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科目の基本情報

開講年度	2019 年度
開講区分	工学部機械工学科／総合工学科機械工学コース・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
ナンバリングコード	EN-SYST-3 ナンバリングコード一覧表はこちら ※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。

開放科目
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)
担当教員	HAYAKAWA, Souichirou

学修の目的と方法

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。
学修の目的	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。
学修の到達目標	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　個性に輝く技術者となるために、自らの短所を補い、長所を伸ばそうとする意欲と姿勢を持っている。【関心・意欲】【態度】　社会性・国際性・倫理観：社会的・国際的に広い視野、先見性、倫理観を持つために、科学技術の果たす歴史的・社会的役割を理解している。【態度】　コミュニケーション能力：自らの考えを日本語や英語で科学的・論理的に説明し、コミュニケーションすることができる。【技能・表現】　工学基礎：工学の礎となる数学、自然科学、情報技術に関する基礎知識を持っており、これを使って議論できる。【知識・理解】　機械工学専門：材料と構造、運動と振動、エネルギーと流れ、情報と計測・制御、設計と生産、機械とシステムなどの機械工学の主要専門分野に関する基礎知識を持ち、これを応用することができる。【知識・理解】　デザイン能力・創造性：社会の要求をとらえたモノづくりのための創造力と設計技術の基礎を修得している。【思考・判断】　実践的能力：機械の専門分野とともに、産業の環境負荷や生態系への影響、環境と人間に調和する機械の知能化など、環境-人間-機械の関係を総体的にとらえて、科学技術を応用することができる。【思考・判断】　自主性：地球の将来を見据えて、自ら課題を設定し、計画・実行することができる。【関心・意欲】 ○ 全学の教育目標感じる力　感性　共感 ○主体性考える力 ○幅広い教養 ○専門知識・技術 ○論理的・批判的思考力コミュニケーション力　表現力(発表・討論・対話) 　リーダーシップ・フォロワーシップ　実践外国語力生きる力 ○問題発見解決力　心身・健康に対する意識　社会人としての態度・倫理観
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（20点）、定期試験（80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。
授業の方法	講義演習
授業の特徴	PBL 特色ある教育地域理解・地域交流の要素を加えた授業英語を用いた教育
授業改善の工夫	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。関連する科目内容について再確認の目的も含めて取扱い、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。
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
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。
その他

授業計画

MoodleのコースURL

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
学修内容	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
事前・事後学修の内容	事前に教科書の授業範囲の内容を読んでおくこと。　事後は各回の演習問題を再度解きなおすこと。　また、第5回か第6回で測定に関しての演習課題を出す予定。

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