Radiotelemetrisk och töjningsmätare i vetenskaplig forskning och idrottsutövning.

Bland de enheter som för närvarande används för teknisk forskning idrottsrörelser, kroppsreaktioner idrottare för en viss belastning, töjningsmätare och radiotelemetrianordningar har visat sig väl... Som en del av denna recension kommer vi att berätta om dem, såväl som andra intressanta utvecklingar VISTI och våra utländska forskare...

1. VISTI forskningsinstitut.
2. Elektrisk töjningsmätare.
3. Sporttöjningsmätare.

VISTI forskningsinstitut.

När vi planerade den här artikeln kunde vi naturligtvis inte låta bli att berätta om denna organisation, eftersom dess bidrag till vår inhemska, idrottsvetenskap helt enkelt enormt. FSUE "Research Institute of Sports Technical Products" VISTI i själva verket är det det första och enda snävt fokuserade statliga vetenskapliga centret i Ryssland, ackrediterad Ryska federationens utbildnings- och vetenskapsministerium för utveckling av sportutrustning, utrustning och inventering, såväl som informationsanordningar för domare och specialiserade sportanordningar. Sedan utseendet på denna struktur i vårt land, och detta hände över 65 år sedan, sport och vetenskap är nu förenade och oskiljaktiga. Denna forskningsinstitution är i huvudsak flaggskeppet för inte bara den inhemska utan även den globala sportindustrin. Lejonparten av innovationerna som beskrivs i detta avsnitt tillhör författarna och utvecklarna av detta institut...

Elektrisk töjningsmätare.

Den omfattande erfarenhet som forskare samlat på sig i användningen av elektrisk tensometri inom teknik används av forskare inom idrottsområdet för att studera dynamiken och strukturen hos idrottsrörelser, storleken på de krafter som utvecklas i statiska positioner och i rörelse. Dessutom, med hjälp av elektriska töjningsmätmetoder, studeras storleken och egenskaperna hos fördelningen av krafter som appliceras vid stödpunkterna på gymnastikutrustning, på en brottningsmatta och i ögonblicket då hockeyspelare kastar pucken. Elektriska töjningsmätare, beroende på vilken typ av avkänningselement som känner av och omvandlar den uppmätta töjningen, är indelade i:

1. aktiva motståndstöjningsmätare,
2. piezoelektriska töjningsmätare,
3. induktiv,
4. kapacitiv,
5. solceller,
6. och andra.

Inom idrottsforskningen har den största tillämpningen hittats töjningsmätare, där det elektriska motståndet hos avkänningselementet ändras under påverkan av den uppmätta töjningen. Töjningsmätare har visat sig vara exakta och pålitliga sensorer. Genom att limma dem på en solid bas kan du göra flera förändringar under året.

Mätningar utförs också med hjälp av töjningsmätare, monterad med hjälp av en brygg- eller halvbryggkrets. Den elektriska signalen förstärks och matas till ingången på den mottagande inspelningsenheten - ett ljusstråleoscilloskop, en millivoltmeter eller milliammeter, ett elektroniskt oscilloskop.

Funktion elektriska belastningsmätningar inom sport är att, beroende på målen för studien, är det nödvändigt att välja basen på vilken sensorerna limmas. Grunden kan vara metallplattor, stavar, balkar, ringar.

Metoder och medel för elektrisk tensometri förbättras varje år och gör det möjligt att studera de mest komplexa delarna av sportteknik och dynamiken i muskelsammandragningar som är otillgängliga för vanlig visuell observation. Kombinationen av en mätkrets med datorenheter och datainmatning till en dator säkerställer högkvalitativ forskning och hantering av utbildnings- och träningsprocessen för idrottare.

Idrottslitteraturen tillhandahåller scheman och tillämpningsmetoder elektrisk tensometri inom olika sporter. Elektrisk tensometri används i stor utsträckning inom vetenskaplig forskning inom sportområdet, men den har ännu inte hittat korrekt tillämpning i tränarnas praktik. Denna metod används mest när man mäter de ansträngningar som utvecklats av en idrottare när han utför sportövningar. Inom vattenskidåkning har en töjningsmätare som använder industriell utrustning utvecklats för att registrera de totala dynamiska egenskaperna hos en atlets rörelser. Enheten består av följande element: en kraftmätare, en elastisk stålring med töjningsmätare limmade på den. Inspelning från kraftmätelementet genom en förstärkare görs på en datorinspelare. Kraftmätaren är ledad i ena änden till stången och den andra till bogserfallet och är orienterad mot horisontella deformationer. En sådan anordning gör det möjligt att erhålla objektiva egenskaper hos de dynamiska krafterna (i intervallet från 0 till 300 kg) hos vattenskidåkare - backhoppare, slalomister och konståkare.

Sporttöjningsmätare.

VISTI har utvecklat en tvåkomponents töjningsmätare med hjälp av halvledartöjningsgivare, vilket gör det möjligt att få en utsignalspänning på 1 V. I detta fall kan dynamogram spelas in utan DC-förstärkare. Plattformen är en hopfällbar struktur som består av en inre och en yttre ram, mellan vilka fyra töjningsgivare är fästa. Den vertikala komponenten mäts med halvledartöjningsgivare limmade på horisontella plan, och den horisontella komponenten mäts av sensorer limmade på vertikala plan.

Tensodynamometrisk installation kraftregistrering består av en töjningsmätare som mäter krafter i tre koordinater i rymden, en kontrollpanel, ett ljusstråleoscilloskop och en likströmskälla (6...9 V). Installationen är monterad på folietöjningsgivare med ökad känslighetskoefficient, vilket gjorde det möjligt att få en ström i bryggans mätdiagonal upp till 50...200 μA (vanligtvis erhålls en ström på upp till 15 μA). Ett strömvärde över 50 μA är tillräckligt för att driva slingan (galvanometern) i ett ljusstråleoscilloskop.

Radiotelemetri inom sport används för att studera aktiviteten hos det kardiovaskulära systemet, andningsorganen, hjärnans bioströmmar och skelettmuskler. På senare år har denna metod blivit utbredd i studiet av idrottsrörelsetekniker och rytmisk struktur i cyklisk och acyklisk rörelse.

För att spela in radiotelemetridata används olika klasser av oscilloskop med fotografiska enheter, såväl som magnetiska inspelare och pekare. För att erhålla brådskande information i processen med radiotelevisionsmätningar används instrument som gör det möjligt att visuellt övervaka arten av förändringar i de studerade kvantiteterna. De registrerade mätresultaten dechiffreras och bearbetas. Resultaten av den utförda bearbetningen presenteras i form av tabeller och grafer som kännetecknar de uppmätta värdenas beroende av tid.

Används ofta i utbildningsprocessen radiokardioledare. Användningen av de senaste elektroniska elementen gör att sådana enheter kan tillverkas i miniatyrform, som uppfyller de specifika kraven för sportforskning och träning (låg vikt och storlek, självförsörjning av strömförsörjning). På St. Petersburg University har våra utvecklare designat en miniatyr autocardioleader med fjärrkontroll. Enheten låter dig programmera din puls inom 130…180 slag/min och telemetriskt övervaka fysisk aktivitet vid denna frekvens.

Autocardioleader Den kännetecknas av hög elektrisk och mekanisk tillförlitlighet, bullerimmunitet och termisk stabilitet. Enhetskretsen använder integrerade och hybridfilmselement, vilket gjorde det möjligt att skapa en enhet med minimala dimensioner. Autocardioleader används för att optimera träningsprocessen för idrottare inom friidrott, cykling, simning, etc.

För närvarande, under pågående vetenskaplig forskning, har system blivit utbredda som samtidigt registrerar olika funktioner i kroppen och rörelseapparaten. Institutet för biologisk instrumentering i Ryssland har utvecklat ett fyrkanaligt radiotelemetrisystem för medicinsk och biologisk forskning av idrottare. Utrustningen är konstruerad för att överföra elektrokardiogram, elektromyogram, andningsfrekvens och när man använder matchande enheter för att överföra sfygmogram och pulsogram. I praktiken tillåter systemens enheter monterade på idrottarens kropp överföring av alla fyra signaler inom alla tillgängliga frekvensområden (Wi-Fi, Bluetooth och andra).

För att registrera huvudparametrarna för extern andning och EKG i ergonomiska laboratoriet vid Sverdlovsk Institute of National Economy, en tvåkanaligt radiotelemetrisystem. En miniatyrvinge-anemometer användes som sensor. Mätaren är en magnetoelektrisk omvandlare med permanent magnetisering. Enheten använder kombinerad bärvågsmodulering. EKG-signalen sänds med hjälp av ett dubbelfrekvensmoduleringssystem, och den andningskomplexa informationen överlagras på underbärvågen och modulerar dess amplitud. I "andnings"-blocket registreras minutvolym och andningsfrekvens, i "puls"-blocket - hjärtfrekvens och totalt pulsvärde.

Förmågan att studera och kontrollera träningsprocessen under naturliga förhållanden med hjälp av radiotelemetriutrustning kompletterar avsevärt omfattande studier av idrottares prestation under laboratorieförhållanden. Således visade radiotelemetristudier utförda på cyklister under tävlingsförhållanden att pulsen under ett lopp varierar från 140 till 220 slag/min vid en trampfrekvens på 60...120 rpm. När trampfrekvensen reduceras till 50...80 rpm, oavsett ruttprofil (flat, nedför, uppför) och utväxling, sjunker pulsen till 150...160 slag/min. Det har fastställts att för mycket skickliga förare är den optimala tramphastigheten för cyklister inom 90...120 rpm vid olika utväxlingsförhållanden.

Vid löpning är viktiga egenskaper förhållandet mellan stöd- och flygfaserna. Med ökande kvalifikationer minskar stödtiden till 0,08...0,1 s, vilket vältaligt talar om den höga nivån av hastighetsstyrka hos idrottaren. Att studera löpningens rytmiska struktur baserat på förhållandet mellan stöd- och flygfasen är också möjligt med hjälp av radiotelemetri. Av särskilt intresse är registreringen av stöd-flygfaser i löpning med samtidig registrering av markreaktioner. Denna metod, i synnerhet, används i forskningen av V. K. Balsevich. Metoden bygger på användningen töjningsmätare system och teleelektrokardiograf. I detta fall är sändningsanordningen en enkelriktad kommunikationslinje. De elektriska impulser som uppstår som ett resultat av bryggans obalans, som återspeglar storleken, naturen och varaktigheten av stödreaktionerna under drift, matas till ingången på frekvensmodulatorn på sändningsanordningens pulsgenerator. Signalerna från sändaren skickas sedan till mottagaren, förstärks och spelas in på ett oscilloskop. Ett sådant radiotelemetrisystem låter dig utvärdera:

1. arten, storleken och varaktigheten av den vertikala komponenten av tryckkrafterna;
2. flyg- och referensintervalltider;
3. tempo, löphastighet;
4. rytm av rörelserörelser.

För att registrera stöd-flygets faser av löpning kan du använda utrustning skapad på basis av det kommersiellt producerade "Sport-4"-systemet med anslutning av digitala mätare av tidsintervall med ytterligare databehandling på en höghastighets digital enhet.

Det bör sägas att under de senaste åren, frågor om utveckling och tillämpning tekniska medel inom idrotten är alltmer av intresse för specialister och arbetare som är involverade inom idrotts- och idrottsområdet. Samtidigt har en betydande del av enheterna ännu inte skapats i enstaka exemplar, vilket utan tvekan komplicerar deras utbredda introduktion i idrottsutövning. Dessutom är information om de skapade tekniska medlen och metoderna för deras tillämpning inte systematiserad och är ofta otillgänglig för utövare. Allt detta hindrar avsevärt den kvalitativa förbättringen och förbättringen av utbildnings- och träningsprocessen och fysisk träning.

I den här artikelserien satte författarna till webbplatsen "fitness och bodybuilding på ryska" uppgiften att fylla och till viss del kompensera detta irriterande gap. Våra artiklar tillhandahåller design för simulatorer, instrument och träningsenheter som inte bara kan användas i kondition Och bodybuilding, men också inom andra olika idrottsgrenar, både i träningen av kvalificerade idrottare och ett brett spektrum av älskare av fysisk utbildning och sport.