Внесистемные единицы измерений

СПОРТИВНАЯ МЕТРОЛОГИЯ И СТАТИСТИКА

ЛЕКЦИЯ 1

ВВЕДЕНИЕ В СПОРТИВНУЮ МЕТРОЛОГИЮ И СТАТИСТИКУ

СПОРТИВНАЯ МЕТРОЛОГИЯ КАК УЧЕБНАЯ И НАУЧНАЯ ДИСЦИПЛИНА

Содержание

1. Введение. Понятие метрологии и спортивной метрологии. Понятие измерения в спортивной метрологии.

2. Специфика объекта измерений в спортивной метрологии. Группы объектов измерений.

3. Предмет, цель и задачи спортметрологии.

4. Управление и контроль процесса подготовки спортсменов.

5. Структура спортметрологии.

Введение. Понятие метрологии и спортивной метрологии. Понятие измерения в спортивной метрологии.

Контроль в физической культуре и спорте начинается с измерений, для этого нужно знать что измерять, как измерять и какие измеряемые показатели являются наиболее информативными. Кроме того, нужно знать и уметь пользоваться методами математической статистики для обработки полученных результатов измеренных величин.

Слово «метрология» в переводе с греческого означает «наука об измерениях» (metro – мера, logos – учение, наука).

Общая метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности. Основной задачей общей метрологии является обеспечение единства и точности измерений.

Традиционно метрология занималась измерением только физических величин. В последние десятилетия были созданы методы, позволяющие измерять разнообразные показатели нефизической природы (психологические, биологические, социологические, педагогические и др.). Поэтому существует толкование метрологии как науки о всех видах измерения.

Спортивная метрология, является частью общей метрологии. Спортивная метрология – наука об измерениях в физическом воспитании и спорте. Термин «измерение» в спортивной метрологии трактуется в самом широком смысле и понимается как установление соответствия между изучаемыми явлениями и числами.

Специфика объекта измерений в спортивной метрологии. Группы объектов измерений

Специфика спортивной метрологии заключается в том, что объектом измерения является живая система – человек. В связи с этим спортивная метрология имеет ряд принципиальных отличий от области знаний, рассматривающей измерения физических величин.

Особенности объекта измерений в спортметрологии:

1. Изменчивость – непостоянство величин, характеризующих физиологическое состояние человека и результаты его спортивной деятельности. Физиологические, морфо-анатомические, психофизиологические и т. п. показатели постоянно меняются, поэтому необходимы многократные измерения с последующей статистической обработкой полученной информации.

2. Многомерность – необходимость одновременного измерения большого числа переменных.

3. Квалитативность – качественный характер ряда измерений при отсутствии точной количественной меры.

4. Адаптивность – способность приспосабливаться к новым условиям, что зачастую маскирует истинный результат измерения.

5. Подвижность – постоянное перемещение в пространстве, характерное для большинства видов спорта и существенно усложняющее процесс измерения.

6. Управляемость – возможность целенаправленного влияния на действия спортсмена в ходе тренировки, зависящего от объективных и субъективных факторов.

Предмет, цель и задачи спортметрологии

Предмет спортивной метрологии – измерение и комплексный контроль в физическом воспитании и спорте, включающий в себя контроль за состоянием спортсмена, тренировочными нагрузками, техникой выполнения упражнений, спортивными результатами и поведением спортсмена на соревнованиях.

Цель спортивной метрологии – осуществление комплексного контроля (управления) для достижения максимальных спортивных результатов и сохранения здоровья спортсмена на фоне высоких нагрузок.

Основные задачи спортметрологии:

1. Разработка новых средств и методов измерений.

2. Регистрация изменений состояния занимающихся под влиянием физических нагрузок.

3. Сбор массовых данных, формирование систем оценок и норм, проверка полученных результатов на достоверность при том или ином уровне значимости.

4. Обработка полученных результатов измерений с целью организации эффективного контроля и управления учебно-тренировочным процессом.

5. Прогноз спортивных результатов.

ЛЕКЦИЯ 2

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В СПОРТИВНОЙ МЕТРОЛОГИИ

Содержание

1. Введение. Понятие физической величины (ФВ) и её измерения.

2. Элементы системы измерения физических величин.

3. Виды измерений ФВ и единицы измерения.

4. Средства измерений.

5. Точность измерений.

6. Шкалы измерений.

7. Единство измерений.

1. Введение. Понятие физической величины (ФВ) и её измерения

Физическая величина (ФВ)— свойство, общее в качественном отношении многих физических объектов или систем, но в количе­ственном отношении индивидуальное для каждого объекта. Понятие ФВ применяется к тем свойствам или характеристикам физических объектов, которые можно количественно измерить:

Q = q [Q],где Q – ФВ, q – число, [Q] – единица измерения.

Измерение ФВ – это нахождение опытным путем измеряемой ФВ, производимое, как правило, с помощью специальных технических средств. Получение сведений о количественных характеристиках физических величин собственно и является задачей измерений. Измерение полученных результатов проводится статистическими методами.

Следует отметить, что измерение физических величин является основой всех без исключения измерений в спортивной практике.

Элементы системы измерения физических величин

Рис. 1. Основные элементы системы измерения ФВ

Виды измерений ФВ и единицы измерения

Виды измерений ФВ

· По средствам измерения

o Органолептические - основаны на использовании органов чувств человека (зрения, слуха и т. д.)..

o Инструментальные - выполняемые с помощью специальных технических средств. Большинство измерений ФВ являются инструментальными.

· По способу получения числового значения измеряемой ФВ

o Прямые измерения – это измерения, при которых искомое значение находят опытным путём непосредственно сравнением ФВ с мерой (например, определение длины предмета или его массы).

o Косвенные измерения основываются на известной зависимости ФВ друг от друга, полученным опытным путём. Так, зная длину дистанции и время её прохождения можно определить среднюю скорость.

· По временным соотношениям между измерениями

o Совокупные измерения называются такие, в которых значения измеряемых величин находят по данным их повторных измерений при различных сочетаниях мер. Результаты повторных измерений подставляются в уравнения, и вычисляется искомая величина. Например, объем тела может быть сначала найден по измерению объема вытесненной жидкости, а затем – по измерению его геометрических размеров.

o Совместные измерения – это одновременные измерения двух и более неоднородных физических величин для установления функциональной зависимости между ними. Например, определение зависимости электрического сопротивления от температуры.

Единицы измерений ФВ

Единицы измерений ФВ представляют собой значения данных величин, которые по определению считаются равными единице. Они ставятся за числовым значением какой-либо величины в виде символа (5,56 м; 11,51 с и т. п.). Другими словами, единица измерения представляет размерность данной ФВ. Размерностью называется выражение, связывающее производную величину с основными величинами системы при коэффициенте пропорциональности, равном единице.

ФВ могут выражаться в абсолютных и относительных величинах

· Абсолютные величины –именованные числа, выраженные в определённых единицах измерения (метр, секунда и т.д.).

· Относительные величиныявляются результатом сравнения чисел и выражаются в процентах или частях.

Системы единиц

Система единиц - совокупность единиц, относящихся к некоторой системе величин и построенных в соответствии с принятыми принципами, образует систему единиц.

Система единиц включает в себя основные и производные единицы. Основные единицы не зависят друг от друга. Производные единицы выражаются через основные.

Существует несколько систем единиц.

· Система «СИ» - Международная система единиц (Systeme International ďUnites – франц.) «SI»,

o Является наиболее универсальной системой единиц, охватывающей все отрасли науки и техники. Была принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам.

o Включает семь основных и две дополнительные единицы (табл. 1). Кроме того, в систему СИ введены единицы количества информации бит (от binary digit – двоичный разряд) и байт (1 байт равен 8-и битам).

o Система СИ также включает 18 производных единиц (например, частота в герцах, давление в паскалях, мощность в ватах, энергия в джоулях и др. 

· Другие системы

o Абсолютная система Гаусса (1832) - основные единицы:миллиметр, миллиграмм, секунда.

o Система СГС в физике (сантиметр, грамм, секунда).

o Система МКС в технике (метр, килограмм-сила, секунда).

Внесистемные единицы измерений

Внесистемные единицы не относятся ни к какой системе единиц. Примеры: единица времени – минута, объема – литр, силы – килограмм-сила (1 кГ = 9,81 Н), работы – килограммометр (1 кГ·м = 9,81 Дж), количества теплоты – калория (1 кал = 4,18 Дж), мощности – лошадиная сила (1 л. с. = 736 Вт), давления – миллиметр ртутного столба. К этой же группе относятся национальные единицы, например, английские: дюйм = 0,0254 м, ярд = 0,9144 м или такие специфические, как морская миля = 1852 м.

Точность измерений

Точность измерения – это степень приближения результата измерения к действительному значению измеряемой величины.

Погрешностью измерения называется разность между полученным при измерении значением и действительным значением измеряемой величины.

Термины «точность измерения» и «погрешность измерения» имеют противоположный смысл и в равной мере используются для характеристики результата измерения.