授業情報/Course information

開講学期/Course Start 2017年度/Academic Year   後期/Second
開講曜限/Class period 火/Tue 1 , 火/Tue 2 , 木/Thu 3 , 木/Thu 4
授業区分/Regular or Intensive 週間授業
対象学科/Department
対象学年/Year 1年 , 2年
授業科目区分/Category 博士前期課程 大学院自専攻科目
必修・選択/Mandatory or Elective 選択
授業方法/Lecture or Seminar
授業科目名/Course Title 計測システム特論
単位数/Number of Credits 2
担当教員名/Lecturer 加野 裕 (情報電子工学系学科情報通信システム工学コース)
時間割コード/Registration Code MQ309A
連絡先/Contact
オフィスアワー/Office hours
更新日/Date of renewal 2017/08/09
授業のねらい
/Learning Objectives
近年の科学計測は,アナログデータ取得とデジタルデータ処理によって構成されるが,このそれぞれは等しく重要であり,どちらかが不適切であると,たとえばS/Nの低下など問題が生じる.本講義では,それぞれの段階で選択しうる基本的な手法を学習する.
Most of the scientific measurement systems at the level of research and development consist of two main stages: one is analog data acquisition and the other is digital data processing on computers.  Good understanding for the both stages is required to obtain high signal to noise ratio (S/N.)  Students will learn some of the standard methods of analog data acquisition and data processing.
到達度目標
/Outcomes Measured By:
1.S/Nを改善するアナログ計測法を理解する.
(Understanding of techniques for improving S/N in the analog signal measurements.)
2.デジタルデータ処理における信号抽出の手法と特性を理解する.
(Understanding of computational methods for detecting/extracting signals.)
授業計画
/Course Schedule
総時間数:1.5時間×14回+1時間=22時間

第1回 イントロダクション/科学計測とは
第2回 信号/雑音の性質
第3回 測定系の構成 - アナログデータ取得とデジタルデータ処理
第4回 アナログ計測技法(1) - ロックイン計測法とその応用
第5回 アナログ計測技法(2) - 位相シフト計測法とその応用
第6回 アナログ計測技法(3) - ヘテロダイン計測法とその応用
第7回 アナログ計測技法(4) - シングルチャンネル/マルチチャンネル計測法とその応用
第8回 アナログ計測技法(5) - マルチプレックス計測法とその応用
第9回 アナログデジタル変換技法 - オーバーサンプリング計測法とその応用
第10回 デジタルデータ処理技法(1) - 最小二乗法/多変量解析とその応用
第11回 デジタルデータ処理技法(2) - 非線形最適化とその応用
第12回 デジタルデータ処理技法(3) - フィルタリングによる信号回復とその応用
第13回 デジタルデータ処理技法(4) - ウェーブレット変換とその応用
第14回 デジタルデータ処理技法(5) - 自己回帰モデルとその応用
第15回 講義のまとめ 

No. 1 Introduction: Scientific measurements
No. 2 Signal and noise
No. 3 Measurement system - analog data acquisition and digital data processing
No. 4 Analog data acquisition (1) - Lock-in detection
No. 5 Analog data acquisition (2) - Phase shifting method
No. 6 Analog data acquisition (3) - Heterodyne
No. 7 Analog data acquisition (4) - Single channel and multi-channel measurements
No. 8 Analog data acquisition (5) - Multiplex measurements
No. 9 Analog/Digital conversion - Over sampling
No. 10 Digital data processing (1) - Fitting
No. 11 Digital data processing (2) - Nonlinear optimization method
No. 12 Digital data processing (3) - Signal recovery
No. 13 Digital data processing (4) - Wavelet transformation
No. 14 Digital data processing (5) - AR model
No. 15 Summary
教科書・参考書に関する備考 [教科書]
特に教科書は設けない.必要に応じてプリントを配布する.
No text book.  Handouts are provided.
[参考書]
南茂夫監修,河田聡編著,”データ処理入門”(CQ出版)
S. Minami and S. Kawata,”Data Shori Nyumon”(CQ Publishing)
成績評価方法
/Grading Guidelines
レポートで評価する.満点を100点とし,60点以上を合格とする.
The score of each student is evaluated by reports (100%.)  A grade of more than 60 is accepted for a credit.
履修上の注意
/Notices
不合格者は再履修すること.
Students who fail the class are required to repeat it.
教員メッセージ
/Message from Lecturer
さまざまな計測において,計測技法とデータ処理技法の発達が,計測可能な物理量,状態量,化学量を広げたり,信号対雑音比を向上させていることを実感して欲しいと思います.
Students are encouraged to study analytical techniques that expand measurable objects by improving S/N.
学習・教育目標との対応
/Learning and Educational Policy
 
関連科目
/Related course
 
備考
/Notes
英語で授業を行う.
This subject will be taught in English.
No. 回(日時)
/Time (date and time)
主題と位置付け(担当)
/Subjects and instructor's position
学習方法と内容
/Methods and contents
備考
/Notes
該当するデータはありません
Active learning 1-1
/主体的学修(予復習,反転授業,小テスト,振り返り 等)
講義内容に関連する話題を挙げたときには,その内容を自習すること.
Important keywords are suggested for self-study.
Active learning 1-2
/上記項目に係るALの度合い
15%~50%
Active learning 2-1
/対話的学修(グループ学習,協働,調査体験 等)
Active learning 2-2
/上記項目に係るALの度合い
該当なし
Active learning 3-1
/深い学修(複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等)
Active learning 3-2
/上記項目に係るALの度合い
該当なし