計測とは、対象とする物理量の数値を計算して、その結果を何かに利用することです。また、計測は科学や工業に不可欠なものであり、計測がなければモノを作ることはできず、新しい技術が生まれることもないでしょう。計測にあたっては まず、計測のモデル、つまりすでにある「式」から、使えるものがあったら使い、なければ自分で作り、計測した数値を当てはめて計算 する、という手順を踏み ます。ここで大切なのは、モデルの「キーファクタ(カギとなる変数)」が何であるかということです。次に、キーファクタを測定します。ここで大切なのは「単位」と、どんなに精巧なものさしを使っても、計測には誤差が生じるため必要な、「有効数字」です。次のステップでは、測定したキーファクタの値を利用してモデルに代入し、単位と有効数字を考慮して、物理量の数値を測定します。最後に、計測値の誤差を推定します。誤差の関係式を級数展開で作り、誤差はとても小さいので、二次以上の項は無視して、一次近似を用います。これによって計測前に誤差を見積もることができるので、どれくらいの精度で計測しなければならないのかがわかります。また、計測値の誤差が、有効数字を決めていることもわかります。このような計測と誤差の基礎を学び、正しく理解し、使える力を伸ばしていくことで、今後、いろいろな計測の問題に応用していってください。

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尼子 淳教授理工学部 機械工学科 光波制御研究室

  • 専門:微細構造による光波の制御、回折光学、サブ波長光学、プラズモニクス
  • 掲載内容は、取材当時のものです