センサ工学

センサとは,様々な物理量を電気信号に変換するデバイスであり,ロボティクスやIoTでキーとなるデバイスである.本講義では,センサに必要な電子回路,センサにおける原理と特性を基礎として述べるとともに,様々な物理量に対応するセンサを紹介する.


1/ 清水 4/11ガイダンス
授業の進め方,センサとは
2/ 清水 4/18電子回路(復習)
オームの法則,キルヒホッフの法則,定電圧源,定電流源,2抵抗分圧回路,ブリッジ回路
3/ 清水 4/25電子回路(計測)
I-V変換回路,2端子回路と4端子回路,高抵抗計測と低抵抗計測,外来ノイズ対策
4/ 清水 5/2電子回路(センサ後段回路)
アンプ回路,バッファ回路,エミッタ接地回路,オープンコレクタ,ACカップリング,ゼロドリフトアンプ
5/ 清水 5/9センサ
センシング方法,センサの5要素(検出素子,後段回路,パッケージ,デジタル処理,取り付け)
6/ 清水 5/16センサ(信号変換)
ダイナミックレンジ,感度,応答速度(時定数),ヒステリシス,センサの電気特性
7/ 清水 5/23センサ(電子回路)
R抵抗型センサ,C静電容量型センサ,L誘導型センサ,V電圧型センサ,I電流Q電荷型センサ
8/ 清水 5/30センサ(組み合わせ)
RGB-IRセンサ,ロータリーエンコーダ,超音波センサ,ガスセンサ,イオンセンサ
9/ 清水 6/6センサ(実装)
アナログフィルタ,デジタルフィルタ,1点アース,DAC回路,ADC回路,I2C,SPI,RS485,誤検出対策
10/ 清水 6/13まとめとテスト
オンラインでのテストとその解説
11/ 平井 6/20抵抗センサとその応用
原理,分圧回路,ホイーストンブリッジ回路,ひずみセンシング
12/ 平井 6/27静電容量センサとその応用
原理,LCRメータ,力覚センシング,近接センシング
13/ 平井 7/4磁気センサとその応用
原理,コイル,ホール素子,分力センシング
14/ 平井 7/11圧電センサ/光学センサとその応用
原理,力センシング,接触点センシング,アプリケーション
15/ 平井 7/18まとめとテスト
講義内容のまとめ,テスト

評価

参考書
センサ・デバイス活用ノート トランジスタ技術SPECIAL編集部,CQ出版,978-4789849111
CPUの創りかた 渡波 郁,毎日コミュニケーションズ,978-4839909864
よくわかるディジタルIC回路の基礎 松田 勲,伊原 充博,技術評論社,978-4774108049
センサ工学の基礎 第3版 山﨑 弘郎,オーム社,978-4-274-22449-2
電気・電子計測 第4版 阿部 武雄,村山 実,森北出版,978-4-627-70544-9
電気電子機能材料 改訂3版 一ノ瀬 昇,オーム社,978-4-274-21594-0

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