2025年度後期センシング論

曜日・時限 金曜日２時限 期別 後期 週時間数 2
ナンバリング EH230601
開講学科等 工学部-電子機械工学科
教員名 疋田　真一
疋田　真一
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e7%96%8b%e7%94%b0%e3%80%80%e7%9c%9f%e4%b8%80

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目的

計測なしに工学を語ることはできない．とくに，近年，コンピュータの発達により，長さや電圧・電流を測定する計器だけでなく，ロボット・メカトロニクスにおけるセンシングシステムがますます重要になりつつある．「センシング論」では，計測の基礎，センシングの基本原理，そして計測データの統計的処理について体系的に学ぶ．

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 遠隔(面接併用) A 計測の基礎１：計測とは 事前学修 計測システムの例，国際単位系，工学単位系，有効数字について調べる．（1時間）
事後学修 演習問題を解く．（1時間）
2 遠隔(面接併用) A 計測の基礎２：直接測定と間接測定，偏位法と零位法，A/D変換，計測システムの静特性と動特性 事前学修 直接測定と間接測定，偏位法と零位法，A/D変換について調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（2時間）
3 遠隔(面接併用) A 機構運動学を利用した静的センシング：
・負荷効果
・微小変位の拡大機構
・アッベの原理
・ノギス，マイクロメータ，ダイヤルゲージ		 事前学修 負荷効果，アッベの原理について調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（2時間）
4 遠隔(面接併用) A 材料力学および流体力学を利用した静的センシング：
・フックの法則，ブルドン管，ベローズ式・ダイアフラム式圧力計，バイメタル温度計
・ベルヌーイの定理
・空気マイクロメータ，マノメータ		 事前学修 フックの法則，ベルヌーイの定理について調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（3時間）
5 遠隔(面接併用) A 流体力学を利用した静的センシング：
・ピトー管
・差圧流量計
・ロータメータ		 事前学修 ピトー管，ベンチュリ管，ロータメータについて調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（3時間）
6 面接A 学習到達度の確認（計測の基礎，機構運動学・材料力学・流体力学を利用した静的センシング） 事前学修 これまでに出題された演習問題を解けるようにしておく．（2時間）
事後学修 できなかった問題について復習する．（3時間）
7 遠隔(面接併用) A 流体力学を利用した動的センシング：カルマン渦流量計
電磁気学を利用した動的センシング１：ひずみゲージ		 事前学修 カルマン渦，ひずみゲージについて調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（3時間）
8 遠隔(面接併用) A 電磁気学を利用した動的センシング２：
・電気抵抗の変化：ポテンショメータ，ロードセル，サーミスタ
・静電容量変化：変位センサ
・ピエゾ効果：力センサ		 事前学修 静電容量，ピエゾ効果について調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（3時間）
9 遠隔(面接併用) A データの統計的取り扱い：誤差，精度，最小二乗法，相関係数 事前学修 誤差，最小二乗法，相関係数について調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（3時間）
10 遠隔(面接併用) A 電磁気学を利用した動的センシング３：
・渦電流近接センサ，差動変圧器，電磁流量計，ダイナミックマイクロホン
 事前学修 フレミングの右手・左手の法則，ファラデーの電磁誘導の法則について調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（3時間）
11 遠隔(面接併用) A 電磁気学を利用した動的センシング４：
・ゼーベック効果：温度センサ（熱電対）
光・音響学を利用した動的センシング１：
・光：ロータリーエンコーダ
・ドップラー効果：速度計
・波動の伝搬：コンピュータトモグラフィー（ＣＴ），超音波距離センサ・ソナー，超音波流量計		 事前学修 ゼーベック効果，ドップラー効果について調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（3時間）
12 遠隔(面接併用) A,C 光・音響学を利用した動的センシング２：カメラ（視覚センサ）と画像処理 事前学修 カメラのしくみ，デジタル画像ついて調べる．（2時間）
事後学修 演習問題を解く．（3時間）
13 面接A 学習到達度の最終確認 事前学修 これまでに出題された演習問題を解けるようにしておく．（2時間）
事後学修 できなかった問題について復習する．（3時間）

授業形式記号

  • A:一斉授業（通常の講義）
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク（ディスカッション・ディベートを含む）
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業　連携型学習
  • I:その他

到達目標

〇2024年度以降入学生
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
※各学科/専攻名称のカリキュラムポリシー下段の
　「カリキュラムマップ」よりご確認ください。

〇2023年度以前入学生
○修得する資質・能力：知識・理解力、応用力【DP-H-1-1】
１．計測の基本事項および計測システムの特性を理解し，説明できる．
２．静的センシング方式の基本原理を理解し，説明できる．
３．動的センシング方式の基本原理を理解し，説明できる．
４．基本的なデータの統計的処理ができる．

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 0%
小テスト、小論文 100% 70% 30% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 0%
授業での姿勢（ノート、質疑など） 0%
作品、パフォーマンス（実技、実演） 0%
その他1(具体的に： 0%
その他2(具体的に： 0%
100% 70% 30% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

教科書：機械工学入門シリーズ第１巻「計測システム工学」木村一郎，吉田正樹，村田滋共著，朝倉書店

オフィスアワー

金曜４限

その他

・この講義は，面接授業と遠隔授業のハイブリッド形式（面接・遠隔併用）で実施します．基本的には教室で面接授業を行います．
・Moodleに，講義ノートとスライド動画をアップロードしますので，学習に活用してください．
・Moodleで遠隔授業の指示があるとき，または発熱等のやむを得ない事情で大学に来られないときには，スライド動画と講義ノートを見て遠隔学習してください．
・学習到達度の確認は，教室（面接授業）で行います．日程については，Moodleで確認してください．
・演習問題の解答例についてはMoodleで公表します．

実務経験のある教員による授業科目

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