Radiotelemetrische en rekstrookjesapparatuur in wetenschappelijk onderzoek en sportpraktijk.

Onder de apparaten die momenteel worden gebruikt technologisch onderzoek sportbewegingen, lichaamsreacties atleten voor een bepaalde belasting, rekstrookjes en radiotelemetrie-apparaten hebben zich goed bewezen... Als onderdeel van deze review zullen we u hierover vertellen, evenals over andere interessante ontwikkelingen VISTI en onze buitenlandse onderzoekers...

1. VISTI Onderzoeksinstituut.
2. Elektrische spanningsmeter.
3. Apparatuur voor sportspanningsmeters.

VISTI Onderzoeksinstituut.

Bij het plannen van dit artikel konden we natuurlijk niet anders dan u over deze organisatie vertellen, omdat haar bijdrage aan onze binnenlandse, sport wetenschappen gewoon enorm. FSUE "Onderzoeksinstituut voor sporttechnische producten" VISTI in feite is het het eerste en enige wetenschappelijke staatscentrum in Rusland, geaccrediteerd Ministerie van Onderwijs en Wetenschap van de Russische Federatie voor de ontwikkeling van sportuitrusting, uitrusting en inventaris, evenals scheidsrechtersinformatieapparatuur en gespecialiseerde sportapparatuur. Sinds de verschijning van deze structuur in ons land, en dit gebeurde ruim 65 jaar geleden, sport en wetenschap zijn nu verenigd en onafscheidelijk. Deze onderzoeksinstelling is in wezen het vlaggenschip van niet alleen de binnenlandse maar ook de mondiale sportindustrie. Het leeuwendeel van de innovaties die in deze sectie worden beschreven, is eigendom van de auteurs en ontwikkelaars van dit instituut...

Elektrische spanningsmeter.

De uitgebreide ervaring die wetenschappers hebben opgedaan met het gebruik van elektrische tensometrie in technologie wordt door onderzoekers op het gebied van sport gebruikt om de dynamiek en structuur van sportbewegingen te bestuderen, de omvang van de krachten die worden ontwikkeld in statische posities en in beweging. Daarnaast worden met behulp van elektrische rekstrookjesmethoden de grootte en kenmerken bestudeerd van de verdeling van de krachten die worden uitgeoefend op de steunpunten van gymnastiekapparatuur, op een worstelmat en op het moment waarop hockeyspelers de puck gooien. Elektrische rekstrookjes zijn, afhankelijk van het type sensorelement dat de gemeten rek registreert en omzet, onderverdeeld in:

1. actieve weerstandsrekstrookjes,
2. piëzo-elektrische spanningsmeters,
3. inductief,
4. capacitief,
5. fotovoltaïsche,
6. en anderen.

In het sportonderzoek is de grootste toepassing gevonden rekstrookjes, waarbij de elektrische weerstand van het sensorelement verandert onder invloed van de gemeten spanning. Rekstrookjes hebben bewezen nauwkeurige en betrouwbare sensoren te zijn. Door ze op een stevige ondergrond te lijmen, kun je het hele jaar door meerdere wijzigingen aanbrengen.

Er worden ook metingen uitgevoerd met behulp van rekstrookjes, geassembleerd met behulp van een brug- of halfbrugcircuit. Het elektrische signaal wordt versterkt en naar de ingang van het ontvangende opnameapparaat gevoerd - een lichtstraaloscilloscoop, een millivoltmeter of milliampèremeter, een elektronische oscilloscoop.

Functie elektrische spanningsmetingen in de sport is dat het, afhankelijk van de doelstellingen van het onderzoek, noodzakelijk is om de basis te selecteren waarop de sensoren worden gelijmd. De basis kunnen metalen platen, staven, balken, ringen zijn.

Methoden en middelen voor elektrische tensometrie worden elk jaar verbeterd en maken het mogelijk om de meest complexe elementen van de sporttechniek en de dynamiek van spiercontracties te bestuderen die ontoegankelijk zijn voor gewone visuele observatie. De combinatie van een meetcircuit met computerapparatuur en gegevensinvoer naar een computer zorgt voor kwalitatief hoogstaand onderzoek en beheer van het onderwijs- en trainingsproces van atleten.

De sportliteratuur biedt schema's en toepassingsmethoden elektrische tensometrie in diverse sporten. Elektrische tensometrie wordt veel gebruikt in wetenschappelijk onderzoek op het gebied van sport, maar heeft nog geen goede toepassing gevonden in de praktijk van coaches. Deze methode wordt het meest gebruikt bij het meten van de inspanningen die een atleet levert tijdens het uitvoeren van sportoefeningen. Bij waterskiën is een spanningsmeter ontwikkeld die gebruik maakt van industriële apparatuur om de totale dynamische kenmerken van de bewegingen van een atleet vast te leggen. Het apparaat bestaat uit de volgende elementen: een krachtmeter, een elastische stalen ring met daarop vastgelijmde rekstrookjes. De opname van het krachtmeetelement via een versterker vindt plaats op een computerrecorder. De krachtmeter is aan het ene uiteinde scharnierend bevestigd aan de stang en aan het andere uiteinde aan de sleepval en is gericht op horizontale vervormingen. Een dergelijk apparaat maakt het mogelijk om objectieve kenmerken te verkrijgen van de dynamische krachten (in het bereik van 0 tot 300 kg) van waterskiërs - skispringers, slalomisten en kunstschaatsers.

Apparatuur voor sportspanningsmeters.

VISTI heeft een tweecomponenten rekstrookjesplatform ontwikkeld met behulp van halfgeleider rekstrookjes, waarmee een uitgangssignaalspanning van 1 V kan worden verkregen. In dit geval kunnen dynamogrammen worden opgenomen zonder DC-versterkers. Het platform is een opvouwbare constructie bestaande uit een binnen- en buitenframe, waartussen vier rekstrookjes zijn bevestigd. De verticale component wordt gemeten door halfgeleider-rekstrookjes die op horizontale vlakken zijn gelijmd, en de horizontale component wordt gemeten door sensoren die op verticale vlakken zijn gelijmd.

Tensodynamometrische installatie krachtregistratie bestaat uit een rekstrookje dat krachten meet in drie coördinaten in de ruimte, een bedieningspaneel, een lichtbundel-oscilloscoop en een gelijkstroombron (6...9 V). De installatie is gemonteerd op folie-rekstrookjes met een verhoogde gevoeligheidscoëfficiënt, waardoor het mogelijk werd een stroom in de meetdiagonaal van de brug te verkrijgen tot 50...200 μA (meestal wordt een stroom tot 15 μA verkregen). Een stroomwaarde boven 50 μA is voldoende om de lus (galvanometer) van een lichtstraaloscilloscoop aan te drijven.

Radiotelemetrie in de sport gebruikt om de activiteit van het cardiovasculaire systeem, ademhalingsorganen, biostromen in de hersenen en skeletspieren te bestuderen. De afgelopen jaren is deze methode wijdverspreid geworden in de studie van sportbewegingstechnieken en ritmische structuur in cyclische en acyclische voortbeweging.

Voor het opnemen van radiotelemetriegegevens worden verschillende klassen oscilloscopen met fotografische apparaten gebruikt, evenals magnetische recorders en aanwijzerrecorders. Om urgente informatie te verkrijgen tijdens het proces van radiotelevisiemetingen, worden instrumenten gebruikt die het mogelijk maken om de aard van veranderingen in de bestudeerde grootheden visueel te volgen. De geregistreerde meetresultaten worden ontcijferd en verwerkt. De resultaten van de uitgevoerde verwerking worden gepresenteerd in de vorm van tabellen en grafieken die de afhankelijkheid van de gemeten waarden op tijd karakteriseren.

Wordt veel gebruikt in het trainingsproces radiocardioleiders. Door het gebruik van de nieuwste elektronische elementen kunnen dergelijke apparaten in miniatuurvorm worden vervaardigd, die voldoet aan de specifieke eisen van sportonderzoek en -training (laag gewicht en formaat, zelfvoorziening van de stroomvoorziening). Aan de St. Petersburg Universiteit hebben onze ontwikkelaars een miniatuur autocardieleider met afstandsbediening ontworpen. Met het apparaat kunt u uw hartslag programmeren binnen een bereik van 130…180 slagen/min en de fysieke activiteit op deze frequentie telemetrisch monitoren.

Autocardieleider Het wordt gekenmerkt door een hoge elektrische en mechanische betrouwbaarheid, ruisimmuniteit en thermische stabiliteit. Het apparaatcircuit maakt gebruik van integrale en hybride filmelementen, waardoor het mogelijk werd een apparaat met minimale afmetingen te creëren. Autocardileader wordt gebruikt om het trainingsproces van atleten in de atletiek, wielrennen, zwemmen, etc. te optimaliseren.

Momenteel zijn er, in de loop van het lopende wetenschappelijk onderzoek, systemen wijdverspreid geworden die tegelijkertijd verschillende functies van het lichaam en het bewegingsapparaat registreren. Het Instituut voor Biologische Instrumentatie van Rusland heeft een vierkanaals radiotelemetriesysteem ontwikkeld voor medisch en biologisch onderzoek van atleten. De apparatuur is ontworpen voor het verzenden van elektrocardiogrammen, elektromyogrammen en ademhalingsfrequenties, en bij gebruik van bijpassende apparaten voor het verzenden van sfygmogrammen en pulsogrammen. In de praktijk maken de op het lichaam van de atleet gemonteerde apparaten van het systeem de transmissie mogelijk van vier willekeurige signalen in alle beschikbare frequentiebereiken (Wi-Fi, Bluetoth en andere).

Om de belangrijkste parameters van externe ademhaling en ECG te registreren in het ergonomielaboratorium van het Sverdlovsk Instituut voor Nationale Economie, een tweekanaals radiotelemetriesysteem. Als sensor werd een miniatuur vleugelradanemometer gebruikt. De meter is een magneto-elektrische omzetter met permanente magnetisatie. Het apparaat maakt gebruik van gecombineerde draaggolfmodulatie. Het ECG-signaal wordt verzonden met behulp van een modulatiesysteem met dubbele frequentie, en de ademhalingscomplexinformatie wordt over de subdraaggolf heen gelegd, waardoor de amplitude ervan wordt gemoduleerd. In het blok "ademhaling" worden het minuutvolume en de ademhalingsfrequentie geregistreerd, in het blok "puls" de hartslag en de totale polswaarde.

De mogelijkheid om het trainingsproces in natuurlijke omstandigheden te bestuderen en te controleren met behulp van radiotelemetrieapparatuur vormt een aanzienlijke aanvulling op uitgebreide onderzoeken naar de prestaties van atleten in laboratoriumomstandigheden. Uit radiotelemetriestudies bij wielrenners in raceomstandigheden blijkt dus dat tijdens een race de hartslag varieert van 140 tot 220 slagen/min bij een trapfrequentie van 60…120 rpm. Wanneer de trapfrequentie wordt verlaagd naar 50...80 rpm, ongeacht het routeprofiel (vlak, bergaf, bergop) en versnellingsverhouding, daalt de hartslag naar 150...160 slagen/min. Het is vastgesteld dat voor zeer bekwame racers het optimale traptempo van fietsers binnen 90...120 tpm ligt bij verschillende overbrengingsverhoudingen.

Bij het hardlopen zijn belangrijke kenmerken de verhouding tussen de steun- en vluchtfasen. Met toenemende kwalificaties neemt de ondersteuningstijd af tot 0,08...0,1 s, wat welsprekend spreekt over het hoge niveau van snelheidskrachtkwaliteiten van de atleet. Het bestuderen van de ritmische structuur van het hardlopen op basis van de relatie tussen de steun- en vluchtfase is ook mogelijk met behulp van radiotelemetrie. Van bijzonder belang is de registratie van ondersteunende vluchtfasen tijdens het hardlopen met gelijktijdige registratie van grondreacties. Deze methode wordt met name gebruikt in het onderzoek van V. K. Balsevich. De werkwijze is gebaseerd op het gebruik spanningsmeter systemen en tele-elektrocardiograaf. In dit geval is het zendende apparaat een eenrichtingscommunicatielijn. De elektrische impulsen die ontstaan ​​als gevolg van de onbalans van de brug en die de omvang, aard en duur van de ondersteuningsreacties tijdens het hardlopen weerspiegelen, worden toegevoerd aan de ingang van de frequentiemodulator van de pulsgenerator van het zendapparaat. De signalen van de zender worden vervolgens naar de ontvanger gestuurd, versterkt en opgenomen op een oscilloscoop. Met een dergelijk radiotelemetriesysteem kunt u evalueren:

1. de aard, omvang en duur van de verticale component van de duwkrachten;
2. vlucht- en referentie-intervaltijden;
3. tempo, loopsnelheid;
4. ritme van bewegingsbewegingen.

Om de ondersteunende vluchtfasen van het hardlopen vast te leggen, kunt u apparatuur gebruiken die is gemaakt op basis van het commercieel geproduceerde "Sport-4" -systeem met de verbinding van digitale meters van tijdsintervallen met verdere gegevensverwerking op een snel digitaal apparaat.

Het moet gezegd worden dat er de afgelopen jaren problemen zijn geweest met de ontwikkeling en toepassing technische middelen in de sport zijn steeds meer van belang voor specialisten en werknemers die betrokken zijn bij de lichamelijke opvoeding en sport. Tegelijkertijd moet een aanzienlijk deel van de apparaten nog worden gemaakt in enkele exemplaren, wat ongetwijfeld de wijdverbreide introductie ervan in de sportpraktijk bemoeilijkt. Bovendien is informatie over de gecreëerde technische middelen en methoden voor de toepassing ervan niet gesystematiseerd en vaak ontoegankelijk voor praktijkmensen. Dit alles belemmert aanzienlijk de kwalitatieve verbetering en verbetering van het onderwijs- en trainingsproces en lichamelijke opvoeding.

In deze reeks artikelen hebben de auteurs van de site "Fitness en bodybuilding in het Russisch" de taak gesteld om deze vervelende leemte tot op zekere hoogte op te vullen en te compenseren. Onze artikelen bieden ontwerpen voor simulatoren, instrumenten en trainingsapparaten die niet alleen in geschiktheid En bodybuilding, maar ook in andere verschillende sportdisciplines, zowel in de opleiding van gekwalificeerde atleten als een breed scala aan liefhebbers van lichamelijke opvoeding en sport.