2021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 | 火曜3 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | K23G |
| クラス | |||
| 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 |
ハイブリッド型授業。対面授業を行うとともに，その授業をWEBカメラを通じて同時に配信する。また，対面授業と同じ内容のpdfファイルおよびMP4もポータルIIより配信しますので，これらの資料も活用して頂きたい。教科書を主とするが，例題による勉強および演習，宿題を課して理解を深めるようにする。 |
| 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 | 電圧･電流の測定：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。1,2回は回路理論の応用に係わる内容です。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120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提出してください（復習120分）。 |
|---|---|
| 第2回 | 電圧･電流・電力の測定：前回課題の解答に続けて，電圧･電流計の負荷効果，電力の測定を介してメーターの接続法と誤差について勉強する。また，交流電力の測定については3メーター法などについても勉強する。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1，2，6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提出してください（復習120分）。 |
| 第3回 | 不確かさ：前回課題の解答例と共に、測定器を用いてデータを複数回測定した場合，一般に，測定値にバラツキが生じる。測定値の信頼性を表す用語として「不確かさ」が用いられている。今回はこの「不確かさ」について勉強する。（入手できていれば）教科書のpp.8-11，特に，誤差伝搬の法則について，その意味するところを考えてみてください（予習120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提出してください（復習120分）。 |
| 第4回 | 前回課題の解答例と共に、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。学生間で議論し発表できるようにしておくこと（120分）。 |
| 第5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。エレクトロニクス計測（以下、教科書と記す）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6回 | センサ，トランスデューサ：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，デュアルスロープ形A/D変換器の構成，動作原理，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：信号発生器について，そのシステム構成と特徴などについて学ぶ。また，併せて，周波数安定度測定についても学ぶ。教科書のp.67からp.71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 | エレクトロニクス計測器：周波数カウンタ及びスペクトラムアナライザを含めスペクトル解析についても学ぶ。教科書のp.71からp.73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13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14回 | RF計測の基礎：次に，波の反射・透過，反射係数，定在波比などについて学び，線路パラメータの測定，定在波比の測定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15回 | RF計測：RF計測の基礎に下に，実際の高周波数帯システムの設計にかかわる計測について勉強する。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）。 |
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
作田幸憲，今池 健，永田知子 『エレクトロニクスのための回路理論』 コロナ社
『その他、必要に応じて資料をポータルサイトより配布します。』
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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 |
毎回の課題（小演習を含む）に対するレポート、及び、定期試験期間を利用した最終課題レポートに対して5対5の割合で評価する。 |
| 質問への対応 | いつでも対応します。 |
| 研究室又は 連絡先 |
講師室 メールアドレス：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 |
コロナウィルス禍の中で不自由な状況が続きますが，わからないところがなくなるよう質問等を含め積極的に行動してほしいと思います。 |