2015年度工学院大学 第1部機械システム工学科

計測工学(Fundamentals of Instrumentation)[6163]

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2単位
桐山 善守 准教授  [ 教員業績  JP  EN ]
最終更新日 : 2016/01/21

<学位授与の方針>
1. 基礎知識の習得
2. 専門分野知識の習得
3. 汎用的問題解決技能
4. 道徳的態度と社会性
5. 創成能力

<授業のねらい>
計測は、工学における「知る」を実現するための基本的な技術であり、エンジニアが学ぶべき知識として欠かすことはできない。本講義では、工学的な基礎技術である計測することの意義と価値について学ぶ。各種センサの計測原理やデータの取得・操作について学ぶことで、新たな計測技術やセンサ開発のための基礎力を養う。

<受講にあたっての前提条件>
本科目を履修する前に、「数学II」により多変数関数の微分法を、「物理学I」により力学を、「物理学II」により熱力学・電磁気学を習得しておく必要がある。本科目の修得後は、「制御工学I」に進み、「制御工学II」などの応用的な科目を履修することができる。

<具体的な到達目標>
・計測の不確かさを理解し、誤差と精度を評価できる。
・四力に関する基本的な計測原理を理解し、計測手法を実現できる。
・計測システムと信号処理方法について、基礎的な実装方法を実現できる。

(JABEE学習・教育到達目標)
「機械システム基礎工学プログラム」:D-2(◎)

<授業計画及び準備学習>
1. 計測工学の紹介
 準備学習:教科書の第1章を読んで予習する。

2. 国際単位系とセンサ素子の基本処理
 準備学習:教科書の第2および4章を読んで予習する。

3. センサ素子の信号処理回路
 準備学習:教科書の第5章を読んで予習する。

4. 雑音とその処理
 準備学習:教科書の第6章を読んで予習する。

5. 位置、距離のセンサ素子とシステム
 準備学習:教科書の第8章を読んで予習する。

6. 力、圧力のセンサ素子とシステム
 準備学習:教科書の第9章を読んで予習する。

7. 前半の要点整理及び演習
 準備学習:第1〜6回までの内容を復習する。

8. 温度、化学量のセンサ素子とシステム
 準備学習:教科書の第10章を読んで予習する。

9. 超音波のセンサ素子とシステム
 準備学習:教科書の第11章を読んで予習する。

10. 光センサ素子とシステム
 準備学習:教科書の第12章を読んで予習する。

11. センサの応用(力覚・触覚センサ)
 準備学習:教科書の第14章を読んで予習する。

12. センサの応用(画像計測)
 準備学習:教科書の第15章を読んで予習する。

13. センサデータとその誤差
 準備学習:教科書の第3章を読んで予習する。

14. 後半の要点整理および演習
 準備学習:第8〜13回までの内容を復習する。

15. 学習成果の確認(試験)

<成績評価方法>
成績評価は、期末試験70%、レポートおよび授業時の課題30%とし、60点以上の者に単位を認める。「機械システム基礎工学プログラム」の学習・教育到達目標D-2は、上記の評価基準を満たせば達成される。

<教科書>
木下源一郎、実森彰朗、「センシング工学入門」、コロナ社

<参考書>
指定参考書なし。

<オフィスアワー>
授業時間後に対応する。その他の時間帯の質問については、事前にE-mailで日程調整をしてください(kiriyama@cc.kogakuin.ac.jp)。

<学生へのメッセージ>
計測は、工学の最も重要な基礎技術の一つです。工学に関する新しい知見を理解し利用する上でも、計測技術は欠かせません。対象をどのように計測し、また得られたデータをどう処理するか、さらにその信頼性をどのように確保するかについて、基本的な考え方を身につけましょう。


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