Radiotelemetriset ja venymämittarit tieteelliseen tutkimukseen ja urheiluharjoitteluun.

Tällä hetkellä käytettyjen laitteiden joukossa teknologian tutkimus urheilulliset liikkeet, kehon reaktiot urheilijat tietylle kuormitukselle, venymämittari ja radiotelemetrialaitteet ovat osoittautuneet hyvin... Osana tätä katsausta kerromme sinulle niistä sekä muista mielenkiintoisista kehityssuunnista VISTI ja ulkomaiset tutkijamme...

1. VISTI tutkimuslaitos.
2. Sähköinen jännitysmittari.
3. Urheilulliset venymämittarit.

VISTI tutkimuslaitos.

Tätä artikkelia suunnitellessa emme tietenkään voineet olla kertomatta sinulle tästä organisaatiosta, koska sen panos kotimaiseen, urheilutiede yksinkertaisesti valtava. FSUE "Urheiluteknisten tuotteiden tutkimuslaitos" VISTI itse asiassa se on ensimmäinen ja ainoa kapeasti fokusoitu valtion tiedekeskus Venäjällä, akkreditoitu Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriö urheiluvälineiden, varusteiden ja inventaarion sekä tuomaritietolaitteiden ja erikoisurheilulaitteiden kehittämiseen. Tämän rakenteen ilmestymisen jälkeen maassamme, ja tämä tapahtui yli 65 vuotta sitten, urheilu ja tiede ovat nyt yhtenäisiä ja erottamattomia. Tämä tutkimuslaitos on pohjimmiltaan paitsi kotimaisen myös globaalin urheiluteollisuuden lippulaiva. Leijonanosa tässä osiossa kuvatuista innovaatioista kuuluu tämän instituutin tekijöille ja kehittäjille...

Sähköinen jännitysmittari.

Tiedemiesten laajaa kokemusta sähköisen tensometrian käytöstä tekniikassa hyödyntävät urheilualan tutkijat tutkiessaan urheiluliikkeiden dynamiikkaa ja rakennetta, staattisissa asennoissa ja liikkeessä kehittyvien voimien suuruutta. Lisäksi sähköisillä venymämittarimenetelmillä tutkitaan voimisteluvälineiden tukipisteissä, painimatolla ja kiekon heittohetkellä kohdistettujen voimien jakautumisen suuruutta ja ominaisuuksia. Sähköiset venymämittarit jaetaan mitatun venymän tunnistavan ja muuntavan anturielementin tyypistä riippuen:

1. aktiiviset vastuksen venymämittarit,
2. pietsosähköiset jännitysmittarit,
3. induktiivinen,
4. kapasitiivinen,
5. aurinkosähkö,
6. ja muut.

Urheilututkimuksessa on löydetty suurin sovellus venymämittarit, jossa mittauselementin sähkövastus muuttuu mitatun jännityksen vaikutuksesta. Venymämittarit ovat osoittautuneet tarkiksi ja luotettaviksi antureiksi. Liimaamalla ne kiinteälle alustalle voit tehdä useita muutoksia vuoden aikana.

Mittaukset suoritetaan myös käyttämällä venymämittarit, koottuna silta- tai puolisiltapiirillä. Sähköinen signaali vahvistetaan ja syötetään vastaanottavan tallennuslaitteen tuloon - valonsädeoskilloskooppi, millivolttimittari tai milliampeerimittari, elektroninen oskilloskooppi.

Ominaisuus sähköinen jännitysmittaus urheilussa on se, että tutkimuksen tavoitteista riippuen on tarpeen valita pohja, johon anturit liimataan. Pohja voi olla metallilevyt, tangot, palkit, renkaat.

Sähköisen venymämittauksen menetelmiä ja välineitä kehitetään joka vuosi ja ne mahdollistavat urheilutekniikan monimutkaisimpien elementtien ja lihasten supistumisten dynamiikan tutkimisen, joihin tavallisella visuaalisella havainnolla ei päästä. Mittauspiirin yhdistäminen tietokoneisiin laitteisiin ja tietojen syöttäminen tietokoneeseen varmistaa urheilijoiden koulutus- ja harjoitteluprosessin korkealaatuisen tutkimuksen ja hallinnan.

Urheilukirjallisuus tarjoaa kaavioita ja soveltamismenetelmiä sähköinen tensometria erilaisissa urheilulajeissa. Sähköistä tensometriaa käytetään laajalti urheilun tieteellisessä tutkimuksessa, mutta se ei ole vielä löytänyt oikeaa sovellusta valmentajina. Tätä menetelmää käytetään laajimmin mitattaessa urheilijan ponnisteluja urheiluharjoituksissa. Vesihiihdossa on kehitetty teollisuuslaitteita käyttävä venymämittari, joka tallentaa urheilijan liikkeiden kokonaisdynaamiset ominaisuudet. Laite koostuu seuraavista elementeistä: voimamittari, elastinen teräsrengas, johon on liimattu venymämittarit. Tallennus voimanmittauselementistä vahvistimen kautta tehdään tietokonetallentimella. Voimamittari on saranoitu toisesta päästään tankoon ja toisesta hinauspuuhun ja on suunnattu vaakasuoraan muodonmuutokseen. Tällainen laite mahdollistaa vesihiihtäjien - mäkihyppääjien, pujottelun ja taitoluistelijan - dynaamisten voimien objektiiviset ominaisuudet (alueella 0 - 300 kg).

Urheilulliset venymämittarit.

VISTI on kehittänyt puolijohdevenymäantureilla kaksikomponenttisen venymäanturialustan, jonka avulla on mahdollista saada 1 V:n lähtösignaalijännite. Tällöin dynamogrammit voidaan tallentaa ilman tasavirtavahvistimia. Taso on kokoontaitettava rakenne, joka koostuu sisä- ja ulkorungosta, joiden väliin on kiinnitetty neljä venymämittaria. Pystykomponentti mitataan vaakatasoihin liimatuilla puolijohdevenymäantureilla ja vaakakomponentti pystytasoihin liimatuilla antureilla.

Tensodynamometrinen asennus voiman tallennus koostuu jännitysmittarista, joka mittaa voimia kolmessa avaruuskoordinaatissa, ohjauspaneelista, valonsädeoskilloskoopista ja tasavirtalähteestä (6...9 V). Asennus on koottu kalvovenymäantureille, joilla on korotettu herkkyyskerroin, mikä mahdollisti virran saamisen sillan mittausdiagonaaliin 50...200 μA asti (yleensä saadaan virtaa 15 μA asti). Yli 50 µA virta-arvo riittää ohjaamaan valonsädeoskilloskoopin silmukkaa (galvanometriä).

Radiotelemetria urheilussa käytetään sydän- ja verisuonijärjestelmän, hengityselinten, aivojen biovirtojen ja luustolihasten toiminnan tutkimiseen. Tämä menetelmä on viime vuosina yleistynyt urheiluliiketekniikoiden ja rytmisen rakenteen tutkimuksessa syklisessä ja asyklisessä liikkeessä.

Radiotelemetriatietojen tallentamiseen käytetään erilaisia ​​valokuvauslaitteilla varustettuja oskilloskooppeja sekä magneettitallentimia ja osoitintallentimia. Kiireellisen tiedon saamiseksi radiotelevisiomittausten prosessissa käytetään laitteita, joiden avulla voidaan visuaalisesti seurata tutkittujen määrien muutosten luonnetta. Tallennetut mittaustulokset puretaan ja käsitellään. Suoritetun käsittelyn tulokset esitetään taulukoiden ja kaavioiden muodossa, jotka kuvaavat mitattujen arvojen riippuvuutta ajasta.

Käytetään laajasti koulutusprosessissa radiokardiolettajia. Uusimpien elektronisten elementtien käyttö mahdollistaa tällaisten laitteiden valmistuksen pienoismuodossa, joka täyttää urheilututkimuksen ja -harjoittelun erityisvaatimukset (pieni paino ja koko, virransyötön omavaraisuus). Pietarin yliopistossa kehittäjämme ovat suunnitelleet pienoiskoossa kaukosäätimellä varustetun autokardioleaderin. Laitteen avulla voit ohjelmoida sykkeesi välille 130…180 lyöntiä/min ja seurata fyysistä aktiivisuutta telemetrisesti tällä taajuudella.

Autokardioleader Sille on ominaista korkea sähköinen ja mekaaninen luotettavuus, melunsieto ja lämpöstabiilisuus. Laitepiirissä käytetään integroituja ja hybridikalvoelementtejä, mikä mahdollisti laitteen, jonka mitat ovat minimaaliset. Autocardioleaderiä käytetään urheilijoiden harjoitteluprosessin optimointiin yleisurheilussa, pyöräilyssä, uinnissa jne.

Tällä hetkellä meneillään olevan tieteellisen tutkimuksen aikana ovat yleistyneet järjestelmät, jotka tallentavat samanaikaisesti kehon ja tuki- ja liikuntaelimistön eri toimintoja. Venäjän biologisen instrumentoinnin instituutti on kehittänyt nelikanavaisen radiotelemetriajärjestelmän urheilijoiden lääketieteelliseen ja biologiseen tutkimukseen. Laite on suunniteltu sähkökardiogrammien, elektromyogrammien, hengitystiheyden lähettämiseen sekä käytettäessä sfygmogrammien ja pulsogrammien lähettämiseen vastaavia laitteita. Käytännössä urheilijan vartaloon asennetut järjestelmien laitteet mahdollistavat minkä tahansa neljän signaalin lähettämisen kaikilla käytettävissä olevilla taajuusalueilla (Wi-Fi, Bluetooth ja muut).

Rekisteröidä ulkoisen hengityksen ja EKG:n pääparametrit Sverdlovskin kansantalouden instituutin ergonomialaboratoriossa kaksikanavainen radiotelemetriajärjestelmä. Anturina käytettiin pienoiskoossa olevaa tuulimittaria. Mittari on magneettisähköinen muuntaja, jossa on kestomagnetointi. Laite käyttää yhdistettyä kantoaaltomodulaatiota. EKG-signaali lähetetään käyttämällä kaksoistaajuusmodulaatiojärjestelmää, ja hengityskompleksiinformaatio asetetaan apukantoaallon päälle moduloiden sen amplitudia. "Hengitys" -lohkossa tallennetaan minuuttitilavuus ja hengitystaajuus, "pulssi" -lohkossa - syke ja kokonaispulssiarvo.

Kyky tutkia ja ohjata harjoitteluprosessia luonnollisissa olosuhteissa radiotelemetrialaitteilla täydentää merkittävästi kattavia urheilijoiden suorituskyvyn tutkimuksia laboratorio-olosuhteissa. Näin ollen pyöräilijöille kilpailuolosuhteissa tehdyt radiotelemetriset tutkimukset osoittivat, että kilpailun aikana syke vaihtelee välillä 140-220 lyöntiä/min poljintaajuudella 60…120 rpm. Kun poljintaajuus laskee 50...80 rpm, riippumatta reittiprofiilista (tasainen, alamäkeen, ylämäkeen) ja välityssuhteesta, syke laskee 150...160 lyöntiin/min. On todettu, että erittäin taitaville kilpailijoille pyöräilijöiden optimaalinen poljinnopeus on 90...120 rpm eri välityssuhteilla.

Juoksussa tärkeitä ominaisuuksia ovat tuki- ja lentovaiheiden suhde. Pätevyyksien kasvaessa tukiaika lyhenee 0,08...0,1 s, mikä puhuu kaunopuheisesti urheilijan korkeasta nopeus-voimaominaisuuksien tasosta. Juoksun rytmisen rakenteen tutkiminen tuki- ja lentovaiheiden välisen suhteen perusteella on mahdollista myös radiotelemetrian avulla. Erityisen kiinnostavaa on tuki-lentovaiheiden rekisteröinti juoksussa ja samanaikainen maareaktioiden tallennus. Tätä menetelmää käytetään erityisesti V. K. Balsevichin tutkimuksessa. Menetelmä perustuu käyttöön venymämittari järjestelmät ja telesähkökardiografi. Tässä tapauksessa lähettävä laite on yksisuuntainen viestintälinja. Sillan epätasapainon seurauksena syntyvät sähköimpulssit, jotka heijastavat ajon aikana tapahtuvien tukireaktioiden suuruutta, luonnetta ja kestoa, syötetään lähettävän laitteen pulssigeneraattorin taajuusmodulaattorin tuloon. Sen jälkeen lähettimen signaalit lähetetään vastaanottimeen, vahvistetaan ja tallennetaan oskilloskoopille. Tällaisen radiotelemetriajärjestelmän avulla voit arvioida:

1. työntövoimien pystysuoran komponentin luonne, suuruus ja kesto;
2. lento- ja vertailuväliajat;
3. vauhti, juoksunopeus;
4. liikuntaliikkeiden rytmi.

Juoksun tuki-lentovaiheiden tallentamiseen voidaan käyttää kaupallisesti tuotetun "Sport-4" -järjestelmän pohjalta luotuja laitteita, joissa on digitaalisten aikavälimittareiden yhdistäminen tiedon jatkokäsittelyyn nopealla digitaalisella laitteella.

On sanottava, että viime vuosina kehitys- ja soveltamiskysymykset urheilun tekniset keinot ovat yhä enemmän kiinnostuneita liikuntakasvatuksen ja urheilun asiantuntijoista ja työntekijöistä. Samaan aikaan merkittävä osa laitteista on vielä luomatta yksittäisinä kappaleina, mikä epäilemättä vaikeuttaa niiden laajaa käyttöönottoa urheilun alalla. Lisäksi tietoa luoduista teknisistä keinoista ja niiden soveltamismenetelmistä ei ole systematisoitu, ja se on usein ammattilaisten ulottumattomissa. Kaikki tämä estää merkittävästi koulutus- ja koulutusprosessin sekä liikuntakasvatuksen laadullista parantamista ja parantamista.

Tässä artikkelisarjassa "fitness ja kehonrakennus venäjäksi" -sivuston kirjoittajat asettivat tehtäväksi täyttää ja kompensoida jossain määrin tätä ärsyttävää aukkoa. Artikkelimme tarjoavat malleja simulaattoreille, instrumenteille ja harjoituslaitteille, joita voidaan käyttää paitsi kunto Ja kehonrakennus, mutta myös muilla erilaisilla urheilulajilla, niin pätevien urheilijoiden koulutuksessa kuin monenlaisissa liikunnan ja urheilun ystävien joukossa.