大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A.【講義の再話】 ものを計る方法として、零位法がある。天秤で分銅を用いて測定するように、既知の重さとの差が0になるように測定する方法である。また、偏位法という方法もあり、2つを組みあわせた補償法という方法がよく用いられる。計量において、機器がだす値を指示値と言い、測定者が計算して出した値を測定値と言う。 測定における誤差には、系統誤差と偶然誤差がある。偶然誤差は文字通り偶然に発生する誤差であるが、系統誤差はマクロな視点で見た際に定期的に変化する誤差である。つまり、系統誤差を避けるには一気にデータを取るのではなく、ある程度間隔をあけてデータを取ることが肝要である。また、最初から誤差の少ない計測をする(例:3回に分けて電圧を測るより、直列に繋いで測る)ことで誤差を少なくできる。 【発表の要旨】 食品添加物中の重金属ファーネス測定例から、添加物の含有量を算出した。0.5ppb標準資料の吸光度から、添加物のグラフを読み取り値を計算した。 Writing ? review & editing 【復習の内容】 エレベーターは巨大な金属の塊が高速で動くため、磁気などの測定において致命的な誤差を与えることがある。
A.①計測法、測定法について学んだ。また、それに伴い誤差の種類とそれぞれの概要についても学んだ。 ②ポーラログラフについて式とグラフの外形について調査した。溶液に浸漬した二つの電極の間に電圧をかけて測定する方法である。 ③クロマトグラフ法とは、混合物を構成する成分に分離する分析技術である。物質ごとの移動速度の違いを利用し、固定相と移動相の中で成分を分けて検出する。ガスクロマトグラフや液体クロマトグラフなどの種類があり、化学・医薬・食品分野で広く用いられている。高精度な成分分析が可能な方法である。
A.①今回の講義では、計測と測定について学んだ。濃度の測定方法として、溶液に基準電極と測定電極を差し込んで電極間の電位差を測定する電極電位法、ブリッジ回路にガスを流して白金線の電気抵抗の変化を測る熱伝導率法、カラム内に流した不活性ガスと気体または揮発しやすい液体を加えて純粋な不活性ガスと試料成分を含む不活性ガスの熱伝導率を測定するガスクロマトグラフ法などがあった。また、実測値1つ1つを指示値、測定者が測定した値を測定値といい、誤差が偏って出てくる系統誤差と実測値がそれぞれ異なる偶然誤差がある。 ②演習は力学的エネルギー、電気エネルギー、光エネルギー、熱エネルギー、化学エネルギーの分析方法のうち機器分析を1つ選び、測定装置が出力する具体的なチャートを調べた。 ③分析法として光エネルギーを測定する電子吸光法（ASS)を選んだ。金属を含む試料に光を照射して光の波長と吸光度をグラフとしてまとめた。 ほかの課題として反復操作におけるデータサンプリングの方法を系統誤差と偶然誤差の視点から考えた。反復測定は同じ個人から時間と共に繰り返しデータを取ることをいい、系統誤差は測量の偏りのこと、偶然誤差は真値と測量値の差のうち系統誤差以外のもののことをいうことから、ある学校の一学年の成績をにおいて選抜クラスの生徒が平均点より高い成績を取り続けているのが系統誤差、体調不良等の偶然で成績が落ちるのが偶然誤差と考えた。
A. この授業では、平均値や標準偏差について学んだ。平均値は数値の集合における中心を表す量であり、数値の集合の極値の中間のことを指す。標準偏差はデータ全体の散らばり具合を表す系統的な指標を指す。平均値からのずれの大きさを数値で表し、数値が大きいほどデータが平均値から大きくばらついていることを意味する。 発表の要旨では、指示値と測定値について調べた。ポーラログラフについて調べた。ポーラログラフとは溶液に浸漬した二つの電極の間に電圧をかけて測定してできるグラフのことを指す。 復習では、プロセス変量について調べた。プロセス変量とは、業務プロセス内で使われる値を格納するもので、プロセス内で自由に利用することができるものである。
A. 10円玉に対する1円玉の電位の測定を行なった。3回行い、それぞれ表示された値を指示値、測定者が報告した値が測定値である。誤差を考える時に「報告者が報告した値」が重要になる。測定だけで終わりではなく、測定値には測定者の責任が伴う。誤差とは測定値と真の値との差である。誤差にも系統誤差と偶然誤差がある。 グループワークでは指示値と測定値ついて考えた。計測方法として原子吸光法を選んだ。主な測定機器は原子吸光光度系である。得られるチャートとして株式会社島津製作所の食品添加物中重金属のファーネス測定を選んだ。このグラフから読み取ることができる指示値として0.5ppbの標準溶液中のカドミウムの吸光度は0.38で、添加飼料の吸光度は0.21であると読み取ることができる。これらの結果から添加物の濃度は火を用いて0.3ppbであるという結果が得られた。 事後学習ではプロセス変量の計測を調べた。C形、渦巻き型などの形状を持つ金属パイプが圧力によって変形し、その変形を指針の動きに変換することで圧力を表示する。シンプルで頑丈な構造であるため、耐久性が高く、圧力の指示に外部からのエネルギーを必要とせず、また構造がシンプルであるためメンテナンスが容易である。構造がシンプルであるため、高精度を求める圧力測定は不可能である。
A.【講義の再話】 プロセス変量（計測されている量）には（温度・圧力・流量・液位・濃度など）というものがあり、これらを制御することをプロセス制御という。 濃度の計測方法について液体用と気体用に分類できる。液体用には電極電位法（ｐH、心電図）、気体用には熱伝導率法（体脂肪率）、ガスクロマトグラフ法などがある。 零位法について、例えば片方の皿に乗せる分銅を調節しておき、左右の差がなくなるようにするというように大きさが調節可能な基地量を準備しておき、測定対象量と既知量の差が0になるように既知量を調節することによって測定対象量の値を求める方式のこという。人の手で行うとき測定速度が遅いのがネックだが、最近は自動化によりこの面も改善されている。 基準電極を1円玉として10円玉の電位を測った。一回目は0.529V、2回目は0.540V、3回目は0.549Vという結果になった。一回ごとに出た値を指示値という。指示値を測定者が報告した値を測定値という。3グループで測定値に差があった。この測定値の誤差を系統誤差という。指示値の違いは偶然誤差という。 偶然誤差と系統誤差を図に表したものが163ページに乗っている。実際の測定では系統誤差と測定誤差が合わさっているため図の（a）のように分別することはできないため下の図のようにあらわされる。 続いて3つの10円玉を使って直列回路をつないで測ったところ、1回目は1.367、2回目は1.305、3回目は1.362となった。1回目の値を割ると10円玉1枚当たり0.456Vである。 これは系統誤差が１/3になっていることを表している。このようにまとめて測定するなどして測定する時点で誤差を少なくする工夫が必要となる。 【発表の要旨】 演題 指示値と測定値について考えよう グループ名 ガスシロ 役割 責任著者 共著者 鈴木結惟、原野未優、高橋香桃花、三船歩美 測定方法としてガスクロマトグラフを挙げた。 ガスクロマトグラフのグラフは縦軸が強度、横軸が保持時間であり、ピークが読み取れる。このグラフからピーク面積を求める。縦軸をピーク面積、横軸を濃度にすると、もとめたピーク面積は成分量に比例することが分かる。 【復習の内容】 トピック名 系統誤差と偶然誤差について考えよう。 測定方法としてガスクロマトグラフを挙げた。 ガスクロマトグラフのグラフは縦軸が強度、横軸が保持時間であり、ピークが読み取れる。このグラフからピーク面積を求める。縦軸をピーク面積、横軸を濃度にすると、もとめたピーク面積は成分量に比例することが分かる。
A. 電子吸光法の性能指標は、感度、精確さ（確度）、分解能、直線性などがある。感度は、試料中の成分の濃度 に対する応答の大きさを示し、モル吸光係数で表される。精確さ（確度）は、測定値が真値にどれだけ近いか を示し、再現性や誤差の少なさで評価される。分解能は、異なる成分を識別する能力を示し、スペクトルのピ ークの鋭さで評価される。直線性は、濃度と吸光度の関係が直線的であるかを示し、検量線の直線性で評価さ れる。 測定装置が出力する具体的なチャートとして、吸光度スペクトルがある。これは、波長に対する吸光度の変 化を示すグラフで、特定の波長での吸光度ピークが観察される。例えば、ある試料の吸光度スペクトルでは、 波長 450nm で吸光度が 0.75 というピークが観察されることがある。このデータを基に、波長 450nm での吸光 度を 0.75 と読み取る。 この指示値を無校正の測定値として表現する場合、波長 450nm での吸光度は 0,75 と記載する。この値は有 効数字 2 桁で表され、単位は吸光度（A）である。無校正の測定値としては、測定誤差や装置の校正状態を考慮 しないため、実際の分析では校正が必要である。したがって、実測値は「波長 450nm での吸光度は 0.75A」と 表現される。
A.①濃度の測定や質量の測定では、正確さが求められる。たとえば上皿天びんを使うときは、片方に分銅を乗せ、もう片方に測定物を置いて、左右の釣り合いがとれた状態、つまり差が0になるようにして測定する。この方法は零位法と呼ばれ、既知の量を調整しながら正確な値を求める方式である。 ただし、表示された指示値と実際の測定値には差がある場合があり、測定誤差として注意が必要だ。測定誤差には偶然誤差と系統誤差があり、血圧測定や高精度の天びん使用時によく見られる。 今回のグループワークは、指示値と測定値について考えようである。 ②演題は指示値と測定値について考えようで、グループ名は名無し、属した人は、小笠原大地、佐々木悠杜、三好駿斗、籾山玄多、久田光稀、須藤春翔、であり、役割は調査係。 今回は、ガスクロマトグラフィーを取上げ、縦軸に信号強度、横軸に時間を取りグラフで表した。 ③私は、指示値と測定値について調べて考えた。 まず、指示値とは、測定機器の表示や目盛りなどで読み取られる値のことである。一方、測定値は、真の値に最も近づけるようにして得られた推定値を指す。つまり、指示値はあくまで機器が示す見かけの値であり、それがそのまま正確な測定値とは限らない。測定には誤差がつきものであり、偶然誤差や系統誤差の影響を受けることがある。例えば、目の高さによる読み違いや機器のずれなどにより、指示値は測定値とずれる可能性がある。 この事から、正しい測定値を得るためには、指示値の読み取り方や機器の校正、測定環境などにも注意を払う必要があるのだと考えた。
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A.①測定や軽量データについて量を数値として表現するためには尺度を使う。測定値は指示値に補正をかけたものであったが、測定値は測定者が責任を持つ値である。例えば、11円電池の電流値を私が測定し◯Vと測定した場合この数値は測定者の私が責任を持たなけらばならない。 ②「指示値と測定値について考えよう」グループ名：ガスクロマトグラフィー、佐々木、横山、久田、須藤、三好、役割：可視化 指示値としてガスクロマトグラフィーのグラフを選んだ。横軸に時間、縦軸に信号強度を描くと、ベースラインと呼ばれる信号強度が低い状態から一気にグラフを突き抜け、ピークが来た。その後ベースラインと同等の信号強度になった後もう一度ピークがあった。何を測定した結果なのかは調査できなかった。 ③ DSCを例に挙げる。DSCは一定の熱を与えながら、基準物質と資料の温度を測定して試料の熱物性を温度差として捉え、試料の状態変化による吸熱反応や発熱反応を測定する装置である。試料の吸熱・発熱に伴う熱流の変化を検知し、相転移減少や熱硬化樹脂の硬化反応などを観測できる装置である。 試料と基準物質をヒーター内の対象位置に配置し、ヒーターを温度プログラムに従って変化させ、試料と基準物質に設置した熱電対でそれぞれの温度を計測する。基準物質は測定温度範囲で変化のないα-アルミナなどが用いられる。 実際のデータとしてポリエチレンテレフタレートのDSC曲線を示す。縦軸にDSC(mW)、横軸に温度(℃)を取ったグラフである。指示値は温度が132.7℃のとき、DSCは-3mW付近をを示している。よって温度132.7℃のとき、DSCは-2.9mWを測定値とした。
A.① 講義の内容 10円と1円の電位を測りました。結果0.529 0.540 0.549の値が取れ、この3つの値の平均をとった 0.539が平均値（推定値）となりました。測定値ー真の値＝誤差であり、本実験の場合電池 設計 使用（スペック）０．５Ｖ 公差0.029であることが分かりました。データには質的データと量的データがあります。量的なデータは平均値や標準偏差などを求めることができます。 ② 発表の要旨 オシロスコープのデータについて調べました。オシロスコープとは電気信号をグラフィカル（波形）に表現しその信号が時間とともにどう変化するかを表す測定器です。センサーとせつぞくして様々な物理的刺激に反応する信号を特定することができます。オシロスコープの波形は左から右に等速で移動し、電圧の大きさに応じて上下します。 ③ 復習の内容 系統誤差は測定器や方法に起因する一定の誤差で、繰り返しても同じ傾向が現れます。一方で偶然誤差は環境や操作のばらつきによって生じ、測定ごとに異なる値を示す。標本数を増やすことでより正確なデータを取ることができます。両者を理解することで、より正確な測定が可能になる。
A. 品質管理の基礎はPDCAサイクル（計画、実行、評価、改善）と3ム主義（無駄、無理、ムラ）の排除。プロセス変量（温度、圧力、流量など）の管理は重要。成分濃度測定には、電極電位法、熱伝導率法、ガスクロマトグラフ法などが用いられる。零位法は、既知量との比較で測定する手法。 測定における誤差（系統誤差と偶然誤差）を理解し、正確な測定を心がける。指示値（個々の測定値）と測定値（平均値）を区別し、測定精度の向上を目指す。 ガスクロマトグラフィーによる定量分析では、標準試料との比較が不可欠。未知試料と標準試料の成分Aのピーク面積を測定し、面積比から未知試料の濃度を算出する。例えば、標準試料（100ppm）のピーク面積が1000カウント、未知試料のピーク面積が700カウントの場合、未知試料の成分A濃度は70ppmと推定できる。標準試料を用いることで、定量分析の精度を高める。 今回のグループワークではガスクロマトグラフについて調査した。ピーク面積が成分量に比例することが分かった。 誤差の一つである偶然誤差について詳しく調べた。偶然誤差は、測定のたびにランダムに発生する誤差である。原因を特定することが難しく、測定者の技量や環境のわずかな変動など、様々な要因が複合的に影響する。 例として温度が微妙に変動する環境下での測定があげられる。温度の影響を受けやすい機器の場合、測定値がばらつく可能性がある。
A.今回の授業では濃度の測定方法について学びました。液体用には、密度法、導電率法、電極電位法、連続滴定法、比色分析法、原子吸光分析法がありました。気体用には、電子伝導率法、密度法、反応熱法、磁気法、ガスクロマトグラフ法、赤外線法、溶液導電率法がありました。また、１円に対する10円の電位も調べ、偶然誤差と系統誤差についても学びました。 今回のグループワークでは指示値と測定値を考えようということで、滴定、とくにポテンシュメトリック滴定についてしらべました。この特性は簡単で精密であること、特定のイオンや物質に特異的であることだとわかりました。 偶然誤差とは測定のたびに結果がばらつく誤差であり、系統誤差とは一定の方向に偏った誤差である。ほかにも、測定器自体の精度や調製不良による計器誤差、人間の操作ミスによる観測者誤差、温度、湿度、気圧など環境状況による環境誤差、測定対象の定義のちがいによる定義誤差、操作方法や手順の違いによる手続き誤差があると分かった。
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A. 第8回の講義では、成分濃度の測定方法と測定に伴う誤差について学んだ。成分測定の方法は液体と気体で2種類あり、液体の場合は密度法、導電率法（体脂肪計）、原子吸光分析法、電極電位法が、気体の場合は熱伝導率法、密度法、ガスクロマトグラフ法、赤外線法などが用いられる。これらの測定では、機器が表示する数値である指示値（機器の状態に依存）と実際に測定した数値を指す測定値（実際のデータに基づく）の違いをしっかりを理解しておく必要があり、系統誤差および偶然誤差を考慮して計測することが重要であると学んだ。 グループディスカッションでは、「演題：系統誤差と偶然誤差について考えよう（グループ名：ありさこ、共著者名：近ありす、石垣彩奈、山崎里歩、役割：書記）」について議論を進めた。私たちのグループはオシロスコープを選んだ。オシロスコープは、電気信号をグラフィカル（波形として）表示し、その信号が時間とともにどう変化するかを表す測定機器である。オシロスコープにセンサを接続することで様々な物理的仕事に反応する信号を特定することができ、刺激の種類や電気信号が伝導する物質の種類によって、その波形は様々である。オシロスコープが示すチャートは、横軸に時間、縦軸に基準電極に対する電位をとり、例えば神経束に人工刺激を与えると活動電位の様子が観察できると分かった。 ここで、系統誤差と偶然誤差について、その違いを講義中で完全に理解できなかったため、さらに詳しく調査を行った。まず、系統誤差とは測定結果に一方向に偏りをもたらす誤差である。これは測定器の校正ミスや環境要因により生じ、再現性があるのが特徴である。対して偶然誤差とは、測定ごとに大きさ・方向がランダムに変わる誤差のことを指す。これは測定環境のわずかな変動や測定者の感覚的なズレにより生じるものである。したがって、測定ごとに誤差が変わり、測定の精度に影響することが特徴である。このように、誤差にもいくつかの種類があり、これらを考慮して表示値からより正確な測定値を導くことが大切であると感じた。
A.1円(基準電極)に対する10円の電位を測る。 3つの10円玉を3回ずつ測った時の指示値から得られた値は同じ10円玉を測ったのにもかかわらず指示値には差があり平均は0.539、0.452、0.454(測定値)であった。誤差には偶然誤差と系統誤差がある。使ったものによって、たまたま誤差が生まれてしまうことが系統誤差であり測った3回の値がそれぞれ違うことは偶然誤差を表している。系統誤差は偏りであり、偶然誤差はばらつきである。 グループワークでは分析法として滴定を選んだ。ポテンシュメトリック滴定の表を記入した。特性は簡単で精密であり、特定のイオンや物質に特異的に働くことである。 復習として偶然誤差を限りなく少なくするためにはどうしたら良いのかについて調べた。
A.今回の授業では測定値と指示値の話が印象に残りました。指示値は計測器が示した値のことで測定値は測定者が求めた値で測定者が責任を持つという話が特に印象に残りました。 今回の発表では、ガスクロマトグラフィーについて調べました。ガスクロマトグラフィーの結果をグラフに示すと、時間ごとに信号強度が変わっていき特に強く信号が出ているところをピークといい、そのピークによって成分分析を行くことがわかりました。 ガスクロマトグラフィーの具体的なやり方を調べると、例えば3種類の成分が含まれている試料でガスクロマトグラフィーを行うときにそれぞれのピークを求めてそれと試料のピークを比べることで成分分析を行うというものがあることがわかりました。
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A.①数値の中には計数と計量がある。計数とはカウンタブルであり、計量は温度・圧力・変量・液位・濃度などのプロセス変量の近似値や誤差がある値のことをいう。その中で、濃度の計り方は、液体用や気体用で成分濃度の測定法が分かれている。工程管理用に用いられる成分濃度の計測機を「成分計(濃度計、分析計)」という。 測定値において、誤差が出ることを系統誤差といい、予測できない要因によって生じる不規則な誤差を偶然誤差という。もともとの測定値が正確でなければ信用できない。 ②発表では、滴定におけるポランシュメトリック滴定について調査した。特性としては簡単で精密であり、特定のイオンや物質に特異的である。 ③復習では、系統誤差と偶然誤差について調査した。系統誤差は、測定値が常に一定の方向に偏る誤差で、偶然誤差は、測定ごとにばらつく誤差のことを指すことが分かった。例として、系統誤差は、壊れた体重計で常に同じだけ体重が少なく表示される。また、偶然誤差は同じ人が同じものを測定しても、毎回わずかに異なる測定値が出ることを指す。
A. 品質管理において重要になってくるのが、測定という工程である。具体例として濃度の測定法についていくつか紹介する。成分濃度の主な測定法で、液体用として、密度法、導電率法、電極電位法などがある。また、気体用として、熱伝導率法、密度法、反応熱法などがある。測定方式の１つとして、零位法というものがある。これは、大きさが調節可能な既知量を準備しておき、測定対象量と既知量の差が0になるように既知量を調節することによって測定対象量の値を求める測定方式である。 今回のグループワークでは指示値と測定値を考えようということで、滴定、とくにポテンシュメトリック滴定についてしらべました。この特性は簡単で精密であること、特定のイオンや物質に特異的であることだとわかりました。 授業では取り扱わなかった偏移法について調べた。偏位法は、測定対象の量に応じて計器の指針が偏位することで値を読み取る測定手法である。電圧計や体重計などが代表例で、指示値を直接読み取れるため操作が簡単で迅速である。一方で、測定精度は計器の性能に依存し、高精度な測定には不向きである。これに対し、零位法は基準量との一致を確認する方式で、より高精度な測定が可能である
A.①濃度を測る方法として電極電位法がある。溶液中に基準電極と測定電極を差し込んで電極間の電位差を測定することである。自然電位測定と分極測定が存在する。自然電位測定では外部から電流を流さずに基準電極との電位差を測定できる。また、大きさが調節可能な既知量を準備しておき、測定対象量と既知量の差が0になるように既知量を調節することによって測定対象量の値を求める測定方式を零位法という。 ②「指示値と測定値について考えよう」榎本理沙、鈴木純奈、嶋貫莉花、羽生胡桃、遠藤由里香、白坂茉莉香 資料作成 グループワークでは分析法として滴定を選んだ。ポテンシュメトリック滴定の表を記入した。ポテンシュメトリック滴定は溶液中に2つ以上の電極の電位差を測定するものである。特性は簡単で精密であり、滴定剤を加えることで溶液中の物質濃度や反応進行を分析する。特定のイオンや物質に特異的に働くことである。 ③零位法の応用例について考えた。代表的な例として天秤、ブリッジ回路などがある。天秤では文銅の重さを調節して物体と釣り合わせる方法である。これは高精度であり平衡点の検出に適している。またブリッジ回路とは電流が流れない平衡点で未知の抵抗などの測定をおこなうことである。ブリッジ回路の出力電圧がゼロになるように調整し、未知の抵抗を求める方法である。零位法は高精度な測定が可能であり、微小な変化にも対応できる優れた方法であると理解できた。
A. これまでの講義の復習を行った。また、10円玉に対する1円玉の基準電位を軽い実験方式で行うことによって、機械などで正確に値を読み取っていてもそれが真の値であるとは限らないこと。また、なぜそのような結果になってしまうのか、考えられるものは誤差である。その誤差には系統誤差と偶然誤差の2つがあるということを学んだ。 発表では、ポーラログラフについての式とグラフを調べ、発表した。しかしながら、実際の計測データを打ち込んで計算を行うことはできなかった。 復習では、系統誤差と偶然誤差の違いについて考えた。系統誤差の特徴としては、常に同じ方向（プラスかマイナス）に偏る、測定を繰り返しても平均値が真値に近づかない、原因が明確で、修正や補正が可能である。対して偶然誤差では予測できないランダムな変動、測定値が真値の周囲にばらつく、多数回測定して平均を取れば真値に近づくなどの特徴があることが分かった。また、測定値の信頼性として測定結果の質を評価するとき、正確性は系統誤差が小さいほど高く、精度は偶然誤差が小さいほど高い。
A. 測定対象量と既知量の差が0になるように既知量を調節することで測定値を求めることを零位法といいます。また、測定には必ず誤差が含まれており、これを測定誤差といいます。例えば、10円玉と１円玉の電位差を測定したとします。このとき、使用する硬貨の違いによって異なる電位差(かたより)が得られた場合、これを系統誤差と呼びます。一方、同じ硬貨を用いているのにもかかわらず測定回数によって異なる電位差(ばらつき)が得られた場合、これを偶然誤差と呼びます。 演題は「指示値と測定値について考えよう」で、グループ名はありさこです。共同著者は、近ありす・立花小春・山崎里歩です。私は発言の役割を果たしました。私達のグループは測定装置として、オシロスコープを選びました。オシロスコープとは、電気信号をグラフやセルに波形として表示し、その信号が時間とともにどう変化するかを表す測定器です。一般的に横軸が時間を、縦軸が電圧を表します。オシロスコープはdivという概念を取り入れて表示領域を格子状に分割することで、表示された波を観測しやすくしています。 例えば、水平スケールが0.5ms/divに設定されているときに正弦波が表示されたとします。２つのマス目ごとに同じ波形が繰り返されているため、0.5ms/div×2div＝1.0msとなり、周期を求めることができます。 本授業で測定の信頼性は、測定誤差の考え方に基づいて評価されることを学びました。そのため、測定誤差をなるべく小さくすることが大切だと考えました。系統誤差を小さくするためには、測定環境(温度や湿度)を統一し、器具の校正をするべきだと考えました。また、偶然誤差を小さくするためには、測定回数を増やし平均をとるべきだと考えました。
A.①今回の授業では、教科書から濃度の計測方法について調査を行った。また、一円玉を基準電極として十円玉の電位を求めた。測定値と指示値の違いについて学んだ。測定者によって誤差があり、そのことを系統誤差という。また、同じ測定者が複数回測定した場合の測定の誤差は偶然誤差という。真の値に近付けるためには誤差について理解しなければならない。また、もとの測定の誤差が大きければ、どれだけ厳密に調査を行っても意味がないことも学んだ。また、偶然誤差と系統誤差について、計量管理の教科書によって調査を行った。偶然誤差をばらつき、系統誤差かたよりという。偶然誤差のため、系統誤差の大きさの厳密な推定はできないこと、また、校正間隔中に測定器のドリフトが発生しうることなどのため、校正によって系統誤差を厳密にゼロにすることは一般にできないことを学んだ。 ② グループワークでは分析法として滴定を選んだ。ポテンシュメトリック滴定の表を記入した。特性は簡単で精密であり、特定のイオンや物質に特異的に働くことである。 ③ 化学工学概論の教科書P286表9-4より、成分濃度のおもな測定方法について学んだ。これらの測定方法は、品質管理部門に使われている。また、教科書より、電極電位法について学んだ。pHの測定が代表的な例である。また、計量管理の教科書より、零位法について調査を行った。大きさが調節可能な既知量を準備しておき、測定対象量と既知量の差が０になるように既知量を調節することによって測定対象量の値を求める測定方式を零位法という。
A. プロセス変量とは、温度、圧力、流量、液位、濃度のことを示す。成分濃度は、化学工業製品の品質に直接関係する。製品の品質保証の点で、製造工程の途中や製造装置の出口などで定期的に測定する。方法として、密度法、電極電位法、熱伝導率法、原子吸光分析法、ガスクロマトグラフ法などが挙げられる。 零位法とは、大きさが調節可能である既知量を用意し、測定対象量と既知量の差が０になるように、既知量を調節することによって、測定対象量の値を求める測定方式のことである。 基盤電極を１円として、１０円の真の電位を求めた。測定者が測定した値を測定値と言い、ある機器や測定装置が表示する数値を指示値という。誤差が偏って出てくることを系統誤差という。誤差がばらついていることを偶然誤差という。測定した値そのものに誤差があれば、平均しても無駄である。現実の測定値の中では、誤差は必ず重畳される。系統誤差と偶然誤差は分離できない。誤差を計算によって無くすのではなく、最初から少なくするような装置を使うことが重要である。 グループワークでは、ガスクロマトグラフ法を例に挙げ、指示値と測定値について議論した。
A.【講義の再話】 零位法は大きさが調整可能な既知量を準備しておき、測定対象量と既知量の差が0になるように既知量を調節することによって測定対象量の値を求める測定方式であり、電圧計や天秤が利用している。1円を基準電極として10円の電位を調べた。掌に載せて3回計測し、読み上げた指示値と計測した測定値を出した。私が読み上げた指示値は0.452、0.463、0.465であり、測定値は平均値の0.460とした。他にも2グループが計測を行い、それぞれの測定値は0.549と0.454であった。測定値0.549をだしたグループがもう一度測定を行い、測定値が0.557であった。さらに先ほど計測した3人を直列でつないで再び計測を行った。元々の測定値に誤差が多いとばらつきは減らないので、信用ができないことが分かった。系統誤差は、特定の原因で常に一定方向に偏る誤差である一方で、偶然誤差はランダムに発生することが分かった。3人で直列で計測すると系統誤差が3分の１になった。計測する際は誤差がなるべく出ないように工夫して計測する。 【発表の 要旨】 演題はガスクロマトグラフの指示値から測定値を求める方法であり、グループ名はガスシロであった。グループに属した人は高橋香桃花、原野美優、三船歩美、鈴木結唯、増子香奈であった。 話し合いによって定量分析の方法について調べることにした。私は調査係としてガスクロマトグラフの定量分析法を調べた。定量分析を行う場合、ガスクロマトグラフの指示値のピークの面積は濃度に比例するため、標準溶液のピークの大きさを調べてそこから試料の濃度を調べるとよいことが分かった。 【復習の内容】 プロセス変量について復習した。プロセス変量には温度や圧力、流量、液位、濃度などが当てはまり、実際の量と量っている量には誤差があり、近似値で表すことが分かった。また、ｐHは電極測定法で計測することもわかった。
A.計測と測定について学んだ。濃度の測定方法として、溶液に基準電極と測定電極を差し込んで電極間の電位差を測定する電極電位法、ブリッジ回路にガスを流して白金線の電気抵抗の変化を測る熱伝導率法、カラム内に流した不活性ガスと気体または揮発しやすい液体を加えて純粋な不活性ガスと試料成分を含む不活性ガスの熱伝導率を測定するガスクロマトグラフ法などがあった。また、実測値1つ1つを指示値、測定者が測定した値を測定値といい、誤差が偏って出てくる系統誤差と実測値がそれぞれ異なる偶然誤差がある。 演習は力学的エネルギー、電気エネルギー、光エネルギー、熱エネルギー、化学エネルギーの分析方法のうち機器分析を1つ選び、測定装置が出力する具体的なチャートを調べた。分析法として光エネルギーを測定する電子吸光法（ASS)を選んだ。金属を含む試料に光を照射して光の波長と吸光度をグラフとしてまとめた。 ほかの課題として反復操作におけるデータサンプリングの方法を系統誤差と偶然誤差の視点から考えた。反復測定は同じ個人から時間と共に繰り返しデータを取ることをいい、系統誤差は測量の偏りのこと、偶然誤差は真値と測量値の差のうち系統誤差以外のもののことをいうことから、ある学校の一学年の成績をにおいて選抜クラスの生徒が平均点より高い成績を取り続けているのが系統誤差、体調不良等の偶然で成績が落ちるのが偶然誤差と考えた。
A.復習 PdCAサイクル 数値化 計量(プロセス変量とは温度、圧力、流量、液位、濃度) 例として濃度の測定方法を調べる(化学工学p286) 基本的に品質管理で扱う機器(研究開発ではあまり使わないので注意??) 電極電位法について説明 零位法について(品質管理p51) [3] 零位法と偏位法 質量の測定を上皿天びんを用いて行うときには、片方の皿の上に載せる分銅を調節して、左右の皿上の質量の差が0になるようにして測定値を求める。このように、大きさが調節可能な既知量を準備しておき、測定対象量と既知量の差が0になるように既知量を調節することによって測定対象量の値を求める測定方式を「零位法」という。 質量の測定はバネばかりによっても行うことができる。パネばかりでは、測定対象物によって生じたバネの伸びの長さから質量を求める。その際、バネの伸び量と質量の対応関係は分銅を用いてあらかじめ把握しておく。このように、測定対象量による測定器の指示の偏位から測定対象量の値を求める測定方式を偏位法という。 一般に偏位法では、偏位と測定対象量の間の対応関係が環境変化などの影響でずれることで正確度が低下しやすい傾向があるといわれる。これに対し、零位法では系統誤差の要因が既知量と測定対象量に同様に作用することが期待できるため、正確さを維持しやすい傾向がある。 また、零位法は平衡を達成するまでに時間や手間がかかるのに対し、偏位法では容易に測定値が得られる傾向がある。ただし、このような傾向はどのような測定でもつねに成り立つというわけではない。 測定方式としては、補償法や置換法と呼ばれる、零位法と偏位法の中間的な方式もある。これらについては文献4)を参照のこと。 十円玉と一円玉の電力量を量る 指示値を三回求め、測定値(真の値の近似値)を決めた。測定値は、機械で測った指示値から自分達で責任をもって決める。 0.539、0.460、0.454 もう一度一番目のペアに量ってもらったら 0.557 他の班より高め 系統誤差…もってた一円玉が良かった？などによる誤差 偶然誤差…一回一回の測定での量り方の微妙な変化(同じ材料) そもそも指示値の誤差が大きいと測定値が誤る 計量(p165)なるべく遠い値で平均すると真の値に近づく 分数→小数(丸め誤差)、変数→数値化(値を確定することにより誤差が生じる) 今度は直列繋ぎになって、量ってみる 1.367,1.305,1.362 これを３で割ると0.45566くらい 系統誤差が三分の一になった。 誤差がでないような測定方法に工夫することが大切 ○ワークショップ ガスクロマトグラフィーなどはグラフが指示値。 測定機器を選び、どのくらいの誤差を含んでいるのか議論 測定方法何個かあるけど、面積のにしよう！
A. 測定について学んだ。濃度の測定方法は液体用と気体用がある。電極電位法は溶液中のイオン濃度はかることができる。熱伝導率法は成分気体の濃度変化を知ることができる。ガスクロマトグラフ法は気体または気化しやすい液体の成分濃度の測定に用いられる。実際に1円を使って測定を行った。3グループ間でバラつきが見られた。測った値は測定値であり、真の値からは必ずずれてしまう。測定を反復するたびに予測できないバラツキとなって現れるものが偶然誤差、測定を行っている期間を通して一定値を取る誤差が系統誤差である。 発表の演題は指示値と測定値について考えようで、グループ名はありさこで、メンバーは近ありす、立花小春、石垣彩奈、山崎里歩であった。グループ内での役割は発言であった。私たちのグループはオシロスコープについて調べた。オシロスコープは電気信号波形として表示し、その信号が時間とともにどう変化するかを表す測定器である。センサーと接続して様々な物理的刺激に反応する信号を特定することができる。実際にどのような波形になるか調べることができた。 オシロスコープについてさらに調べた。描かれる波形を適当な大きさで表示させるためには、オシロスコープの増幅器の増幅度を調節する必要がある。観測したい信号の大きさによって必要となる感度を持つオシロスコープを選ぶことができる。横軸は時間で、縦軸は電圧である。波形は左から右へ等速で移動しながら電圧の大きさに応じて上下する。電圧が大きくなると上に向い、小さくなると下に向かう。波形振幅が目盛のいくつ分であるかによって測定できる。周期は、目盛りが8.4であったときは8.4div×1μs/div=8.4μsと求められる。そのときの電圧は、振幅が6.4目盛りであると6.4div×1V/div=6.4Vとなる。
A.第８回では主に化学で使用する単語がたくさん出てきました。濃度の計測の仕方学んだり液体気体について考えたりしました。液体の濃度の計測は密度法や原子吸光分析法が用いられます。気体に関しては、密度法や熱伝導率法やガスクロマトグラフ法が挙げられました。また、PHの測定では電極電位方が用いられました。これは、電位差を測定することによって、イオン濃度や酸化還元電位を調べることが可能なものです。また新しく零位法という言葉を聞きました。基準に対してのズレを図るものです。電圧計は零位法を求めて補償法を求める電圧計ででた値を指示値、測定者が決めた値を測定値ということがわかりました。また、誤差について考え、誤差が偏って出てくることを系統誤差、一回だけ偶然出てくることを偶然誤差ということを学びました。 グループワークでは吸光スペクトルの分光光度計について調べて書きました。吸光度と波長に関係するグラフを書いて考えを深めることができました。
A.
A.電子吸光法の指標について勉強した。測定値と真の値の誤差を以下に少なくして正確にするかという視点で勉強した。
A.ガスクロマトグラフィーについて考えました。グラフに示される縦軸の強度と横軸の保持時間が指示値になり、測定値であるピークを求めることができる。ベースラインなどで基準も把握できた。
A.①濃度の測定方法には、気体用と液体用とがある。液体用には、電極と電解質溶液との間に生じる電位差を利用して溶液中の特定のイオンの濃度を調べる電極電位法があり、気体用には、熱伝導率法、ガスクロマトグラフ法などがある。測定方法には、大きく分けて3種類の方法がある。体重計や電流計のような、測定量に応じて指針が振れる「偏位法」、分銅のような基準量と測定量を比べて、差が零になるように調整する「零位法」、零位法と偏位法を合わせたような「補償法」の三つである。測定の際に生じる誤差には、「系統誤差」と「偶然誤差」がある。系統誤差は、測定値が真の値から常に一定の方向に偏る誤差であり、偶然誤差はランダムにばらつく誤差である。 ②ガスクロマトグラフィーについて調べた。縦軸に信号強度、横軸に時間を取り、グラフで表した。ピークが現れる時間は、その成分が何であるかを表し、ピークの高さや面積は、その成分の濃度を表す。 ③クロマトグラフィーについて調べた。クロマトグラフィーは、移動層と固定層の２つの層により、混合物中の成分を分離することができる。ガスクロマトグラフィーの他に、カラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィーなどがある。
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第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
