2019年 理工学部 シラバス - 応用情報工学科
設置情報
| 科目名 | 計測システム | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 応用情報工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 作田 幸憲 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | K11A |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 計測は「長さ」や「重さ」を測るという身近のものから「脳の内部を外から調べる」などの高度なものまで多岐にわたる技術である。本講義では計測の基礎となるSI単位系から始まり，計測技術に関する先駆者達の知恵や工夫等を勉強する。この講義を修得することにより，計測システムに関わる基礎的な知識を得ることができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書を中心とした講義形式で授業を進める。また，理解を助けるため，演習，宿題等を課する。 |
| 履修条件 | 「回路理論」,「微分方程式」を修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 単位と標準，トレーサビリティ：単位系と計量標準，トレーサビリティについて勉強する。教科書の第1章について勉強する。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
|---|---|
| 第2回 | 電圧･電流の測定：先ず初めに，前回の課題について説明する。次に，計測システムの基礎として，電流計の構造と動作,分流器,電圧計への利用などについて学ぶ。2～4回は回路理論の応用に係わる内容です。特に第2回目では，回路図から式が立てられるよう，回路理論の教科書より第1，2章の内容を復習しておいてください（予習180分）。さらに，電圧･電流の測定に因んだ課題を出題するので解答しておくこと（復習120分）。 |
| 第3回 | 電圧･電流・電力の測定：課題の解答に続けて，電圧･電流計の負荷効果，メータの接続と誤差，更に電力測定（特に，交流電力の測定，3メーター法など）について勉強する。また，実社会での測定機関と社会との係わりについてビデオを用いて紹介する。理解を深めるため，任意の回路網について，各部の電圧，電流が求められるよう，主として回路理論の教科書(第1，2章)の例題・課題等について勉強しておいてください（予習180分）。さらに，今回の内容に因んだ課題を出題するので解答しておくこと（復習120分）。 |
| 第4回 | センサ，トランスデューサ：先ず初めに，前回の課題について説明する。次に，物理量を電気量へ変換するセンサの中，インピーダンス変化法を中心について勉強する。教科書のp.12からp.20を読んでよく分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第5回 | その他，起電力法および具体的なセンサの利用例などについて勉強する。教科書のp.20からp.29を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第6回 | 不確かさ：測定値の信頼性について用いられている「不確かさ」の評価についてプリントを用いて勉強する。教科書のp.8からp.11を読んでみてください。特に，誤差伝搬の法則について，その意味するところを考察しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第7回 | A/D変換の基礎とA/D変換器の一例：計測システム構築の上で必要となるA/D変換の基礎となる標本化,量子化,符号化について勉強すると共に，A/D変換器の一例として，今回はデュアルスロープ形A/D変換器の構成，特徴について勉強する。教科書のp.38からp.44を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。この章に因んだ課題を出題する。次回の授業開始前までにレポートとして提出すること（復習120分）。 |
| 第8回 | D/A変換器：前回の課題解答に続いて，D/A変換器の構成，特徴について勉強する。教科書のp.54からp.58を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第9回 | エレクトロニクス計測器：計測システムに用いられる代表的な機器の一例として，ディジタル電圧計とノイズ対策について学ぶ。教科書のp.60からp.64を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第10回 | エレクトロニクス計測器：オシロスコープの構成と共に，注意すべき種々の事柄について勉強する。教科書のp.64からp.67を読んで分からないところ等，質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第11回 | エレクトロニクス計測器：周波数カウンタ，スペクトラムアナライザ，周波数安定度測定についても学ぶ。教科書のp.71からp.73及びp.159からp.165を読んでよく分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第12回 | RF計測の基礎：回路理論の教科書を用いて，高周波利用計測の基となる波動方程式とその解，特性インピーダンス，伝搬定数，終端条件と入力端インピーダンスなどについて学ぶ。回路理論の教科書p.135からp.143を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第13回 | RF計測の基礎：更に，波の反射・透過，反射係数，定在波比などについても学ぶ。回路理論の教科書p.144からp.147を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第14回 | RF計測：線路パラメータの測定，定在波比の測定などについて学ぶ。教科書のp.82からp.96を読んで分からないところ等質問できるよう整理しておくこと（予習120分）。与えられた課題を学生間で議論し発表できるようにしておくこと（復習120分）。 |
| 第15回 | 理解度確認試験に備えて，十分に勉強しておくこと（予習180分）。理解度確認試験およびその解説。また，試験に対する解説を基に内容の理解を深めること（復習60分）。 |
その他
| 教科書 |
須山正敏，関根好文 『エレクトロニクス計測』 コロナ社
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| 参考書 |
菅野 允 『改定電磁気計測』 コロナ社
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| 成績評価の方法 及び基準 |
理解度確認試験により評価する。 |
| 質問への対応 | いつでも対応します。 |
| 研究室又は 連絡先 |
4号館413室，sakuta.yukinori@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15
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| 学生への メッセージ |