Виды погрешностей. Методы их предотвращения

ДОНЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЗДОРОВЬЯ,

ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ И СПОРТА

Кафедра биомеханики и

Спортивной метрологии

СПОРТИВНАЯ МЕТРОЛОГИЯ

Методические рекомендации к выполнению практических работ

Для факультетов олимпийского и профессионального спорта,

Здоровья и физического воспитания

Донецк – 2014

ББК 75.13 я 73

С 73

Спортивная метрология: методические рекомендации к выполнению практических работ для факультетов олимпийского и профессионального спорта, здоровья и физического воспитания / сост. А.В. Зорькина, М.Е. Кудрявцева, О.И. Горбачева; ДГИЗФВС НУФВСУ. – Донецк, 2014. – 54 с.

Составители: А.В. Зорькина, М.Е. Кудрявцева, О.И. Горбачева

Методические рекомендации состоят из девяти практических работ, посвященных основным разделам спортивной метрологии, таким как теории измерений, тестов и оценок, основам квалиметрии. Особое внимание уделяется простейшим инструментальным методам контроля физического состояния спортсмена, методам определения эффективности техники и величины нагрузок.

Методические рекомендации предназначены для студентов всех факультетов дневной формы обучения. Они составлены в соответствии с учебной программой по дисциплине «Спортивная метрология».

Рецензенты:

В.А. Романенко профессор кафедры физиологии человека и животных ДонНУ, доктор биологических наук, профессор.

С.В. Григорьев доцент кафедры биомеханики и спортивной метрологии ДГИЗФВиС кандидат технических наук.

Методические указания к выполнению практических работ по спортивной метрологии утверждены на заседании кафедры биомеханики и спортивной метрологии, протокол №9 от 12.03.2010 г.

Методические указания к выполнению лабораторных работ по спортивной метрологии утверждены на заседании методического совета ДГИЗФВиС, протокол №6 от 15.03.2010 г.

Методические указания к выполнению лабораторных работ по спортивной метрологии утверждены на заседании ученого совета ДГИЗФВиС, протокол №7 от 20.05.2010 г.

Редактор:

Н.В. Иванесова

Практическая работа №1.

Тема: Точность измерений.

Цель: научиться определять основные статистические характеристики вариационного ряда, делать по ним выводы точности приборов.

Оборудование: тонометр, секундомеры.

Теоретические сведения:

ПРЕДМЕТ СПОРТИВНОЙ МЕТРОЛОГИИ

Слово "метрология" в переводе с древнегреческого означает "наука об измерениях" (метрон — мера, логос — слово, наука).

Основной задачей общей метрологии является обеспечение единства и точности измерений. Спортивная метрология как научная дисциплина представляет собой часть общей метрологии. К ее основным задачам относятся:

1. Разработка новых средств и методов измерений.

2. Регистрация изменений в состоянии занимающихся под влиянием различных физических нагрузок.

3. Сбор массовых данных, формирование систем оценок и норм.

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

Однако как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рамки общей метрологии. Так, в физическом воспитании и спорте помимо обеспечения измерения физических величин, таких как длина, масса и т.д., подлежат измерению педагогические, психологические, биологические и социальные показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология не занимается и, поэтому, были разработаны специальные измерения, результаты которых всесторонне характеризуют подготовленность физкультурников и спортсменов.

Использование методов математической статистики в спортивной метрологии дало возможность получить более точное представление об измеряемых объектах, сравнить их и оценить результаты измерений.

В практике физического воспитания и спорта проводят измерения в процессе систематического контроля (фр. проверка чего-либо), в ходе которого регистрируются различные показатели соревновательной и тренировочной деятельности, а также состояние спортсменов. Такой контроль называют комплексным.

Это дает возможность установить причинно-следственные связи между нагрузками и результатами в соревнованиях. А после сопоставления и анализа разработать программу и план подготовки спортсменов.

Таким образом, предметом спортивной метрологии является комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физкультурников.

Систематический контроль за спортсменами позволяет определить меру их стабильности и учитывать возможные погрешности измерений.

Измерением (в широком смысле слова) называют установление соответствия между изучаемыми явлениями, с одной стороны, и числами, с другой.

Измерить что-либо означает узнать во сколько раз данная величина больше или меньше эталонной.

Виды погрешностей. Методы их предотвращения.

Никакое измерение не может быть выполнено абсолютно точно. Результат измерения неизбежно содержит погрешность, величина которой тем меньше, чем точнее метод измерения и измерительный прибор.

Основная погрешность —это погрешность метода измерения или измерительного прибора, которая имеет место в нормальных условиях их применения.

Дополнительная погрешность —это погрешность измерительного прибора, вызванная отклонением условий его работы от нормальных.

Величина ∆А=А-А_ист, равная разности между показанием измерительного прибора (А) и истинным значением измеряемой величины (А_ист), называется абсолютной погрешностьюизмерения. Она измеряется в тех же единицах, что и сама измеряемая величина.

Относительная погрешность —это отношение абсолютной погрешности к значению измеряемой величины:

В тех случаях, когда оценивается не погрешность измерения, а погрешность измерительного прибора, за максимальное значение измеряемой величины принимают предельное значение шкалы прибора. В таком понимании наибольшее допустимое значение , выраженное в процентах, определяет в нормальных условиях работы класс точности измерительного прибора.

Систематическойназывается погрешность, величина которой не меняется от измерения к измерению. В силу этой своей особенности систематическая погрешность часто может быть предсказана заранее или в крайнем случае обнаружена и устранена по окончании процесса измерения.

Тарированием (от нем. tarieren) называется проверка показаний измерительных приборов путем сравнения с показаниями образцовых значений мер (эталонов) во всем диапазоне возможных значений измеряемой величины.

Калибровкой называется определение погрешностей или поправка для совокупности мер (например, набора динамометров). И при тарировании, и при калибровке к входу измерительной системы вместо спортсмена подключается источник эталонного сигнала известной величины. Например, тарируя установку для измерения усилий, на тензометрической платформе поочередно помещают грузы весом 10, 20, 30 и т.д. килограммов.

Рандомизацией (от англ. random — случайный) называется превращение систематической погрешности в случайную. Этот прием направлен на устранение неизвестных систематических погрешностей. По методу рандомизации измерение изучаемой величины производится несколько раз. При этом измерения организуют так, чтобы постоянный фактор, влияющий на их результат, действовал в каждом случае по-разному. Скажем, при исследовании физической работоспособности можно рекомендовать измерять ее многократно, всякий раз меняя способ задания нагрузки. По окончании всех измерений их результаты усредняются по правилам математической статистики.

Случайные погрешностивозникают под действием разнообразных факторов, которые ни предсказать заранее, ни точно учесть не удается.

Стандарт —нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным органом — Государственным комитетом по стандартизации. В спортивной метрологии объектом стандартизации являются спортивные измерения.