計測工学
担当者大野 威徳教員紹介
学年・開講期2年次 前期  [理工学部 機械・精密システム工学科]
科目の種類専門
区分・単位選択 2単位
科目ナンバー1J202

授業の概要(ねらい)

機械計測の基礎理論、計測値の誤差とその処理などについて学びます。具体的には、国際単位系と工学単位系、測定と誤差、測定の精度と有効数字、最小二乗法、回帰分析と相関、分散分析、各種物理量の測定法について学習します。
できる限り(講義内容と関連させる形で)実際の計測機器や測定法についても取り上げる予定ではおりすが、本講義の主な目標は前記したとおり「基礎理論と測定誤差の処理法を学ぶ」こととしております。授業中に毎回問題演習を行う予定です。

この授業では、学位授与の方針(ディプロマポリシー)DP2,3,4に関する知識・技術・能力を修得します。

授業の到達目標

学生は、機械工学の分野で必要な計測についての基礎学力を身に付けます。

成績評価の方法および基準

期末試験(65%) 小テストもしくは課題レポート(20%) プリントや講義中に出された課題(15%)
※基本的に講義に2/3以上出席しないと成績評価の対象になりません。
小テストは採点後返却し、講義中に解説を行います。プリントは解答例をLMSにアップします。

教科書・参考文献

種別書名著者・編者発行所
教科書計測システム工学の基礎 第3版西原主計・山藤和男森北出版
ISBN978-4-627-66443-2
参考文献

準備学修の内容

物理学、数学についての知識が必要になりますので復習しておいて下さい。毎回の授業の教材は、前もってLMSに掲載し、授業中に行った問題演習の解答は次の授業までLMSに掲載されますので、しっかりと予習・復習を行ってください。また、“授業内容”に記載した予習・復習を毎回3時間程度行ってください。

その他履修上の注意事項

・教科書・関数電卓は毎回持ってきてください。
・“授業内容”はあくまで予定であり、理解度によって進捗が前後することがあります。講義を欠席した際は必ずLMSで進捗を確認し、予習・復習を行ってください。

授業内容

授業内容
第1回単位と次元、国際単位系および工学単位系
 『予習』教科書P1~14を通読し、例題や公式等を確認しておくこと。
 『復習』演習問題1.2,1.6,1.7,1.8,1.9,1.10について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第2回測定の誤差と有効数字
『予習』教科書P15~18を通読し、例題や公式等を確認しておくこと。
『復習』演習問題2.2,2.3について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第3回計算過程での誤差、測定の精度
『予習』教科書P19~27を通読し、例題や公式等を確認しておくこと。正規分布について理解しておくこと。
『復習』演習問題2.4,2.6について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第4回精度の表し方、間接測定と誤差
『予習』教科書P27~33を通読し、例題や公式等を確認しておくこと。
『復習』演習問題2.7について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第5回最小二乗法(基準の方程式)
『予習』教科書P25~40を通読し、例題や公式等を確認しておくこと。。線形代数の2×2行列の逆行列について復習しておくこと。
『復習』式(3.19)、(3.20)を使えるようにしておくこと。
第6回最小二乗法(確率誤差)
『予習』教科書P41を通読し、例題や公式等を確認しておくこと。
『復習』演習問題3.1,3.2(1),3.3(1)について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第7回小テスト、平均法
『予習』教科書P35~41が出題範囲です。講義で扱った公式・例題・問題等を復習し、もう1度自分で問題を解いておくこと。
『復習』演習問題3.2(2),3.3(3)について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第8回小テストの解説と前半のまとめ
『復習』小テストの解説を確認し、間違った問題は必ず自分で解いておくこと。プリントを次回までに解いて提出すること。
第9回2次形式の最小二乗法
『予習』教科書P47~48を通読し、公式等を確認しておくこと。線形代数の3×3行列の逆行列について復習しておくこと。
『復習』演習問題3.4について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第10回データの補間
『予習』教科書P51~56を通読し、公式等を確認しておくこと。
『復習』例題4.1について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第11回回帰分析と相関
『予習』教科書P58~62を通読し、例題5.1,5.2や公式等を確認しておくこと。
『復習』演習問題5.1,5.2について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第12回分散分析(F分布)
『予習』教科書P63~70を通読し、公式等を確認しておくこと。
『復習』P187F分布表を使えるようにしておくこと。演習問題5.3,5.4について、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第13回分散分析(演習)
『予習』前回の講義ノートを理解し、確認しておくこと。
『復習』プリントについて、解法を確認しもう1度自分で解いておくこと。
第14回高速フーリエ変換(FFT)、振動・音響の測定
『予習』教科書P160~183を通読し、例題や公式等を確認しておくこと。
『復習』講義ノート等を確認し、理解しておくこと。
第15回テスト、まとめ