以上出席した者に対して単位を与える。
評価は、宿題レポート・調査型課題(30点)、定期試験(70点)の総計100点で行い、総計点数/10を四捨五入して最終成績とし,最終成績6以上を合格とする。
オフィスアワー 火曜日5,6限に,早川教員室(工学部機械棟2314号室)で対応する予定であるが,事前に電子メールにより必ず連絡し確認をすること.
受講要件
予め履修が望ましい科目 各種センサーの原理については、「物理学」、「材料・物性工学」、「電磁気学」などの基礎工学。誤差解析や信号処理については、偏微分などの基礎数学や「工業数学」で学んだ確率統計やフーリエ変換などを用いる。
発展科目 単に物理現象を「はかる」だけでなく、得られたデータを用いて「制御工学」、「システム制御工学」、「電子機械学および演習など」などに応用する。
授業改善への工夫 演習を行い、演習問題を解説する時間も設ける。
毎回の授業の初めには前回行った内容を簡潔に示し、今回の授業への導入が容易になるようにする。
関連する科目について触れ、必要ならばその要約で復習する。
具体的実例についても可能な限り触れるようにする。
その他

授業計画

キーワード 計測基礎論と基本的な量の測定法
単位、不確かさと精度、データ解析、センサ、インタフェース、信号処理、
Key Word(s) Unit, Uncertainty and precision, Data analysis, Sensor, Interface, Signal processing
学習内容 授業内容
 第1回  計測の概要
 第2回  物理量の単位、SI単位系
 第3回  測定の誤差と精度1
       測定誤差、有効数字、計算過程の誤差
 第4回  測定の誤差と精度2
       測定の精度、精度の表し方、間接測定
 第5回  最小二乗法1
       基準の方程式(一次式)、簡便な導出法
 第6回  最小二乗法2
       対数スケール問題、二次形式の最小二乗法
 第7回  データの補完
 第8回  回帰分析と分散分析
 第9回  機械的測定1
       ゲージ、角度、質量
 第10回  機械的測定2
       力、圧力、流速、衝撃
 第11回  センサとセンシング1
       機械量の計測
 第12回  センサとセンシング2
       磁界の計測、光の計測、温湿度の計測
 第13回  信号の計測法1
       アナログ前処理、計測用IC、フィルタ
 第14回  信号の計測法2
       ノイズ対策、観測機器、ADコンバータ
 第15回  信号の処理
 第16回  定期試験
学習課題(予習・復習) センシング技術の応用例に関しての調査型課題を与える予定である。
ナンバリングコード(試行) EN-SYST-3

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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