シラバス情報
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教員名 ： 小﨑 美勇
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授業コード
520280
オムニバス
科目名
計測工学
科目名（英語）
Instrumentation Engineering
配当学年
2年
単位数
2.00単位
年度学期
2025年度秋学期
曜日時限
金曜1限
対象学科
基_機械
コース
科目区分
専門科目
必選の別
選択科目
担当者
小﨑 美勇
教室
3-325
実務家教員担当授業
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授業の目的と進め方
本講義では計測の基礎となるものを学び、将来、各種計測器や技術を速やかに使いこなすこと、適切な計測方法を選択できること、それ無い場合は生み出すことができる資質を身に付けることを目的とする。したがって本授業では世の中に沢山ある計測方法を一つ一つ講義することを目的としていない。ただし最後には光計測とそのための光学を少し講義する。授業は講義形式で進める。適宜、演習問題を提示と解答を行う。
達成目標１
各単位について説明できる。そのための勉強をする。【10~40%程度】
達成目標２
計測にかんする用語を説明できる。そのための勉強をする。【10~40%程度】
達成目標３
計測値を正しく処理、解釈できるようになる。そのための勉強をする。【10~40%程度】
達成目標４
光波や光学現象を数式で表し、計測に応用することができる。そのための勉強をする。【10~20%程度】
達成目標５
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達成目標６
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達成目標７
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アクティブラーニング
ディスカッション
ディベート
グループワーク
プレゼンテーション
実習
フィールドワーク
その他課題解決型学習
授業計画
授業時間外課題（予習および復習を含む）
第１回
授業ガイダンス
計測の重要性 計測方法の分類 【予習】計測することが文明の発展、特に科学の発展にどのように影響してきたかを考える。世の中には様々な測定方法があるが、その分類について考える。（1時間）【復習】授業中の演習問題を復習する。身近な測定方法について、授業中に紹介した分類のどれに当てはまるか考えてみる。（2時間）
第２回
アッベの原理
単位(1)〜単位 単位(2)〜SI基本単位に関わる定数の定義 【予習】形状を測るときに、ちょっとした工夫で正確差に差が出ることがある。どんな例が有るか考えてみる。量があるものを扱う場合、その量が曖昧だと不都合が生じる。例えば「多い」「少ない」で量を決めると、個人によってその基準が異なるのでトラブルにつながる。では、どのような種類の基準が必要で、その基準をどうやって決めればよいのか？を考える。（1時間）【復習】アッベの原理、SI単位と定義定数について復習する。（2時間）
第３回
単位(3) 〜単位の定義1（秒、メートル）
【予習】実際の物体を単位の基準にすると、破損や劣化で失われてしまう場合がある。それを回避するために実際の物体を単位の基準にしないような「秒」「メートル」をつくるためにはどのようにすればよいのかを具体的に考える（1時間）【復習】SI単位と定義定数の関係、特に秒、メートルについて復習する。（2時間）
第４回
単位(4) 〜単位の定義2（アンペア）
【予習】実際の物体を単位の基準にすると、破損や劣化で失われてしまう場合がある。それを回避するために実際の物体を単位の基準にしないような「アンペア」をつくるためにはどのようにすればよいのかを具体的に考える（1時間）【復習】SI単位と定義定数の関係、特にアンペアついて復習する。（2時間）
第５回
単位(5) 〜単位の定義3（キログラム、ケルビン）
【予習】実際の物体を単位の基準にすると、破損や劣化で失われてしまう場合がある。それを回避するために実際の物体を単位の基準にしないような「キログラム」「ケルビン」をつくるためにはどのようにすればよいのかを具体的に考える（1時間）【復習】SI単位と定義定数の関係、特にキログラム、ケルビンについて復習する。（2時間）
第６回
単位(6) 〜単位の定義4（モル、カンデラ）
【予習】実際の物体を単位の基準にすると、破損や劣化で失われてしまう場合がある。それを回避するために実際の物体を単位の基準にしないような「モル」「カンデラ」をつくるためにはどのようにすればよいのかを具体的に考える（1時間）【復習】SI単位と定義定数の関係、特にモル、カンデラについて復習する。（2時間）
第７回
単位(7) 〜単位の定義5（SI組立単位、その他単位）
【予習】SI基本単位で以外の単位で測定するものを思い出し、どうやってそれを定義するのか考えてみる。（1時間）【復習】よく使うSI組立単位について復習する。デシベルの計算を復習する。（2時間）
第８回
計測機器の性能(1)（感度）
【予習】計測機器の性能の良し悪しについて考える。どういった基準に沿ってそれを評価すればよいのか考える（1時間）【復習】授業中に出てきた用語や計算について復習する。（2時間）
第９回
計測機器の性能(2)（分解能）
【予習】計測機器の性能の良し悪しについて考える。どういった基準に沿ってそれを評価すればよいのか考える（1時間）【復習】授業中に出てきた用語や計算について復習する。（2時間）
第10回
計測機器の性能(3)（サンプリングレート、測定範囲、ヒステリシス、応答時間、ばらつき）
【予習】計測機器の性能の良し悪しについて考える。どういった基準に沿ってそれを評価すればよいのか考える（1時間）【復習】授業中に出てきた用語や計算について復習する。（2時間）
第11回
計測データの取り扱い(1)（有効数字、系統誤差・偶然誤差、校正、ばらつき、誤差の伝播）
【予習】計測の信頼性について考える。多数の計測データがあるとき、そこから何かを見つけるためにできることを考える。（1時間）【復習】授業中に出てきた用語や計算について復習する。（2時間）
第12回
計測データの取り扱い(2)（相関関係）
【予習】二つで一組になっているような計測値について互いの関連性を示すためにはどうしたらよいかを考える。なんとなく片方が大きくなるともう片方も大きくなっていると感じる場合、偶然なのか否かをどう判断するかを考える。（1時間）【復習】授業中に出てきた用語や計算について復習する。（2時間）
第13回
計測データの取り扱い(3)（回帰分析）
【予習】例えば、二つのパラメータの散布図が理論的に直線を描くはずでも、実際に実験をすると結果をばらついて理論解の線上に乗らない場合がほとんどである。そのばらついている実験結果から理論的な関係を推定する方法を考えてみる。（1時間）【復習】授業中に出てきた用語や計算について復習する。（2時間）
第14回
光波と光干渉計測
総復習 【予習】光は波である。時間tの経過とともにz方向に進行する波を記述する数式を考える。光は波なのに何故ちらついて見えるようなことが無いのか考える。光が重なったときに何が起きるのかを考える。（1時間）【復習】マイケルソン干渉計で明暗の数から鏡の移動量を計算できるようにする。指定用紙へ講義や予習復習で獲得した知識をまとめる。（7時間）
課題等に対するフィードバック
必要に応じて演習問題や課題の解説を行う。
評価方法と基準
試験で評価する。小テスト（実質的には課題）を考慮して配点調整を行う。60点以上で合格とする。
テキスト
特に指定しない。
参考図書
山崎弘郎、田中充、計測自動制御学会（編集）『計測技術の基礎 (改訂版)- 新SI対応 -』コロナ社（2020年）[ISBN-13: 978-4339033755]
前田良昭、木村一郎、押田至啓『計測工学（改訂版）- 新SI対応 -』コロナ社（2020年）[ISBN-13: 978-4339044850] 科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）
2021年度以前のカリキュラムでは本科目はカリキュラム上では「研究室専門科目」である。光テクノロジー研究室に関連する。2022年度以降のカリキュラムでは「センシング・機械情報学」つまりスマートな機械工学に必要な物のひとつに分類される。
履修登録前の準備
三角関数や微積分等の数学の基礎
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