Radiotelemetrie- und DMS-Geräte in der wissenschaftlichen Forschung und Sportpraxis.

Zu den Geräten, die derzeit für verwendet werden Technologieforschung sportliche Bewegungen, Körperreaktionen Sportler für eine bestimmte Belastung haben sich Dehnungsmessstreifen und Radiotelemetriegeräte bewährt... Im Rahmen dieses Tests werden wir Sie darüber und über weitere interessante Entwicklungen informieren VISTI und unsere ausländischen Forscher...

1. VISTI-Forschungsinstitut.
2. Elektrischer Dehnungsmessstreifen.
3. Sportgeräte mit Dehnungsmessstreifen.

VISTI-Forschungsinstitut.

Natürlich konnten wir bei der Planung dieses Artikels nicht umhin, Ihnen von dieser Organisation zu erzählen, denn ihr Beitrag zu unserem inländischen, Sportwissenschaften einfach riesig. FSUE „Forschungsinstitut für Sporttechnische Produkte“ VISTI Tatsächlich ist es das erste und einzige eng fokussierte staatliche Wissenschaftszentrum in Russland. akkreditiert Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation für die Entwicklung von Sportgeräten, Ausrüstung und Ausrüstung sowie Schiedsrichterinformationsgeräten und speziellen Sportgeräten. Seit dem Erscheinen dieser Struktur in unserem Land ist dies passiert vor über 65 Jahren, Sport und Wissenschaft sind heute vereint und untrennbar miteinander verbunden. Diese Forschungseinrichtung ist im Wesentlichen das Flaggschiff nicht nur der heimischen, sondern auch der globalen Sportindustrie. Der Löwenanteil der in diesem Abschnitt beschriebenen Innovationen gehört den Autoren und Entwicklern dieses Instituts...

Elektrischer Dehnungsmessstreifen.

Die umfangreichen Erfahrungen, die Wissenschaftler beim Einsatz der elektrischen Tensometrie in der Technik gesammelt haben, werden von Sportforschern genutzt, um die Dynamik und Struktur sportlicher Bewegungen sowie die Größe der in statischen Positionen und in Bewegung entwickelten Kräfte zu untersuchen. Darüber hinaus werden mithilfe elektrischer Dehnungsmessstreifen die Größe und Charakteristik der Kräfteverteilung an den Auflagepunkten von Turngeräten, auf einer Ringermatte und im Moment des Puckwurfs durch Hockeyspieler untersucht. Elektrische Dehnungsmessstreifen werden je nach Art des Sensorelements, das die gemessene Dehnung erfasst und umwandelt, unterteilt in:

1. aktive Dehnungsmessstreifen,
2. piezoelektrische Dehnungsmessstreifen,
3. induktiv,
4. kapazitiv,
5. Photovoltaik,
6. und andere.

Die größte Anwendung findet sich in der Sportforschung Dehnungsmessstreifen, bei dem sich der elektrische Widerstand des Sensorelements unter dem Einfluss der gemessenen Dehnung ändert. Dehnungsmessstreifen haben sich als genaue und zuverlässige Sensoren erwiesen. Durch das Aufkleben auf eine solide Unterlage können Sie das ganze Jahr über mehrere Änderungen vornehmen.

Messungen werden auch mit durchgeführt Dehnungsmessstreifen, aufgebaut in Brücken- oder Halbbrückenschaltung. Das elektrische Signal wird verstärkt und dem Eingang des empfangenden Aufzeichnungsgeräts zugeführt – einem Lichtstrahloszilloskop, einem Millivoltmeter oder Milliamperemeter, einem elektronischen Oszilloskop.

Besonderheit elektrische Belastungsmessungen im Sport besteht darin, dass je nach Zielsetzung der Studie die Unterlage ausgewählt werden muss, auf die die Sensoren geklebt werden. Die Basis können Metallplatten, Stäbe, Balken, Ringe sein.

Die Methoden und Mittel der elektrischen Tensometrie werden jedes Jahr verbessert und ermöglichen die Untersuchung der komplexesten Elemente der Sporttechnik und der Dynamik von Muskelkontraktionen, die der normalen visuellen Beobachtung nicht zugänglich sind. Die Kombination eines Messkreises mit Computergeräten und der Dateneingabe in einen Computer gewährleistet eine qualitativ hochwertige Forschung und Verwaltung des Bildungs- und Trainingsprozesses von Sportlern.

Die Sportliteratur bietet Schemata und Anwendungsmethoden elektrische Tensometrie in verschiedenen Sportarten. Die elektrische Tensometrie wird in der wissenschaftlichen Forschung im Sportbereich häufig eingesetzt, hat jedoch in der Praxis von Trainern noch keine ordnungsgemäße Anwendung gefunden. Diese Methode wird am häufigsten verwendet, um die Anstrengungen zu messen, die ein Sportler bei der Durchführung von Sportübungen entwickelt. Beim Wasserskifahren wurde mithilfe von Industriegeräten ein Dehnungsmessstreifengerät entwickelt, um die gesamten dynamischen Eigenschaften der Bewegungen eines Sportlers aufzuzeichnen. Das Gerät besteht aus folgenden Elementen: einem Kraftmesser, einem elastischen Stahlring mit aufgeklebten Dehnungsmessstreifen. Die Aufzeichnung vom Kraftmesselement über einen Verstärker erfolgt auf einem Computerrekorder. Der Kraftmesser ist mit einem Ende an der Stange und mit dem anderen am Schleppfall angelenkt und auf horizontale Verformungen ausgerichtet. Ein solches Gerät ermöglicht es, objektive Eigenschaften der dynamischen Kräfte (im Bereich von 0 bis 300 kg) von Wasserskifahrern – Skispringern, Slalomisten und Eiskunstläufern – zu erhalten.

Sportgeräte mit Dehnungsmessstreifen.

VISTI hat eine Zweikomponenten-DMS-Plattform unter Verwendung von Halbleiter-DMS entwickelt, die es ermöglicht, eine Ausgangssignalspannung von 1 V zu erhalten. In diesem Fall können Dynamogramme ohne DC-Verstärker aufgezeichnet werden. Die Plattform ist eine zusammenklappbare Struktur bestehend aus einem Innen- und Außenrahmen, zwischen denen vier Dehnungsmessstreifen befestigt sind. Die vertikale Komponente wird mit auf horizontalen Ebenen aufgeklebten Halbleiter-Dehnungsmessstreifen gemessen, die horizontale Komponente wird mit auf vertikalen Ebenen aufgeklebten Sensoren gemessen.

Tensodynamometrische Installation Die Kraftaufzeichnung besteht aus einem Dehnungsmessstreifen, der Kräfte in drei Koordinaten im Raum misst, einem Bedienfeld, einem Lichtstrahloszilloskop und einer Gleichstromquelle (6...9 V). Die Installation erfolgt auf Folien-DMS mit erhöhtem Empfindlichkeitskoeffizienten, wodurch ein Strom in der Messdiagonale der Brücke von bis zu 50...200 μA erhalten werden konnte (normalerweise wird ein Strom von bis zu 15 μA erhalten). Ein Stromwert über 50 µA reicht aus, um die Schleife (Galvanometer) eines Lichtstrahloszilloskops anzutreiben.

Radiotelemetrie im Sport Wird zur Untersuchung der Aktivität des Herz-Kreislauf-Systems, der Atmungsorgane, der Bioströme des Gehirns und der Skelettmuskulatur verwendet. In den letzten Jahren hat diese Methode bei der Untersuchung sportlicher Bewegungstechniken und rhythmischer Strukturen bei zyklischer und azyklischer Fortbewegung große Verbreitung gefunden.

Zur Aufzeichnung von Funktelemetriedaten werden verschiedene Klassen von Oszilloskopen mit Fotogeräten sowie Magnetschreiber und Zeigerschreiber verwendet. Um bei Radio- und Fernsehmessungen dringende Informationen zu erhalten, werden Instrumente eingesetzt, die es ermöglichen, die Art der Veränderungen der untersuchten Größen visuell zu überwachen. Die aufgezeichneten Messergebnisse werden entschlüsselt und verarbeitet. Die Ergebnisse der durchgeführten Verarbeitung werden in Form von Tabellen und Grafiken dargestellt, die die Abhängigkeit der Messwerte von der Zeit charakterisieren.

Wird häufig im Trainingsprozess verwendet Radiokardioleiter. Durch die Verwendung modernster elektronischer Elemente können solche Geräte in Miniaturform hergestellt werden, die den spezifischen Anforderungen der Sportforschung und -ausbildung (geringes Gewicht und Größe, Autarkie der Stromversorgung) gerecht wird. An der Universität St. Petersburg haben unsere Entwickler einen Miniatur-Autocardioleader mit Fernbedienung entwickelt. Mit dem Gerät können Sie Ihre Herzfrequenz im Bereich von 130 bis 180 Schlägen/Minute programmieren und die körperliche Aktivität bei dieser Frequenz telemetrisch überwachen.

Autokardioleader Es zeichnet sich durch hohe elektrische und mechanische Zuverlässigkeit, Störfestigkeit und thermische Stabilität aus. Die Geräteschaltung verwendet Integral- und Hybridfilmelemente, wodurch ein Gerät mit minimalen Abmessungen erstellt werden konnte. Autocardioleader wird zur Optimierung des Trainingsprozesses von Sportlern in den Bereichen Leichtathletik, Radfahren, Schwimmen usw. eingesetzt.

Derzeit haben sich im Zuge der laufenden wissenschaftlichen Forschung Systeme verbreitet, die verschiedene Funktionen des Körpers und des Bewegungsapparates gleichzeitig erfassen. Das Institut für biologische Instrumentierung Russlands hat ein Vierkanal-Radiotelemetriesystem für die medizinische und biologische Forschung von Sportlern entwickelt. Das Gerät ist für die Übertragung von Elektrokardiogrammen, Elektromyogrammen und Atemfrequenzen sowie bei Verwendung passender Geräte für die Übertragung von Blutdruck- und Pulsogrammen bestimmt. In der Praxis ermöglichen die am Körper des Sportlers angebrachten Geräte der Systeme die Übertragung von vier beliebigen Signalen in allen verfügbaren Frequenzbereichen (WLAN, Bluetooth und andere).

Zur Registrierung der Hauptparameter der äußeren Atmung und des EKG im Ergonomielabor des Swerdlowsker Instituts für Volkswirtschaft, a Zweikanaliges Radiotelemetriesystem. Als Sensor wurde ein Miniatur-Flügelradanemometer verwendet. Das Messgerät ist ein magnetoelektrischer Wandler mit permanenter Magnetisierung. Das Gerät verwendet eine kombinierte Trägermodulation. Das EKG-Signal wird mithilfe eines Zweifrequenzmodulationssystems übertragen, und die Informationen des Atmungskomplexes werden dem Unterträger überlagert, wodurch dessen Amplitude moduliert wird. Im Block „Atmung“ werden Minutenvolumen und Atemfrequenz erfasst, im Block „Puls“ die Herzfrequenz und der Gesamtpulswert.

Die Möglichkeit, den Trainingsprozess unter natürlichen Bedingungen mithilfe von Radiotelemetriegeräten zu untersuchen und zu steuern, ergänzt umfassende Studien der Leistung von Sportlern unter Laborbedingungen erheblich. So zeigten Radiotelemetriestudien an Radfahrern unter Rennbedingungen, dass die Herzfrequenz während eines Rennens zwischen 140 und 220 Schlägen/Minute bei einer Trittfrequenz von 60 bis 120 U/min liegt. Bei einer Reduzierung der Trittfrequenz auf 50...80 U/min sinkt die Herzfrequenz unabhängig vom Streckenprofil (flach, bergab, bergauf) und der Übersetzung auf 150...160 Schläge/min. Es wurde festgestellt, dass die optimale Trittgeschwindigkeit von Radfahrern für hochqualifizierte Rennfahrer bei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen zwischen 90 und 120 U/min liegt.

Wichtige Merkmale beim Laufen sind das Verhältnis der Stütz- und Flugphasen. Mit zunehmender Qualifikation sinkt die Unterstützungszeit auf 0,08...0,1 s, was beredt von der hohen Geschwindigkeits-Kraft-Qualität des Sportlers spricht. Auch die Untersuchung der rhythmischen Struktur des Laufens anhand des Zusammenhangs zwischen Stütz- und Flugphase ist mittels Radiotelemetrie möglich. Von besonderem Interesse ist die Registrierung von Unterstützungsflugphasen beim Laufen bei gleichzeitiger Aufzeichnung von Bodenreaktionen. Diese Methode wird insbesondere in der Forschung von V. K. Balsevich verwendet. Die Methode basiert auf der Verwendung Dehnungsmessstreifen Systeme und Teleelektrokardiograph. In diesem Fall ist das Sendegerät eine Einweg-Kommunikationsleitung. Die durch das Ungleichgewicht der Brücke entstehenden elektrischen Impulse, die die Größe, Art und Dauer der Stützreaktionen beim Laufen widerspiegeln, werden dem Eingang des Frequenzmodulators des Impulsgenerators des Sendegeräts zugeführt. Die Signale vom Sender werden dann an den Empfänger gesendet, verstärkt und auf einem Oszilloskop aufgezeichnet. Mit einem solchen Radiotelemetriesystem können Sie Folgendes auswerten:

1. die Art, Größe und Dauer der vertikalen Komponente der Schubkräfte;
2. Flug- und Referenzintervallzeiten;
3. Tempo, Laufgeschwindigkeit;
4. Rhythmus der Bewegungsbewegungen.

Zur Aufzeichnung der Stützflugphasen des Laufens können Sie Geräte verwenden, die auf der Basis des kommerziell hergestellten „Sport-4“-Systems mit Anschluss digitaler Zeitintervallzähler und weiterer Datenverarbeitung auf einem digitalen Hochgeschwindigkeitsgerät erstellt wurden.

Es sollte gesagt werden, dass in den letzten Jahren Fragen der Entwicklung und Anwendung aufgetreten sind technische Mittel im Sport sind für Fachkräfte und Arbeitnehmer im Bereich Leibeserziehung und Sport zunehmend von Interesse. Gleichzeitig muss ein erheblicher Teil der Geräte noch erstellt werden in Einzelexemplaren, was zweifellos ihre flächendeckende Einführung in die Sportpraxis erschwert. Darüber hinaus sind Informationen über die geschaffenen technischen Mittel und Methoden ihrer Anwendung nicht systematisiert und für Praktiker oft nicht zugänglich. All dies behindert die qualitative Verbesserung und Verbesserung des Bildungs- und Trainingsprozesses sowie des Sportunterrichts erheblich.

In dieser Artikelserie haben sich die Autoren der Website „Fitness und Bodybuilding auf Russisch“ die Aufgabe gestellt, diese lästige Lücke zu füllen und einigermaßen auszugleichen. Unsere Artikel bieten Designs für Simulatoren, Instrumente und Trainingsgeräte, die nicht nur in verwendet werden können Fitness Und Bodybuilding, aber auch in anderen Sportdisziplinen, sowohl in der Ausbildung qualifizierter Sportler als auch eines breiten Spektrums von Sport- und Sportliebhabern.