Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
22
ТЕМА 6: Метрологічні основи комплексного контролю
1. показники комплексного контролю
Управління навчально-тренувальним процесом включає в себе п'ять стадій:
- аналіз одержаної інформації;
Мета управління - переведення об'єкта (системи) з одного стану в інший. II 1,0 до спортсменів, то це переведення виявляється в підвищенні результаті в змаганнях (підвищення технічної та тактичної майстерності, рівня вольових та рухових якостей). Переведення об'єкта в одного стану в інший здійснюється за допомогою впливу. В підготовці спортсмена це рівні вправи, зовнішнє середовище (умови середньогір'я), спеціальне харчування. Оцінити ці зміни можна за допомогою інформативних показників.
Збір інформації - найбільш важлива стадія управління тренувальним процесом. Основне завдання - вибір мінімальної кількості показників, за допомогою яких можна одержати інформацію і використати її в управлінні процесом підготовки спортсмена.
В будь-який момент часу людина знаходиться в певному фізичному стані. Фізичний стан людини визначають наступні показники:
До показників спортивної майстерності належать:
При підготовці спортсменів можна виділити гри основні фактори, які підлягяють контролю і визначають спортивний результат: технічна підготованість, тактична підготованість і фізичні якості спортсмена,
2, Контроль за технічною підготованістю або технічною майстерністю (ТМ)
Технічна майстерність визначається оцінкою того, як спортсмен виконує рухи і які засвоєні рухи вміє виконувати
Виділяють три сторони технічної майстерності спортсмена:
Розрізняють два основні методи контролю за технічною майстерністю: візуальний та інструментальний.
Перший є найбільш розповсюдженим методом взагалі і одним з основних в спортивних іграх, одноборствах, видах спорту, які зв'язані в оцінкою художнього враження.
Візуальний контроль здійснюється:
І) під час безпосереднього спостереження за діями спортсмена;
2) за допомогою відеомагнітофона.
Використання відеомагнітофона дозволяє:
23
- використовувати стоп-кадр та сповільнене відтворення і відеозапису; усунути вплив змагальних умов на аналіз та оцінку технічної майстерності.
Інструментальний метод контролю за технічною майстерністю призначений для вимірювання біомеханічних параметрів техніки.
При виконанні інструментального контролю за технічною майстерністю необхідно вживати заходи для якісної фіксації параметрів, які нас цікавлять, забезпечувати адекватний склад вимірювальної системи і оцінювати точність одержаних величин.
Контроль за обсягом техніки Обсяг техніки визначається загальним числом дій, які виконує спортсмен на тренувальних заняттях і на змаганнях.
Змагальний обсяг техніки змінюється в залежності від кваліфікації суперників, тактики двобою тощо.
В циклічних видах змагань обсяг репрезентований одним рухом (який повторюється багато разів).
Тренувальний обсяг свідчить про потенційні можливості, а відношення змагального обсягу до тренувального свідчить про реалізацію можливостей спортсмена.
Контроль за різнобічністю техніки Різнобічність технічної підготованості визначається ступенем різноманітності дій, якими володіє спортсмен.
В спортивних іграх інформативним є співвідношення використання різних ігрових прийомів.
Частковим випадком різнобічності техніки е співвідношення прийомів, які виконуються в лівий та правий бік:
латерна перевага - коефіцієнт латерної переваги
К - ть прийомів у будь-який бік
КЛП : ;
загальна кількість прийомів
Надійність показників різнобічності техніки невелика, але повторюваність основних прийомів у видатних спортсменів може бути значною.
Контроль за ефективністю техніки Ефективність техніки спортивних рухів визначається її близкістю до індивідуально оптимального варіанта.
Найбільш ефективною повинна бути визнана така техніка рухів, при якій найкращим чином реалізується руховий потенціал спортсмена. 1 Ірипускається, що ефективна техніка забезпечує досягнення максимально можливого результату в рамках даного руху.
Визначення абсолютної ефективності техніки. Для цього спочатку реєструються показники техніки руху, який досліджується, а потім зіставляють їх значення з еталонними, вибраними на основі біомеханічних, фізіологічних, психологічних і естетичних критеріїв.
Недостатньо ефективна техніка приводить до додаткових енергетичних втрат, які знижують спортивний результат.
Визначення порівняльної ефективності техніки Цей метод оснований на зіставленні техніки руху спортсмен на з технікою аналогічного руху, виконаного спортсменом високої кваліфікації.
За зразок належить вибирати або техніку видатного спортсмена, або усереднені параметри групи спортсменів високої кваліфікації.
Визначення реалізаційної ефективності техніки Реалізація рухового потенціалу на змаганнях порівнюється з тим.досягненням, яке міг би показати спортсмен, який володів би ідеальною технікою.
Методика такого підходу полягає в розрахунку належного результату вправи і порівнянні його з показаним. Чим більша різниця, тим менша ефективність техніки.
Руховий потенціал визначається за допомогою інформативних фізичних якостей і
24
описується рівнянням регресії.
Контроль за тактичною підготованістю
Тактикою називають сукупність способів проведення спортивної боротьби Елементами тактики є тактичні ходи: техніко-тактичні дії; прийоми психологічного виливу па супротивника; вибір позиції і маскування намірів.
Тактичним мисленням навивається здатність оцінювати швидко і точно ситуацію, яка складається, і при цьому приймати рішення.
Кількісні показники тактичної майстерності
Виділяють п'ять груп показників:
Основним методом визначення раціональної тактики є метод імітаційного моделювання (ІМ), Це метод створення моделі реальної системи і експериментування з нею з метою вивчення можливих результатів. Як правило, імітаційне моделювання виконується на ЕОМ.
4.Різновиди контролю
Стан, якого стихійно досягав людина під впливом умов життя, звичайно, далекий від бажаного. Тому станом людини необхідно керувати, використовуючи спеціальні засоби - переважно фізичні вправи. Спортивне тренування, як і фізичне виховання, можна розглядати як процес керування (управління). Побудувавши тренувальний процес відповідним чином можна підвищити рівень або однієї рухової якості, або всіх разом (швидкості, витривалості гнучкості, спритності), тобто керувати станом людини.
Розрізняють трн типи стану спортсмена в залежності від тривалості проміжку, який необхідний для переходу з одного стану в інший.
Оперативний стан спортсмена змінюється в ході тренувального заняття і повинен враховуватися при плануванні проміжків відпочинку між виконаннями рівних фізичних вправ (наприклад, підходами, повторними забігами, вирішенні питання доцільності додаткової розминки). Окремий випадок оперативного стану, який характеризується моментальною готовністю до виконання змагальної вправи з результатом, наближеним до максимального, називається оперативною готовністю, а зміни в організмі спортсмена, які наступають під час виконання фізичних вправ або після їх закінчення - терміновим тренувальним ефектом.
25
спортсмсші. якн вілображас його можливості до демонстрування спортивних успіхів, називається підготованістю, а стан оптимальної підготованості - спортивною формою. Досягти стану спортивної форми або втратити її на протязі одного або декількох днів не можливо. Зміни, які відбуваються в організмі спортсмена в цей період, тобто в результаті суми наслідків багатьох тренувальних занять, називають кумулятивним тренувальним ефектом.
Відповідно до означених різновидів стану спортсменів виокремлюють три основні різновиди контролю:
Зміст та організація етапного контролю
Основне завдання етапного контролю - визначення рівня підготованості спортсменів, на основі якого складаються перспективні (етапні) плани підготовки. Етапний контроль потрібно здійснювати за допомогою тестів, результати яких мало залежать від повсякденних коливань стану спортсмена. Вибір тестів етапного контролю здійснюється двома способами:
Критерії фізичної працездатності: час, обсяг роботи, максимальне споживання кисню, максимальна вентиляція легенів, максимальний кисневий борг.
При організації етапного контролю потрібно на всіх етапах підготовки використати одні і ті ж тести (вони називаються скрізними), щоб легше було оцінити зміни стану спортсмена.
Зміст і організація поточного контролю
Основне завдання поточного контролю - збір та аналіз інформації, необхідної для планування навантаження, визначення повсякденних коливань стану спортсмена, причини їх корекції в мікроциклах тренування.
Поточний контроль потрібно проводити або вранці, після сну, або перед початком тренувального заняття і за його результатами коригувати план занять.
Інформативність тестів визначається на основі співставлення їх щоденної динаміки за наступними критеріями:
Зміст і організація оперативного контролю
Основне завдання оперативного контролю - експрес-оцінка, стану, в якому знаходиться спортсмен в момент або відразу після закінчення виконання вправи (серії вправ, тренувального заняття). Завданням цього виду контролю є також термінова оцінка техніки виконання вправ і поведінки (тактики) спортсмена. Специфіка тестування вимагає дуже жорсткі вимоги до тестів оперативного контролю. Зразу ж після виконання вправи починаються відновлюючі процеси в організмі, і найменші затяжки з реєстрацією показників оперативного стану може привести до того, що істини виявити не вдається. Тому основний розвиток техніки оперативного контролю направлений на реєстрацію показників безпосередньо під час виконання вправ.
Інформативність тестів оперативного контролю визначається тим. наскільки вони є
26
чутливими до навантажень. Цю вимогу найкраще задовільняють біомеханічні, фізіологічні та біомеханічні показники.
Надійність тестів оперативного контролю залежить від:
5.Модельні характеристики стану спортсмена
Нерідко можна спостерігати, що два процеси, які мають рівну фізичну природу протікають досить схоже. Так, розтяг та скорочення м'яза за певних умов відбувається аналогічно розтягу та скороченню спеціально підібраної пружини. Якщо процеси в обидвох випадках протікають однаково, то замість дослідження м'яза можна вивчати поведінку пружини в умовах, що нас цікавлять, й на основі отриманих результатів судити про те як би себе поводив у цих умовах м'яв. Подібні аналогів використовуються при моделюванні
В математиці і теорії систем аналогічні у цьому сенсі процеси та системи називаються ізоморфними, Ізоморфізм - це однозначна взаємовідповідність між двома множинами яких небудь об'єктів. Такі множини слугують моделями одна одної, й. вивчаючи одну в них, тим самим встановлюють властивості другої. Ізоморфізм б математичним уточненням розпливчатого, інтуїтивного поняття аналогії. Таким чином, моделювання полягає у створенні штучних систем, котрі є ізоморфними із системами, що досліджуються.
Види моделей
Розрізняють чотири різновиди моделей - словесну (описову), фізичну, математичну та електричну. Словесний опис - це найпростіша і найпоширеніша форма моделювання їй властиві загальна доступність, невисока точність та надзвичайна громізкість.
Модель називається фізичною, якщо вона відрізняється від оригіналу лише розмірами зберігаючи його пропорції та фізичну природу: наприклад, зменшене у розмірах футбольне поле слугує моделлю справжнього футбольного поля. Зрозуміло, що фізичне моделювання не завжди можна здійснити. Неможливо собі уявити, наприклад, діючу фізичну моделі, спортсмена. Вихід в положення у цьому випадну полягає у математичному моделюванні - н використанням математичних формул або електричного моделювання за допомогою електронних обчислювальних машин.
Аналогічність процесів у настільки різних системах, як стальна пружина і м'яз людини, пояснюється тим. шо співпадають математичні рівняння, котрі описують пі системи. У цьому полягає - особлива цінність математичного моделювання. Математика служить ніби своєрідним перекладачем, що дозволяє сформулювати закономірності системи на тій мові, яка найбільш влаштовує дослідника. Такою універсальною мовою, поряд з математикою, останнім часом стала "мова" електронних сигналів, на якій "розмовляють" електронні обчислювальні машини. Користуючись математичним та електронним моделюванням, можна не будувати фізичні моделі-аналоги: "штучний м'яз", "штучного спортсмена"; достатньо віднайти фізичні закони і математичні залежності, за котрими працює м'яз або спортмен, й згідно з отриманою математичною моделлю запрограмувати комп'ютер.
Форми математичного моделювання є різнорідними. Будь-яка математична модель може бути представлена у вигляді формули, графіка, таблиці. У ряді випадків графік або таблиця, подібно до математичної формули. успішно виконують роль перекладача емпіричних даних на мову комп'ютерів.
Розроблено, наприклад, модель нормальної реакції серця людини на фізичне навантаження. Подібні моделі дають велику користь у діагностиці тренованості. Ступінь підготованості спортсмена (фізичної, технічної і т.д.) визначають, порівнюючи його показники з моделлю - еталоном. Роль еталона може виконувати модель того чи іншого фактору тренованості, що грунтується на результатах дослідження групи спортсменів певної кваліфікації. Можуть бути створені моделі, що відповідають підготованості майстра спорту, першорозрядника, спортсмена другого розряду і т.д.
ПРОЦЕДУРА СТВОРЕННЯ МОДЕЛІ
Робота по створенню моделі складається з наступних етапів:
27
Модель спортсмена у всій його багатогранності та складності побудувати неможливо. Тому на першому етапі моделювання необхідно виокремити ті сторони діяльності спортсмена, котрім мають бути об'єктом моделювання. Схематизація та спрощення, котрі неминуче вносяться при всякому моделюванні, є притаманними будь-якому процесові віднайдення об'єктивних закономірностей оточуючого світу настільки невід'ємно, що до них слід ставитися як до обов'язкових етапів поступового уточнення та поглиблення наших знань.
Другому й частково третьому етапам моделювання - обиранню та обробці експериментальних даних присвячено відповідні розділи спортивної Метрології і математичної статистики. Причому мінливість спортсмена визначає способи вбирання вихідної інформації. У фізкультурі та спорті найбільш розповсюджені моделі, які побудовані на основі досліджень десятків і сотень пацієнтів. Результати таких досліджень обробляються методами математичної статистики. Іноді є сенс будувати модель і для одного окремо взятого спортсмена - наприклад, члена збірної команди, на котрого покладають особливі надії у наступних змаганнях. У цьому випадку модель також має ймовірний характер, оскільки показники життєво важливих систем людини не залишаються постійними, а коливаються в залежності від стану здоров'я, часу доби, кліматичних умов, тренувального режиму та іншого.
Особливого мистецтва потребує створення математичної моделі. Часто на практиці цей процес вводять до підбору математичних формул. котрі описують експериментальне отриманий графік. У цьому випадку для побудови моделі необхідно зробити наступне:
Саме у такій послідовності створювалася модель нормальної реакції серця людини на фізичне навантаження.
Математичний апарат моделювання є надзвичайно різнорідним. З розділів математики в моделюванні найчастіше використовують функціональний аналіз, математичну статистику, диференціальне та інтегральне числення, а останнім часом нові розділи математики - математичне програмування, теорію ігор, графи та інші.
Функціональний аналіз. Дві змінні зв'язані між собою - функціональною залежністю, якщо кожному значенню однієї з них (нехай х) відповідає певне значення іншої величини (нехай у). У цьому випадку кажуть, що у є функцією від х. Функціональна залежність може бути подана у трьох різновидах: графіка, таблиці або математичної формули.
Залежності, що досліджуються у спорті, намагаються моделювати комбінацією простих елементарних функцій. Одна з елементарних математичних моделей моделей використовується для оцінки фізичної працездатності спортсмена. Прямий метод вимірювання максимального споживання кисню (МОК) є дуже виснажливою процедурою. Поза тим, він б недостатньо точним, оскільки результат вимірювань залежить від суб'єктивних відчуттів піддослідного та його бажання, всупереч зростаючій втомі, продемонструвати свої найвищі досягнення. Значно простіше визначати МОК непрямим методом, застосовуючи математичну модель взаємозв'язку між МСК та величиною фізичної працездатності. котру оцінюють за тестом Р\Л'С 170: МСК=2,2Р\¥С 170+1070, де максимальне споживання кисню вимірюється у літрах за хвилину, а РХУС170 - у тисячах кілограмометрів за хвилину. У цьому випадку все дослідження зводиться до вимірювання
28
Р\УС170, займас 10-15 хвилин й носить характер легкого розмининня.
На жаль, не всі задачі спортивних вимірювань можна розв'язати методами елементарної математики. Коли нас цікавлять динамічні характеристики досліджуваних систем, швидкості та прискорення піддослідних об'єктів, необхідно застосовувати диференціальне та інтегральне числення. В основі цих розділів вищої математики лежань поняття диференціала та інтеграла Ці основні поняття вже давно стали необхідною частиною знань кожної культурної людини поряд, наприклад, із розумінням того, що невідому величину можна позначити буквою х і виконати з нею алгебраїчні дії.
Диференціюванням називається операція знаходження швидкості зміни функції. Що бистріше змінюється функція, то більшу величину має результат її одноразового диференціювання - перша . похідна. Якщо функція збільшується, то перша похідна додатня; якщо значення функції зменшується, то перша похідна від'ємна. Нульове значення похідної відповідав сталій .за величиною функції. Результат одноразового диференціювання своєю чергою може бути підданий диференціюванню. При дворазовому_диферепціюваппі утворюється величина, що відповідає бистрота зміни швидкості - тобто прискоренню.
Відомо декілька способів диференціювання. Найпростіший з них - графічний.
Інтегрування - це математична операція, обернена диференціюванню. Шляхом інтегрування можна Всі. кривою прискорення знайти графік зміни швидкості, а за графіком швидкості - траєкторію рухомої точки. Інше застосування інтегрування полягає у відшуканні сумарних (інтегральних) показників - наприклад, сумарного числа серцевих скорочень, загальної кількості виконаної роботи та іншого. При інтегруванні відбувається підсумовування, накопичення значень інтегрованої функції. Швидкі коливання функції в результаті інтегрування згладжуються, й стає явною тенденція досліджуваної змінної.
Модельні характеристики - це ідеальні характеристики стану спортсмена, в якому він може показати результати, які відповідають світовим досягненням. За модельні характеристики використовують тільки інформативні показники (тести).
Знати модельні характеристики необхідно для визначення напрямків тренувальної роботи і відбору спортсменів. Модельні характеристики діляться на:
- консервативні, які не піддаються тренуванню - наприклад, довжина тіла;
ГІри відборі орієнтуються перш всього на консервативні і некомпенсуючі показники.
Існують три основні шляхи визначення модельних характеристик.
Якщо немає можливості визначити величини модельних характеристик перерахованими шляхами, використовують метод експертних ОЦІНОК.
В будь-якому виді спорту завжди існують проміжні і кінцеві (етапні) модельні характеристики.
Ії.МЛ 4: інстру ментальні методи контролю
І .Різновиди методів контролю
У гірактипі фізичного виховання і спорту використовують візуальні та інструментальні методи контролю.
Візуальні методи контролю найбільш доступні. Фахівці (тренери, наукові співробітники і спортсмени) спостерігають за діями спортсменів на змаганнях і тренувальних заняттях, отримують переважно якісні уявлення про їх підготованість. Результат візуальної оцінки суб'єктивний, оскільки не грунтується чітких кількісних критеріях, тому його важко використовувати для порівняльного аналізу.
Навпаки, інструментальні методи контролю об'єктивні. За їх допомогою отримують кількісну оцінку будь-яких характеристик і показників дій спортсмена. В основі інструментальних методів контролю лежать вимірювальні системи.
Інструментальні методи контролю за спортсменами умовно ділять на дві групи:
оптичні і оптико-електронні методи, де інформація передається на реєструючі пристрої променями світла або тепла (інфрачервоне);
механоелектричні методи, дезінформація передається електричними сигналами по дротяній лінії зв'язку або по радіо.
Оптичні і оптико-електронні методи призначені для дистанційного і безконтактного контролю за спортсменом. Вони не заважають звичайному проведенню тренувань і змагань.
Оптичні методи грунтуються на фотографії або відеозйомці (стробофотог рафія, фотограмметрія, кінозйомка, циклограма), а результати оптичного методу використовують або для візуального вивчення рухів, або для визначення кінематичних характеристик (переміщень, траєкторій, швидкостей, прискорень).
Оптико-електронні методи реєстрації рухів основані на перетворенні зображень в електричний сигнал. їх можна поділити на телевізійні і фотоелектронні.
До телевізійних відносяться телециклографія і відеомагнітний запис (відеозапис).
Фотоелектронні методи вимірювання основані на фотоефекті.
Механоелектричні методи реєстрації рухів застосовуються для вивчення біоелектричних процесів, які відбуваються в організмі спортсмена (електрокардіограма, електроміограма), а також для реєстрації біомеханічних характеристик руху (динамометрія, епідометрія. акселерометрія, гоніометрія, стабіломегрія).
Засоби вимірювань характеристик добираються з врахуванням особливостей спортивної діяльності спортсмена та можливостей сучасної комп'ютерної та вимірювальної техніки. Сьогодні у фізичному вихованні, у підготовні кваліфікованих спортсменів загальноприйнятою є вимога забезпечення об'єктивності контролю за характеристиками рухів людини. Розроблені та впроваджуються до практики різноманітні інструментальні, методики, математичні методи, комп'ютерні технології. У першу чергу - це акселерометрія, тензометрія, гоніометрія, стабілографія, фотостробозйомка. а також, останнім часом, комп'ютерний аналіз відеозображень.
Сучасною тенденцією є створення комплексних інструментально-комп'ютерних методик для вимірювання характеристик рухів спорсмена при виконанні спортивної вправи з докладною математичною обробкою та поданням результатів у зручній, зрозумілій для педагога, тренера формі.
2. Склад системи для вимірювання показників
Вимірювальна система складається з шести функціональних блоків (рис. 1).
Рис. І Склад системи для вимірювання показників, що характеризують стан спортсмена: 1 - досліджуваний об'єкт (спортсмен);
2 - пристрій для сприйняття вимірюваної величини (давач); З - перетворювач і підсилювач вимірюваної інформації:
До складу всіх вимірювальних систем в спорті входять:
Крім них до складу вимірювальної схеми можуть входити: підсилювач біоелектричних сигналів і перетворювач вимірюваних величин в електричний струм або напругу, а також обчислювальні і запам'ятовуючі пристрої (рис. 1).
основі вимірювання різних функціональних систем організму. Пристроєм, який сприймає вимірювальну величину, є чутливий елемент засобів вимірювання - давач інформації, завдання якого сприймати інформацію і передавати її в наступний блок. В третьому блоці вимірювана величина, що вимірюється на основі фізичного закону про зв'язок між ними, перетворюєт ься в електричний сигнал, який підсилюється. Підсилений сигнал по лінії зв'язку поступає на реєструючий або підсилюючий пристрій.
3. Класифікація, призначення та принцип дії давачів
Давачі - найбільш відповідальна ланка системи, оскільки їх стійкість до перешкод звичайно визначає захищеність від перешкод всієї системи в цілому. Що таке давач?
Давачем може бути названий пристрій, збуджуваний енергією однієї системи і який виробляє енергію для другої системи, або пристроєм, який перетворює енергію одного виду в інший, або пристроєм, який сприймає задану інформацію і видає її в заданій формі.
Або давач - це перетворювач контрольованої або регульованої величини в вихідний сигнал, зручний для дистанційної передачі і подальшої обробки.
Перетворювачі інформації найчастіше формують вимірювані величини у зручний для подальшого аналізу електричний сигнал.
Підсилювач підсилює сигнал і фільтрує його.
Давач, перетворювач і підсилювач, як правило, виконують у вигляді одного мініатюрного приладу.
Обчислювальні операції дозволяють порівнювати результат вимірювань з еталонною мірою. Аналогові методи обчислень грунтуються на використанні операційних підсилювачів, в яких здійснюються арифметичні операції.
За принципом дії всі давачі поділяються на генераторні та параметричні. Перші самі виробляють електричні сигнали, еквівалентні досліджуваному біологічному процесу. Другі застосовують свої електричні характеристики у відповідності з динамікою .біологічного
процесу. Генераторні давачі зручні тим, що не потребують спеціальної вимірювальної частоти і джерел енергоживлення, проте часто дають незручну для оцінки р. д. інформацію.
Фотодіоди (фотоелементи) - це напівпровідникові прилади, внутрішній опір яких змінюється в залежності від освітленості. Вони перетворюють світловий сигнал в електропотенціал. Застосовуються для вимірювання швидкостей на дистанції (система фотофінішу "Омега").
Реостатні давачі - виконуються на базі змінних резисторів і використовуються для перетворення механічного переміщення в електропотенціал. Вони є чутливими елементами у вимірюванні суглобних кутів (електрогоніометр).
Бензоелектричні здавачі опору - є чутливими елементами вимірювальних систем, що використовуються для оцінки динамічних показників. В принципі дії тензорезисгора лежить зміна електричного опору провідника при його розтягуванні або стискуванні. їх переваги - мала похибка, стійкість до вібрацій , невелика ціна.
Акселерометри - призначені для вимірювання прискорень руху. В принципі їх дії використані пропорційності сили інерції прискоренню. Сила інерції викликає деформацію чутливого елемента давача (тензо- або п'єзорезистора) і на гранях елемента виникає пропорційний електропотенціал.
4.Давачі біоелектричних потенціалів
Розробка кожного нового методу в спорті і фізичному вихованні, звичайно, починається із створення відповідного давача. Найчастіше давачі закріплюють на тілі спортсмена - тому вимоги до конструкції жорсткі. Давач повинен бути з мінімальною вагою та габаритами, мати високу механічну міцність, зручне кріплення і не затруднювати рухів.
Використання в спортивній практиці електротехніки і апаратури позв'язано з перетворенням неелектричних величин в електричні.
Деякі біологічні процеси мають електричну природу або супроводжуються зміною електричних потенціалів в тканинах.
Для дослідження таких процесів використовують електроди.
Електрод - це пристрій, призначений для контактного сприйняття електричних потенціалів, які виникають в живому організмі.
Розрізняють: поверхневі, голкові, вживлені та внутрішньо-порожнинні електроди.
До електродів в спорті пред'являються вимоги низького електричного опору між електродами.
Міжелектродний опір складається з невеликого опору внутрішнього середовища організму і опору шкіри в місцях, де накладаються електроди. (В тварин низький міжелектродний опір отримували просто вживленням електродів під шкіру).
В спорті це досягається спеціальною процедурою: в місцях, де накладаються електроди, шкіра очищується спиртом або ефіром і втирається електродна паста. Така процедура зменшує товщину рогового шару шкіри, підсилює в ній кровообіг і завдяки цьому понижує міжелектродний опір на 10 кОм, що достатньо для практичних потреб.
Електроди можуть сприймати електричну активність серцевого м'яза, м'язів кістяка, мозку, поверхні тіла; відповідно до цього розрізняють давачі електрокардіограми, електроміограми, електроенцефалограми, шкірно-гальванічної реакції.
Давачі електрокардіограми
Електрокардіограмою навивається крива зміни електричних потенціалів, які виникають при збудженні і скороченні серцевого м'яза. 1 Іерші роботи з електрокардіографії відносяться до 19 віку. В спорті електрокардіографія отримала розповсюдження як діагностичний метод для оцінки фізичної підготованості спортсменів.
При дослідженнях, які проводяться під час фізичних навантажень, електроди розмішують на грудній клітці. Амплітуда кардіограми 1-3 мВ. частота від 0.1 до 100-200 Гц.
Частіше використовують відведення ІМеЬЬ, їх модифікація за Л.А.Бутейком (1965) і
4
відведення МХ і 0$ (тапиЬгіипі -хірНоісіеш, сіехіга - їіпізіга). Вибір відведень:
а) 1 - в області верхівки серця, в 5-му міжребер'ї, по лівій серединно-ключичній лінії;
б) 2-й електрод трохи нижче - на місці прикріплення 3-го ребра до правого краю грудини;
3-й - 4-те міжребер'я біля правого краю грудини. 1)8 і МХ прийшли з космічної медицини. При вертикальному відведенні МХ - верхні електроди над ручкою грудей, нижній - в області мечоподібного відростка. При горизонтальному відведенні 08 обидва електроди розташовуються на бокових поверхнях грудної клітки в 5-му міжреберні по середніх лініях пахв. Відведення 1)8 можна зафіксувати гумовим бинтом, однак електроди знаходяться в безпосередній близькості від могутніх м'язів спини, що дає великі міографічні перешкоди. Якщо тільки потрібна інформація про тривалість серцевого циклу, пропонують ще відведення д) і е);
д) електроди розміщені в :5-му міжребер'ї по лівій і правій серединно-ключичних
лініях;
е) обидва активних електроди розташовуються в безпосередній близкості один від одного в прекардіальній області.
Основна його перевага - зниження до мінімального рівня м'язових перешкод і висока амплітуда зубця К.
Електроди одноразового використання утримуються на шкірі завдяки липким властивостям матеріалу, до якого вони прикріплені (плоский мозойьний пластир). Електроди крім клею (88, гумового тошо) можуть фіксуватися поясами.
Давачі електроміограми Електроміограмою навивається крива зміни електричного потенціалу м'язів кістяка. Електроміограми використовуються для визначення ступеня участі різних м'язів в русі і вивченні координації, тобто дозволяють досліджувати внутрішню структуру, відшукати найбільш раціонатьний варіант техніки спортивних рухів.
Застосовуються голкові і чашкові (для реєстрації сумарної електроміограми). Величина амплітуди від одиниць мікровольт до декількох мВ. частотний спектр від 3-4 до 300-400 Гц (часом до 10 кГц).
Чашкові електроди виготовляють з нержавіючої сталі і срібла діаметром 7-15 мм і монтуються на гумову пластинку. Віддаль між електродами 20 мм. Електроди накладаються на м'яз по ходу волокон, там де контурується його черевце.
Давачі шкірно-гапьванічної реакції (ШГР)
Між 2-ма точками поверхні шкіри постійно існує різниця потенціалів, зумовлена місцевим обміном речовин, потовиділенням, станом судин. Ділянки найбільш багаті потовими залозами - електровід'емні, бідні ними - електрододатні. Під впливом болю, психічного напруження, збудження аналізаторів, різниця потенціалів між досліджуваними точками може змінюватися. В основі цього лежить збудження вегетативних центрів. Вперше цей феномен був виявлений Тархановим (1889).
Стаціонарна різниця потенціалів шкіри дорівнює, звичайно, 10-20 мВ при віддалі між електродами 1 см. Під впливом подразників потенціал досягав 100 мВ і більше. Чим вища амплітуда фази ШГР, тим вища реактивність нервової системи спортсмена. Для досліджень застосовуються як давачі електроди, які неполяризуються (цинковий та срібний). Звичайно електроди ШГР розташовують на долонях, на поверхні стопи, на лобі, шиї тощо, на тих ділянках шкіри, де більше нервових закінчень і потових залоз. ШГР проявляються не тільки в зміні електропотенціалів, але і електроопору між різними ділянками шкіри.
Латентний період коливання шкірних потенціалів і ектроопору від 1-2 секунд до десятків секунд.
Реєстрація ШГР з важливим діагностичним прийомом при оцінці психічних станів спортсмена.
5. Давачі біомеханічних характеристик руху
В основі роботи цих давачів лежать різні фізичні явища.
а) Давачі реостатний, потенціометричний - перетворювачі механічних переміщень або кута повороту в зміні величини електричного опору.
Реостат ний давач складається з постійного електричного опору і рухомого електричного конгакта (повзунок), при переміщенні якого змінюється опір, що міститься між крайніми точками реостата та повзунка.
Реостатні давачі поділяються на 3 основні види: дротяні, плівкові та рідинні. За конструкцією реостатні давачі поділяються на давачі з прямим, кільцевим і спіральним каркасом.
Для вимірювання опору використовують, в основному, мостову схему () і потенціометричну () рис.
В роботі цих давачів використовується закон Ома.
б) П'єзодавач.
П'єзодавач - перетворювач деформації в електричну напругу, в якому використовується прямий п'єзоефект, тобто поява електричних зарядів на гранях деяких кристалічних тіл при їх, деформації під дією механічних сил.
П'єзодавачі широко застосовуються при вимірюванні параметрів вібрацій, змінної зусиль, тиску та ін. При стискуванні елемента, розтягуванні і скручуванні, на його гранях з'являються електричні заряди. Величина цих зарядів знаходиться в лінійній залежності від прикладених до них сил.
= сіх
сі - п'єзомодуль (з певними властивостями матеріалу),
Рч - величина зусиль.
Матеріали, які використовуються в давачах: сегнетова сіль, кварц, титанат барію та ін.
Чутливість п'єзодавача визначаяться напругою, яка подається з граней п'єзоелемента на вхід підсилювача при дії на давач сили або деформації.
С, - ємність п'єзоелемента,
С, - ємність з'єднань провідників і входу підсилювача.
6
Електромагнітна індукція
Давач індуктивний - перетворювач величини переміщення або кута повороту в зміну індуктивності.
Дія давача грунтується на залежності індуктивності магнітного опору системи.
Основні частини: рухомий якір і нерухома котушка - при переміщенні якоря (магнітопровідника) змінюється величина магнітного опору. Дуже чутливі (можна проводити вимірювання з високою точністю).
Г ю2
Е - — х8М0 (гн) д
ю - число витків,
сі - відстань (см),
8 - площа полюсного наконечника,
М0 - магнітна проникливість.
При переміщенні провідника в магнітному полі, на кінцях провідника виникає електрична напруга, величина якої тим більша, чим більше витків перетинають магнітні силові лінії і чим більша швидкість переміщення провідника.
в) Давач фотоелектричний - це перетворювач зміни освітленості в електричний сиі пал. В фотоелектричному давачі використовується фотоефект - поява електричного струму в напіпровіднику під дією світла.
Перевага фотоелектричного давача - мала інерційність; придатність його як для дуже малих іак і дуже великих переміщень. Недолік: чутливість оптичної системи до запилення і забруднення, перешкоди від стороннього світла, малий термін служби фотоелемента.
г) Ємнісний давач являє собою перетворювач неелектричної величини (переміщення частини тіла, зусиль тощо) в зміну електричної ємності.
Ємнісні давачі характеризуються: високою чутливістю (чутливість передачі сигналу при зміні його на найменшу величину), простотою пристрою, малими габаритами і вагою, малою інерційністю.
Ємнісні давачі являють собою конденсатор, який складається з двох і більше пластинок, які розділені діелектриком.
с = £ сі
Є - діелектрична проникливість,
4 - площа поперечного розрізу пластин.
сі - віддаль між пластинами.
Застосування: в швидкозмінних процесах.
д) Тензодавач.
За основу роботи тензоопору (ТО) взяте явище тензоефекта - зміна активного опору провідників при їх деформації. Характеристикою тензоефекта матеріалу є коефіцієнт відносної тензочутливості. який визначається як відношення зміни опору до зміни довжини провідника.
Основною вимогою до матеріалу ТО є можливо більше значення к . ТО застосовується у вигляді вільних перетворювачів та у вигляді наклеєного провідникового. Вільні ТО виконуються у вигляді одного або кількох дротів, закріплених на кінцях між рухомою і нерухомою деталями і. як правило, виконуючих роль пружного елемента.
Найбільш розповсюджений тип наклеєного провідникового ТО влаштований так: на полоску тонкого паперу або лакової плівки наклеюється складений зигзагом дріт діаметром 0.02-0.05 мм. До кінців дроту поєднуються вивідні мідні провідники. Зверху перетворювач покривається шаром лаку. Такий перетворювач, будучи приклеєним до деталі, яку досліджуємо, сприймає деформацію її поверхневого шару, д) Електрогоніометричний давач.
7
Реєструє імпіу кутів в суглобах при виконанні рухів, їх основу складають реостатні давачі, закріплені на тілі досліджуваного так. щоб їх вісь співпала з віссю суглоба. При русі суглоба змінюється опір в ланцюзі (або мості), і відповідно сила струму.
За амплітудою запису струму судять про величину кута в суглобах.
з) Контактні давачі.
Часто використовуються для фіксації моменту відриву або торкання частин тіла, які нас цікавлять, з головним об'єктом.
Виготовляються з двох пластин (латунних), які під'єднуються в електричний ланцюг. При замиканні контактів по ланцюгу протікає струм (який і фіксується), при розмиканні - ланцюг знеструмлюється, тобто на осцилографі бачимо або синусоїду, або пряму лінію.
6. Метод тензодинамометрії
У багатьох видах спорту результат обумовлений динамічною структурою системи рухів, а кінематика являється вторинною, похідною.
Для об'єктивної оцінки технічної майстерності в більшості локомоторних, переміщаючих га деяких інших рухотворчих дій. необхідно контролювати силову взаємодію спортсменаз опорою, спортивними снарядами тощо.
В основі вимірювання зусиль, прикладуваних спортсменом до спортивних снарядів, лежить принцип тензодинамометрії. Тензодинамометрія - це метод реєстрації зусиль, прикладуваних до пружного тіла, по його деформації, за допомогою тензотадчиків.
Па деталі спортивних снарядів, що деформуються (прогинаються) під дією сили спортсмена, наклеюють тензоваги. які змінюючи свою форму чи розміри разом з поверхнею пружного елементу, відповідно міняють власний електричний опір, ємність, індуктивність (відповідно датчики опору, ємністі, індкутивності), або самі генерують (виробляють) електричний струм (п'єзодатчики).
Тензодатчики можна безпосередньо наклеїти на весло човна, лижну палку, шатуни чи кермо велосипеда, гриф штанги, гімнастичну перекладину тошо. Інколи необхідно в конструкцію спортивного снаряду вмонтовувати додаткові пружні елементи, через які від спортсмена на опору і передається зусилля (тензометричні устільки взуття, тензометричні педалі велосипеда і ін.).
Частіше за все на практиці використовують відносно дешеві та прості тензодатчики
опору.
Якщо через АК позначити відносну зміну електричного опору, а відносну деформацію датчика - через АІ . то формула для обчислення коефіцієнта тензочутливості вигляд:
ДЬ '
де а - коефіцієнт тензочутливості, К - електричний опір датчика. Ь - лінійний розмір датчика.
На сьогоднішній день використовуються три типи тензодатчиків опору: дротяні, фольгові та кристалічні (напівпровідникові), що відрізняються конструкцією, розмірами і тензочутливістю.
Дротяні тензодатчики (див. рис.1) являють собою наклеєну на пергаментний папір, чи іншу основу, спіралі з конотантанового дроту матого перерізу: довжина датчика - від 10 до 150 мм. кількість витків спіраті - від 4 до 10. Коефіцієнт тензочутливості - від 1 до 2.
Для підбору параметрів тензометричного давача. місця його розміщення, способу закріплення, а також для підбору відповідної тензометричної апаратури та інтерпретації отриманих результатів вимірювань, слід мати відповідну модель роботи тятиви, тобто математичну модель, аншііз якої дає попередні оцінки досліджуваних параметрів.
У наш час тензорезистори використовують у більш ніж 80% досліджень напруженого стану, що проводяться у промисловості США. Широко використовуються дротові, фольгові, напівпровідникові та рідиннокристалічні тензорезистори (для великих деформацій). Виходячи з розмірів деформівного елемента, величин розтягуючих зусиль та деформацій, приймають для конкретного випадку певний тип тензодавача.
8
Фольговий давач складається з чутливого до деформацій елемента, тонкої ізоляційної плівки та несучої основи. Елемент, чутливий до деформацій, являє собою витравлену способом фотолітографії тонку металеву решітку. Конфігурація решітки забезпечує заданий опір тензодавача. Оскільки маса і розміри тензодавача для тятиви лука повинні бути мінімальними, приймемо тензодавач з мінімальним опором (50 Ом) та мінімальною базою (7 мм).
Для вимірювання зусиль тензодавач загалом не може кріпитися ; безпосередньо до об'єкту вимірювань. Тому для закріплення тензодавача використовують пружний елемент (пластинку), що встановлюється на об'єкті вимірювань.
Маса та жорсткість пружного елемента повинні певним чином узгоджуватися з параметрами тензодавача, а також з параметрами об'єкту вимірювань. Природною для досягнення цієї мети є форма пружного елемента у вигляді видовженого прямоку т ника
Фольгові датчики завдяки технологічності виготовлення (їх витравляють фотоспособом з фольгованого целулоїду чи поліхлорвінілу, що дає можливість розмістити на такій же. як і у дротяних датчиків, площі основи в 2-4 рази більше спіралей. Коефіцієнт тензочутливості від 4 до 8.
Останнім часом знайшли широке застосування мініатюрні (довжиною 0,3 - 3 мм) напівпровідникові тензометричні датчики опору зі штучно вирощених монокристалів кремнію чи германію. Складність їх виготовлення і установки (до напилених сріблом шліфованих торців наклеєного на поліровану частину спортивного снаряду монокристала під мікроскопом підпаюють срібні або золоті провідники, котрі, через мініатюрні колодки з'єднані з товстішими мідними провідниками, що ведуть до вимірювальної схеми), а також висока вартість компенсуються малими розмірами датчиків та надзвичайно високою тензочутливістю Коефіцієнт тензочутливості віл 150 до 200 дає можливість застосовувати вимірювальні схеміт без спеціальних досить складних і габаритних тензометричних підсилювачів, тобто в портативних приладах.
7.Метод акселерометри
Для вимірювання просторових рухів лука найбільш ефективними є давачі акселерометри. Останнім часом ці давачі використовують як для вимірювання прискорені., гак і для визначення швидкостей і переміщень за допомогою одно- і дворазового інтегрування сигналу.
Прямолінійні і кутові давачі прискорень, що працюють у дорезонансному режимі, використовуються для вимірювання вібрацій у широкому діапазоні частот. Робочий діапазон давача є пропорційним до його власної частоти, а чутливість давача є обернено пропорційною до квадрату власної частоти. Тому при вимірюванні вібрацій малого рівня (як це має місце, наприклад, у переважній більшості фізичних вправ) не слід брати давачі, що мають великий запас по діапазону частот.
Для вимірювання будь-яких кінематичних величин перевага надається давачам прискорень з міркувань робочого діапазону частот, стійкості роботи, можливості вимірювань ударних процесів, габаритів. Давачі прискорень є також найбільш придатні для вимірювання імпульсних процесів, оскільки дозволяють вимірювати гармонічна складові, починаючи з низьких частот. Наприклад, тривалість імпульсу, що діб на руківку лука при спільному русі стріли з тятивою, становить 0.01-0,02 с. Отже, власна частота давача повинна бути більшою ніж 100 Гц. Для напівсинусоїдного або трикутного імпульсу криві відгуку давача при звичайних рівнях розсіяння енергії практично відображають вимірюване прискорення. Власна частота давача повинна бути на порядок виша за частоту імпульсного сигналу.
Вимірювання вібрацій проводять з використанням двох типів систем відліку. По відношенню до тіла, рухи якого досліджуються, перша система жорстко зв'язана з ним, а друга - відносно землі вважається нерухомою.
Для отримання характеристик просторових рухів твердого тіла, що має шість ступенів свободи, необхідно вимірювати шість параметрів: тривимірний рух полюса і тривимірні кутові рухи відносно осей. У найпростішому варіанті для таких вимірювань використовують
9
три прямолінійні і гри кутові давачі. До переваг цього типу вимірювань можна віднести простоту та універсальність апаратури, що використовується для сприймання, і обробки сигналів.
Однак використання кутових давачів є небажаним з двох причин. По-перше, неможливо точно встановити у полюсі три лінійні давачі. а по друге, точність самих кутових давачів за малих кутових переміщень недостатня. Тому для вимірювань прискорень руківки необхідно використовувати тільки лінійні давачі.
Для вимірювання швидкостей і переміщень використовують шість давачів, оскільки у рівняннях руху є шість невідомих. В загальному випадку для вимірювання прискорень необхідно дев'ять лінійних давачів: три для складових переносного прискорення полюсу, три для тангенціальних складових і три для нормальних (доцентрових) складових прискорення відносного.
У спортивних дослідженнях використовуються давачі акселерометри для вимірювань низькочастотних та широкосмугових вібраційних прискорень. Акселерометр АНС 004-03 розрахований на роботу при температурі навколишнього середовища від -50 до 150 С і відносній вологості повітря до 95%. Чутливість акселерометра (коефіцієнт перетворення) в амплітудному значенні 10.0 - 3,0 мВ с /м, діапазон прискорень від 0,5 до 300 м/с. Робочий діапазон частот вібрацій, що вимірюються, від 1 до 125 Гц (за власної частоти датчика не менше 2 кГц). Отже, співвідношення між власною частотою і періодом імпульсного прискорення руківки при пострілі є задовільним. Маса давача без кабеля не більше ЗО г.
Таким чином, можливості і параметри цих давачів відповідають вимогам до вимірювальної системи, що призначається для дослідження рухів спортивного лука в умовах тренувань і змагань.
Акселерометр складається з двох основних частин: п'єзоелектричного перетворювача (1) і узгоджувального пристрою (2), які сполучені між собою коаксиальним екранованим кабелем (рис.5.3). Узгоджувальний пристрій вмонтований у роз'ємі РСГ 10 АВТ (3) акселерометра. Аксерометр живиться напругою 12,6 В (4). Вихідний сигнал подається на реєстрацію і подальшу обробку (5).
Принцип дії акселерометра грунтується на використанні явища п'єзоефекту. Прискорений рух давача супроводжується деформацією (згином) п'єзоелемента під дією сил інерції, що є пропорційними до прискорень. При цьому п'взоелемент виробляє електропотенціал, що подається на узгоджуватьний пристрій. Останній являє собою активний РС-фільтр, побудований з використанням польового транзистора, що має високий вхідний і низький вихідний опір.
На основі цієї акселерометричної системи нами розроблена технічна пропозиція на тренувальний пристрій для вдосконалення техніки прицілювання (рис.5.4). На руківці лука в районі великого стабілізатора встановлюються блоки акселерометрів (1,2). Узгоджуваїьні пристрої (3) закріплені окремо у зручному для стрільця місці, наприклал, на поясі. Кабель (4) забезпечує захист сигналів від електромагнітних перешкод і наводок. Блоком живлення служить випрямляч-стабілізатор напруги ВИГ1 009 (5). Реєстрація та обробка сигналів здійснюється з використанням інсірументально-програмного комплексу на базі персонального комп'ютера типу 1ВМ (6).
8Телеметричні лінії зв'язку
Телеметричні системи - це лінії зв'язку, що здійснюють передачу результатів вимірювань на відстань.
Провідна телеметрія використовується переважно в лабораторних умовах, має високу захищеність від перешкод, дешева, але незручна в користуванні.
Радіотелеметрія не зв'язує механічно спортсметіа з приладами. Вимірюваний сигнал передається за допомогою радіохвиль. Одним з основтіих показників є дальність дії.
Гідроакустична телеметрія використовується у водних видах спорту. Вимірюваний сигнал передається за допомогою ультразвуку.
10
Відомо багато різновидів телеметрії, які відрізняються лише природою носіїв інформації.
В провідній телеметрії - потік електронів, в радіотелеметрії - радіохвилі, в гідротелеметрії - ультразвукові коливання, може також передаватися променями світла та інфрачервоними променями Природа всіх носіїв хвильова, а відрізняються вони частотою коливань, тобто числом коливань носія інформації за одиницю часу.
Діапазон 10""' Гц до Ю20 Гц (коливання космічного випромінювання). Можна для зручності частоту замінити довжиною хвилі (в м, мм. |Д тощо).
Р(Гц)х (д(мм) = V
V - швидкість розповсюдження хвилі. Швидкість розповсюдження радіохвилі:У = 300 000 км/с; Швидкість розповсюдження звуку в повітрі: V = 330 м/с; Швидкість розповсюдження звуку у воді: V = 1840 м/с.
За допомогою давачів інформації про стан спортсмена передасться далі. В спортивній техніці найбільш розповсюджені: провідна телеметрія, радіотелеметрія, гідротелеметрія.
а) Провідна телеметрія.
Запис ЕМГ, ЕКГ, ЕЕГ та ін. Здійснюється по. дротах. Ця лінія зв'язку проста і захищена від перешкод. Однак в суттєвий недолік - обмеження рухомості спортсмена.
Застосовується в лабораторних дослідженнях і у випадках, коли немає іншого способу одержати інформацію.
б) Радіотелеметрія (РТ).
Природа електромагнітних хвиль була виявлена Г.Герцом у 1887 році, вперше застосована О.Поповим.
РТ - галузь радіотехніки, яка розробляє методи передачі по радіо інформації про результати вимірювання
РТ дає можливість в природніх умовах роботи досліджувати функціональний стан спортсмена. За допомогою РТ досліджуються: ЕКГ. фонокардіограма, сфігмограма, зиск крові, споживання кисню, легенева вентиляція, ЕМГ, частота кроків, величина зусиль та деякі інші фізіологічні і біомеханічні показники спортсмена. Більшість праць присвячено дослідженню ЧСС в різних видах спорту.
Характеристики РТС.
Сукупність технічних засобів для передачі результатів вимірів по радіо - називається РТС. Якість РТС оцінюється за технічними характеристиками, а саме:
РТС бувають одно- і багатоканальні.
Багатоканальні одночасно реєструють декілька показників. В серійному випуску "Спорт" і "Спорт-4" записують ЕКГ, ЕМГ, ЧСС. ЧД, температуру тіла. Чотири показники в одного спорсмена гю 1-му у 4-х спортсменів.
Радіус дії - найбільша відстань, між приймачем і передавачем, при якому зберігається висока точність передачі інформації. Радіус дії залежить від габаритів та ваги передавача (який зумовлений габаритами та вагою джерела живлення).
Якщо передавачі діють на ЗО м - вага 50-100 г, на 100 м - 100- 150г. на 1-10 км - декілька кг. Точність вимірювання 5%. Більш висока точність вимірювання - більші габарити, вага, ціна. Точність РТС можна оцінити за величиною помилки або шириною полоси пропускання кожного канапу.
Принципи дії та склад РТС
аі - антена передавача
а2 - антена приймача
В - обчислювачьний пристрій (ЕОМ)
Необхідною умовою успіху РТ-дослідження є надійність РТС. РТС необхідно відлагодити до початку досліджень. Жорсткі вимоги пред'являються до накладання давачів. Перевірити схеми: давачів, передавачів, приймального пристрою.
Якщо тренеру необхідно обмінятися зі спортсменом інформацією, користуються допоміжною радіостанцією типу "Тюльпан", "Виталка", "Стройка"." Для використання цих радіостанцій необхідний дозвіл Міністерства зв'язку для роботи на відповідних радіохвилях. Наступний етап в структурній схемі вимірювань - реєстрація та індикація.
9. Реєстрація результатів вимірювань
Розрізняють аналогова, (неперервні) і дискретні форми подання результатів.
Аналогові - це самописці (чорнильні, фото-, термочутливі, електропроменеві осцилографи) дозволяють у неперервному режимі відображати досліджувану інформацію. Аналоговий запис отримується у вигляді графіків.
Дискретні - це цифродрукарські прилади (механічного, оптичного і електронного принципу дії), які записують сигнали на стрічку у вигляді комбінації отворів, які пробиваються на перфокарті, перфострічці або на магнітному носію інформації.
Дві форми автоматичного запису: аналогова і цифрова.
а) Запис пером. Носій запису - паперова стрічка, протягувана з постійною швидкістю, на якій нанесена масштабна сітка; електричний сигнал, який ми реєструємо, перетворюється у відхилення пера на паперовій стрічці.
б) Тепловий запис проводиться сталевим пером на спеціальному теплочутливому папері. Верхній шар паперу зроблено з легкоплавкого металу. Перші самописці інерційні, частотний спектр сигналу, який реєструється, до 100 Гц. Якщо частота більша 100 Гц, використовується сгруменевий запис.
в) Струменевий запис. Найважливішою деталлю цих самописців гальванометр, вмонтований на осі, він повертається на кут, пропорційний величині електричного сигналу, що реєструється. Недолік струменевого запису - забивається сопло.
г) Самописці з фотозаписом (шлейфні осцилографи). Замість чорнильної помпи і отвору для чорнил має мініатюрне дзеркальце, відкидає світловий промінь на фотопапір, що рухається. Фотозапис фіксує процеси, частотний спектр яких 5000-10000 Гц.
Вдосконалення техніки фотозапису привели до створення паперу, чутливого до
12
ультрафіолетового проміння, який не реагує на промені видимого спектру, що не вимагав фотохімічної обробки.
Відносна приведена похибка самописців з аналоговим записом 5-10%. Підвищити точність запису можна за допомогою цифрових пристроїв. Помилки при цьому незначні, але ціна цих приладів висока.
Найбільш розповсюджені цифродрукуіочі пристрої і перфоратори.
д) цифродрукуючі пристрої - різновиди друкарської машинки з електричним управлінням. Можна друкувати декілька тисяч знаків за секунду.
Перфоратори - призначені для запису інформації шляхом пробивання отворів (перфорації) на перфострічках та перфокартках.
Індикація - сприйняття інформації на слух або візуально.
а) Стрілкові індикатори - складаються з вимірювальної шкали рухомого показника і механізму, який керує положенням стрілки.
б) Цифрові індикатори - більш зручні, міцніші. При використанні цифрового індикатора людина в 20-60 раз менше помиляється, ніж при роботі зі стрілковим індикатором.
Цифрові індикатори відрізняються способом представлення інформації.
Найпростіший - представлення цифрової інформації в єдиній системі зчислення, в якій значення величин, що вимірюються, визначаються числом повторень якого-небудь умовного знаку (крапки, рисочки). Частіше використовуються двійкова і десяткова системи.
в) Електронно-променева індикація. Призначена для візуального спостереження електричних сигналів. Дозволяє спостерігати форму, амплітуду, частоту сигналу.
Основний елемент осцилографа - електронно-променева лрубка, яка складається з електронної гармати, вертикально і горизонтально відхиляючих пластин, екрана, який покритий люмінесцентним складом.
10. Різновиди оптичних і оптико-електронних методів Оптичні вимірювання
а) Кіно- фото- вимірювання.
Фотографічний процес - це сукупність операцій, які виконуються з метою одержання фотографії або кінофільму.
Фотозйомка - зображення фокусується на нерухомій фотопластині або фотопапері.
Кінозйомка - окремі пози спортсмена фотографуються на кадрах рухомої кіноплівки, які ідуть один за другим. Призначені для візуального вивчення і визначення кінематичних характеристик руху.
Стробофотограма - суміщене зображення кількох поз рухомого об'єкта (при фотозйомках).
Циклограма - сукупність перерваних ліній, які відтворюють траєкторію ланок рухомого тіла. На суглобах і голові спортсмена закріплюються маркери (мініатюрні лампи або відбивачі світла)
При фото- і кінозйомці точність підвищується при переході до стереозйомки, яка проводиться двома синхронно діючими апаратами.
Оптико-електронні методи реєстрації руху
Основані на перетворенні зображення в електричний сигнал. Розрізняють телевізійні і фотоелектронні методи.
До телевізійних відносяться телециклографія і відеозапис.
Відеозапис - запис зображення на магнітній стрічці з метою його багаторазового відтворення.
Фотоелектронні методи вимірювання основані на фотоефекті (тобто виділенні речовиною електронів під дією електромаг нітного (світлового) випромінювання).