計測制御工学特論

Advanced Lectures on Instrumentation and Control

998B403

81EECNT502

海野　徳幸

Noriyuki UNNO

2024年度後期

2024 / First semester

金曜1限

Friday  1st Period

先進工学研究科　電子システム工学専攻

Department of Applied Electronics, Graduate School of Advanced Engineering

2.0単位

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

様々な分野・領域において社会基盤を支えている電子システムを長期間安定的に運用し続けるためには、熱制御システムの理解が不可欠である。そこで本授業では、熱にかかわる物理量を計測するための技術について学び、測定原理やその精度について理解することを目的とする。さらに、計測された値に従って熱制御システムを構築するための手法についても理解できるようにする。

An understanding of thermal control systems is essential for the long-term stable operation of electronic systems to support social infrastructure in various fields and areas. The purpose of this course is to learn about measurement technologies of physical quantities related to heat, as well as about measurement principles and its accuracy of thermal measurement technologies. Furthermore, students will be able to understand methods for constructing thermal control systems according to measured values.

電子システムを構築するために必要な計測技術及び制御技術に関する深い知識を修得することを目的とする。
本研究科のディプロマポリシー
「電子システム工学専攻の専門分野に応じた、多様な専門性を要求される業務に必要な高度な専門知識」
を実現するための科目である。

The aim of this class is to acquire deep knowledge of measurement and control for electronic engineering.
This class corresponds to the Diploma Policy “Advanced expert knowledge of various tasks in the applied electronics field.” 

データセンターや電気自動車などの熱制御システムについて説明ができるようになること。

Be able to explain thermal control systems for data centers, electric vehicles.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

-

-

準備学習：次の授業範囲の内容に関する資料を読んでおくこと。
復習：授業後、ノート等を読み直し、復習すること。また、レポートも課す。

Preparation: Read the text for the next unit.
Review: Read the notebook and write the report. 

レポート：講義で示した事例を中心にして課す．(60%)
授業態度：学習に対する姿勢,演習やディスカッションに参加するなど。(40%)

Report: Thermal control system assignment (60%)
Attitude: Attitude towards learning, participation in exercises and discussions (40%) 

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

-

-

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

1　序論
　　熱制御システムの概要について理解する。

2　温度計測の基礎(1)
　　抵抗温度計測技術について理解する。

3　温度計測の基礎(2)
　　熱電対温度計測について理解する。

4　温度計測の基礎(3)
　　放射温度計測について理解する。

5 　圧力計測の基礎
　　圧力計測技術について理解する。

6 　熱計測の基礎
　　超高熱流束計測技術について理解する。

7　熱制御システムの基礎
　　各種の熱制御方式について理解する。

8　データセンターにまつわる熱制御システム(1)
　　サーバーラックの熱制御システムについて理解する。

9　データセンターにまつわる熱制御システム(2)
　　データセンター全体の熱制御システムについて理解する。

10　電気自動車にまつわる熱制御システム(1)
　　電気自動車用バッテリーの熱制御システムについて理解する。

11　電気自動車にまつわる熱制御システム(2)
　　電気自動車用インバータの熱制御システムについて理解する。

12　相変化冷却技術を使った熱制御システム
　　ヒートパイプやベイパーチャンバーの動作原理について理解する。

13　沸騰冷却技術を使った熱制御システム(1)
　　飽和沸騰冷却技術について理解する。
　　
14　沸騰冷却技術を使った熱制御システム(2)
　　サブクール沸騰冷却技術について理解する。

15　1〜１４の総括、レポートの解説

1 Introduction 　Understand the overview of thermal control systems. 
2 Basics of temperature measurement (1) 　Understand resistance temperature measurement technology. 
3 Basics of temperature measurement (2) 　Understand thermocouple temperature measurement. 
4 Basics of temperature measurement (3) 　Understand radiation temperature measurement. 
5 Basics of pressure measurement 　Understand pressure measurement technology. 
6 Basics of thermal measurement 　Understand the measurement technology of ultra-high heat flux. 
7 Fundamentals of thermal control systems 　Understand various thermal control methods. 
8 Thermal control systems related to data centers (1) Understand the thermal control system of server racks. 
9 Thermal control systems related to data centers (2) 　Understand the thermal control system for the entire data center.

10 Thermal control system related to electric vehicles (1) 　Understand the thermal control system of electric vehicle batteries. 
11 Thermal control system related to electric vehicles (2) Understand the thermal control system of electric vehicle inverters. 
12 Thermal control system using phase change cooling technology Understand the operating principles of heat pipes and vapor chambers. 
13 Thermal control system using boiling cooling technology (1) 　Understand saturated boiling cooling technology. 
14 Thermal control system using boiling cooling technology (2) 　Understand subcool boiling cooling technology. 
15 Summary of 1 to 14 and Comment for assessment.

-

-

-

-

-