2.6. Засоби вимірювань

Вимірювання - пізнавальний процес, що полягає в порівнянні невідомої величини з однорідною їй величиною прийнятої за одиницю. У вимірі зазвичай беруть участь еталони, заходи та набори заходів, а також вимірювальна апаратура - технічні засоби порівняння невідомої величини з заздалегідь обраної одиницею (прилади, установки, системи).

Еталони очолюють піраміду засобів вимірювань, перебуваючи на її вершині, вони виготовляються в декількох примірниках, їх розробка і уречевлення пов'язані з подоланням великих науково-технічних труднощів. У підстави цієї піраміди близько мільйони одиниць вимірювальних приладів. Метрологічне обслуговування засобів вимірювань здійснює ціла армія метрологів та працівників відомчих метрологічних органів. Витрати праці на вимірювання в середньому по народному господарству досягають 10% від загальних витрат на виробництво.

Науково обгрунтовані вимоги кожного державного стандарту засновані на компромісі між потребами і можливостями, на статистичних даних, на обліку можливостей вимірювальної техніки, на базі сучасної технології з урахуванням світового рівня в даній області.

Участь метрології в підвищенні ефективності виробництва через засоби вимірювань і державні стандарти робить її одним з найважливіших факторів науково-технічного прогресу.

Засоби вимірювань - це технічні пристрої для вимірювання одиниць фізичних величин, що мають нормовані похибки. До засобів вимірювань відносяться: заходи, датчики-перетворювачі, вимірювальні прилади, вимірювальні системи.

Мірою називається засіб вимірювання, призначений для відтворення фізичних величин заданого розміру (лінійки, гирі, електричні опори й ін.).Датчиком-перетворювачем називається пристрій для виявлення фізичних властивостей і перетворення вимірювальної інформації у форму, зручну для обробки, зберігання та передачі (кінцеві вимикачі, змінні опору, фоторезистори та ін.).

Вимірювальні прилади - це засоби вимірювань, що дозволяють отримати вимірювальну інформацію у формі, зручній для сприйняття користувачем. Вони складаються з перетворювальних елементів, що утворюють вимірювальну ланцюг, і відлікового пристрою. У практиці спортивних вимірювань широко застосовуються електромеханічні і цифрові прилади (амперметри, вольтметри, омметри та ін.). Вимірювальні системи складаються з функціонально об'єднаних засобів вимірювання і допоміжних пристроїв, з'єднаних каналами зв'язку (система вимірювання біоланкових кутів, зусиль і т. п.). З урахуванням застосовуваних методів засоби вимірювань поділяються на контактні і безконтактні. Контактні засоби припускають безпосередню взаємодію з тілом випробуваного або спортивним снарядом. Безконтактні засоби засновані на світолореєтраціі. Наприклад, прискорення спортивного снаряда може бути виміряна за допомогою контактних засобів з використанням датчиків-акселерометрів або безконтактних засобів з використанням стробозйомки.

Останнім часом з'явилися потужні автоматизовані вимірювальні системи, такі, як система розпізнавання і оцифровки рухів людини MoCap (motion capture - захоплення руху). Дана система являє собою набір датчиків, що прикріплюються до тіла спортсмена, інформація з яких надходить на комп'ютер і обробляється відповідним програмним забезпеченням. Координати кожного датчика пеленг спеціальними детекторами 500 разів на секунду. Система забезпечує точність вимірювання просторових координат не гірше 5 мм.

Детально засоби і методи вимірювань розглядаються у відповідних розділах теоретичного курсу та практикуму зі спортивної метрології.