計測工学

「計測なくして科学なし」は，ポアンカレ予想で有名なジュール・アンリ・ポアンカレの言葉である.ポアンカレの言うように，いかなる現象も，その存在を定量的に計測しなければ，科学的なアプローチとは言えない.このように計測は，あらゆる科学技術の根幹に関わる大変重要なものであり，工学の分野においても欠かすことが出来ない.
特に，機械工学に関わる分野においては，計測したデータが製品の品質や製造の効率の向上を寄与するだけではなく，自動化された製造設備の場合，製造そのものを左右する重要な役割を担っている.さらに，近年はコンピュータ化されたシステム中で，計測結果をディジタル化して信号処理することが一般的となっており，計測原理はもとよりデジタル領域での信号の取り扱いについても学ぶ必要がある.そこで本講義では，単位系や誤差論を含む計測の共通論から各種計測法の各論を論じると同時に，デジタル信号処理についても概説し，新しい計測工学の実際の習得を目指す.

達成目標

1.	SI単位系を軸とした単位系と，物理系の次元について理解できる.
2.	測定誤差の種類について学ぶと同時に，誤差を統計的に分析，最小化する手法について理解できる.
3.	ディジタル信号処理の基本について学び，A/D変換，D/A変換，サンプリングの概念について理解できる.
4.	アナログ信号処理の方法と，アンプ，フィルタの基本原理について理解できる.
5.	周波数領域におけるデータ処理の基本であるフーリエ変換と，高速フーリエ変換について理解できる.
6.	各種物理現象を計測するセンサの原理と，構成について理解できる.

授業計画

1.	ガイダンス：計測工学とは，単位系
2.	次元と次元式，測定の基本手法
3.	測定誤差，測定精度
4.	測定データの統計処理，最小二乗法
5.	アナログ信号とディジタル信号，オペアンプ
6.	フィルタとロックインアンプ
7.	中間試験
8.	ディジタル信号処理，計測システムにおける信号変換
9.	雑音除去，フーリエ変換
10.	信号の表示，計測システムの特性，静特性と動特性
11.	機械式センサ
12.	電気式センサ
13.	流体式センサ，光学式センサ
14.	その他のセンサとまとめ
15.	定期試験

評価方法と基準

教科書・参考書

履修前の準備

学習・教育目標との対応

1.	(B)機械工学を応用領域の技術と関連づけて学習することで，近年要求される学際的な研究に対して積極的に取り組むことができる．
2.	(H)機械を実現するために必要な工学特有の手法（計測，制御，設計，加工，プログラミングなど）に習熟し，それらを問題の状況に応じて適切に使うことができる．

開講部	工学部
開講学科	機械工学科
開講学年	2年次
開講時期	後期
単位数	2
単位区分	選択
系列区分	専門
講義区分	講義

A0440600

授業の概要