Основные проблемы и понятия метрологии

 

БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТОЧНОСТИ ДВИЖЕНИЙ

 

Корректор А.И. Тутынина

 

 

Сдано в набор 8.09.04. Подписано в печать 17.09.04.

Авт. печ. л. 11,28. Тираж 1000 экз. Заказ 058.

 

Редакционно-издательский отдел

Адыгейского государственного университета,

г. Майкоп, ул. Первомайская, 208.

Лицензия ЛР № 020064 от 21.02.97, ЛПД № 10-6 от 17.02.99.

[1] Н.А. Бернштейном периферический цикл взаимодействия обозначен как кольцевая зависимость между длиной мышцы и её напряжением (1947).

[2] В тексте у Л.Д. Назаренко ссылка на А.Б. Ашмарина (1990), однако автором эксцерпируемой главы учебника под ред. А.Б. Ашмарина является А.П. Матвеев.

[3] Невыраженность в приведённом определении специфики спортивного двигательного действия делает его применимым именно к двигательному действию.

[4] "количественных либо качественных, пороговых либо градуальных" (В.Б. Коренберг, О.А. Созинова, 2000).

[5] Например, выполнение быстрого (метательного) точностного движения вне планеты при отсутствии выраженной гравитации искючает необходимость приобретения высокой скорости вылета снаряда.

[6] Принят термин С.В. Голомазова (1996) с учётом сделанных замечаний.

[7] 1 – без ограничений; 2 – без замаха только движением руки, исходное положение снаряда – возле уха; 3 – без замаха только движением руки, исходное положение снаряда – возле брови; 4 – стоя на носках; 5 – стоя на носке одной ноги; 6 – после сгибания и разгибания рук в упоре лёжа с грузом 15 кг на плечах.

[8] Достоверность различий определялась при помощи однофакторного дисперсионного анализа (Г.Ф. Лакин, 1973).

[9] Вес отягощения был подобран с таким расчётом, чтобы последние два-три раза испытуемые выполняли упражнение с большим трудом.

[10] По данным В.М. Зациорского и С.В. Голомазова (1972), скорость вылета баскетбольного мяча (а значит, и точки последнего соприкосновения с мячом) при броске с семи метров у новичков может достигать 12,27 м/с. По нашим же данным максимальная скорость щупа в руке испытуемого при выполнении движения к цели в максимально быстром точностном движении на 20 см вверх – вниз редко превышает 5 м/с.

[11] Подразумевалось (и было доказано последующими исследованиями), что разворот в максимально быстром точностном движении, выполненный с болшей пространственной ошибкой, потребует больше времени.

[12] Выделение фиксации именно промежуточных суставов условно. Дистальный сустав звена, реализующего точность, и проксимальный сустав, обеспечивающий движения фазы доставки, тоже могут быть несколько фиксированы, но движения в них необходимы, а значит, фиксация менее выражена.

[13] Типичный пример – наклон барьериста во время преодоления барьера не только уменьшает встречное сопротивление воздуха, но и ограничивает движение бедра маховой ноги вверх.

[14] Например, у И.И. Артоболевского (1977) "Точность механизмов – степень приближения зависимостей, существующих между движениями звеньев механизмов, к тем заданным зависимостям, для осуществления которых спроектированы и изготовлены механизмы". Но механизмы проектируются и создаются не для "осуществления зависимостей", наоборот, подобные зависимости между движениями звеньев механизмов создаются для получения результата (детали, конструкции), точно соответствующего заданному.

[15] Это и являлось одной из задач экспериментальной части настоящего исследования.

[16] Семантика слова "точность", собственно, и позволяет трактовать его как "попадание в точку", или "близость к геометрической точке", т.е. отсутствие "меры или протяжения" между двумя точками (см. В.И. Даль, 1989).

[17] Авторы: О.Б. Немцев, А.М. Доронин, С.В, Поляков, С.П. Мирошниченко.

[18] Авторы: О.Б. Немцев, А.М. Доронин, С.В, Поляков, С.П. Мирошниченко.

[19] Авторы: О.Б. Немцев, А.М. Доронин, С.В. Поляков.

Основные проблемы и понятия метрологии

Измерением называют нахождение значения физической' величины опытным путем с помощью технических средств. Измерения позволяют установить закономерности природы и яв­ляются элементом познания окружающего нас мира.

Различают измерения прямые, при которых результат получа­ется непосредственно из измерения самой величины (например, измерение температуры тела медицинским термометром, измерение длины предмета линейкой), и косвенные, при которых иско­мое значение величины находят по известной зависимости между ней и непосредственно измеряемыми величинами (например, оп­ределение массы тела при взвешивании с учетом выталкивающей силы, определение вязкости жидкости по скорости падения в ней шарика). Технические средства для производства измерений (сред­ства измерений) могут быть разных типов. Наиболее известным читателю средством измерений является измерительный при­бор, в котором измерительная информация представляется в фор­ме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (например, температура представлена в термометре длиной стол­бика ртути, сила тока — показанием стрелки амперметра или циф­ровым значением). К средствам измерений относят также и меру, которая предназначена для воспроизведения физической величи­ны заданного размера (например, гиря определенной массы).

Одно из распространенных средств измерений — измерительный преобразователь (датчик). Он предназначен для выработки сигна­ла измерительной информации в форме, удобной для передачи, даль­нейшего преобразования, обработки и (или) хранения (например, температура может быть представлена электрическим сигналом).

начение физической величины, полученное при измерении, отличается от истинного. Степень приближения результатов из­мерения к истинному значению измеряемой величины характе­ризуется точностью измерений. Точность измерений является качественным показателем измерений.

Количественная оценка результата измерений дается абсо­лютной погрешностью — отклонением результатов измере­ний от истинного значения измеряемой величины. Чем меньше погрешность, тем выше точность измерений.

Погрешности объясняются несовершенством средств измере­ний, неопытностью персонала, влиянием посторонних факторов и др. Из этих причин можно выделить те, которые проявляются не­регулярно и при повторных измерениях оказывают случайное ко­личественное воздействие на результат. Такие факторы приводят к случайным погрешностям. Это случайные величины, поэтому их можно обработать, проанализировать и таким образом учесть, используя соответствующий математический аппарат: теорию ве­роятностей и математическую статистику (см. гл. 2 и 3).

Сведения по теории погрешностей, необходимые студентам-ме­дикам, приведены в [1].

Одним из основных метрологических понятий является едини­ца измерения физической величины. Единицей измерения физи­ческой величины называют стандартное значение этой физиче­ской величины, принятое по соглашению в качестве основы для ее количественной оценки.

Единицы физических величин в основном группируются в сис­темы единиц. Основной является Международная система еди­ниц (система интернациональная, СИ). Справочный материал по единицам физических величин приведен в [2]. Не останавливаясь на этих вопросах, рассмотрим лишь относительные и логарифми­ческие величины.

В физических измерениях достаточно широкое распростране­ние получили относительные величины, которые являются отно­шением физической величины к одноименной физической вели­чине, принимаемой за исходную. В качестве примера можно ука­зать концентрацию раствора, диэлектрическую и магнитную проницаемости, коэффициент полезного действия, относитель­ную деформацию, коэффициент трения, вязкость крови относи­тельно вязкости воды и т. д.

Единицы измерения относительных величин не имеют размер­ности и названия. Однако в ряде случаев относительную величину традиционно выражают со стократным или тысячекратным увеличением. При этом соответствующая единица измерения будет иметь название: процент (%) или промилле (%о).

Для выражения уровня звукового давления, уровня интенсив­ности звука, уровня усиления электрического сигнала и т. п. удобнее использовать логарифм относительной

величины (наибо­лее распространен десятичный логарифм):

где а₁ и а₂ — одноименные физические величины.

Единицей логарифмической величины является бел (Б):

если а — «энергетическая» величина (мощность, интенсивность, энергия и т. п.), или

если а — «силовая» величина (сила, механическое напряжение, давление, напряженность электрического поля и т. п.).

Достаточно распространена дольная единица — децибел (дБ): 1дБ = 0,1Б.

Заметим, что 1 дБ соответствует соотношению «энергетиче­ских» величин а₂ ≈ 1,26а₁:

а для «силовых» величин а₂ ≈ 1,12а₁: