УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО СПОРТИВНОЙ МЕТРОЛОГИИ

Тема 1. Основы теории измерений
Тема 2. Измерительные системы и их использование в физическом воспитании и спорте
Тема 3. Тестирование общей физической подготовленности занимающихся физкультурой и спортом
Тема 4. Математическая статистика, ее основные понятия и приложение к физической культуре и спорту
Тема 5. Определение основных статистических показателей (ОСП) для характеристики совокупностей
Тема 6. Определение доверительного интервала для среднего значения генеральной совокупности по Стьюденту
Тема 7. Сравнение групп методом Стьюдента
Тема 8. Функциональная и корреляционная взаимосвязи
Тема 9. Регрессионный анализ
Тема 10. Определение надежности тестов
Тема 11. Определение информативности и добротности теста
Тема 12. Основы теории оценок и норм
Тема 13. Определение норм в спорте
Тема 14. Количественная оценка качественных характеристик
Тема 15. Контроль за силовыми качествами
Тема 16. Контроль за уровнем развития гибкости и выносливости
Тема 17. Контроль за объемом и интенсивностью нагрузки
Тема 18. Контроль за эффективностью техники
Тема 19. Основы теории управляемых систем
Тема 20. Комплексная оценка физической подготовленности исследуемых

Теоретические сведения

Измерением (в широком смысле слова) называют установление соответствия между изучаемыми явлениями, с одной стороны, и числами, с другой.
Чтобы результаты разных измерений можно было сравнивать друг с другом, они должны быть выражены в одних и тех же единицах. В 1960 г. на Международной генеральной конференции по мерам и весам была принята Международная система единиц, получившая сокращенное название СИ.
СИ в настоящее время включает семь независимых друг от друга основных единиц, из которых в качестве производных выводят единицы остальных физических величин. Производные единицы определяются на основе формул, связывающих между собой физические величины.
Например, единица длины (метр) и единица времени (секунда) - основные единицы, а единица скорости (метр за секунду [м/с]) - производная. Совокупность выбранных основных и образованных с их помощью производных единиц для одной или нескольких областей измерения называется системой единиц (табл. 1).

Таблица 1

Основные единицы СИ

Для образования кратных и дольных единиц должны использоваться специальные приставки (табл. 2).

Таблица 2

Множители и приставки

Все производные величины имеют свои размерности.
Размерностью называется выражение, связывающее производную величину с основными величинами системы при коэффициенте пропорциональности, равном единице. Например, размерность скорости равна , а размерность ускорения равна
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 D А=А-А0, равная разности между показанием измерительного прибора (А) и истинным значением измеряемой величины (А0), называется абсолютной погрешностью измерения. 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 D Па, выраженное в процентах, определяет в нормальных условиях работы класс точности измерительного прибора.
Систематической называется 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 погрешности возникают 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.

Шкала наименований (номинальная шкала)

Это самая простая из всех шкал. В ней числа выполняют роль ярлыков и служат для обнаружения и различения изучаемых объектов (например, нумерация игроков футбольной команды). Числа, составляющие шкалу наименований, разрешается менять местами. В этой шкале нет отношений типа "больше - меньше", поэтому некоторые полагают, что применение шкалы наименований не стоит считать измерением. При использовании шкалы наименований могут проводится только некоторые математические операции. Например, ее числа нельзя складывать и вычитать, но можно подсчитывать, сколько раз (как часто) встречается то или иное число.

Шкала порядка

Есть виды спорта, где результат спортсмена определяется только местом, занятым на соревнованиях (например, единоборства). После таких соревнований ясно, кто из спортсменов сильнее, а кто слабее. Но насколько сильнее или слабее, сказать нельзя. Если три спортсмена заняли соответственно первое, второе и третье места, то каковы их различия в спортивном мастерстве, остается неясным: второй спортсмен может быть почти равен первому, а может быть существенно слабее его и быть почти одинаковым с третьим. Места, занимаемые в шкале порядка, называются рангами, а сама шкала называется ранговой или неметрической. В такой шкале составляющие ее числа упорядочены по рангам (т.е. занимаемым местам), но интервалы между ними точно измерить нельзя. В отличие от шкалы наименований шкала порядка позволяет не только установить факт равенства или неравенства измеряемых объектов, но и определить характер неравенства в виде суждений: "больше - меньше", "лучше - хуже" и т.п.
С помощью шкал порядка можно измерять качественные, не имеющие строгой количественной меры, показатели. Особенно широко эти шкалы используются в гуманитарных науках: педагогике, психологии, социологии. К рангам шкалы порядка можно применять большее число математических операций, чем к числам шкалы наименований.

Шкала интервалов

Это такая шкала, в которой числа не только упорядочены по рангам, но и разделены определенными интервалами. Особенность, отличающая ее от описываемой дальше шкалы отношений, состоит в том, что нулевая точка выбирается произвольно. Примерами могут быть календарное время (начало летоисчисления в разных календарях устанавливалось по случайным причинам), суставной угол (угол в локтевом суставе при полном разгибании предплечья может приниматься равным либо нулю, либо 180о), температура, потенциальная энергия поднятого груза, потенциал электрического поля и др.
Результаты измерений по шкале интервалов можно обрабатывать всеми математическими методами, кроме вычисления отношений. Данные шкалы интервалов дают ответ на вопрос "на сколько больше?", но не позволяют утверждать, что одно значение измеренной величины во столько-то раз больше или меньше другого. Например, если температура повысилась с 10о до 20о по Цельсию, то нельзя сказать, что стало в два раза теплее.

Шкала отношений

Эта шкала отличается от шкалы интервалов только тем, что в ней строго определено положение нулевой точки. Благодаря этому шкала отношений не накладывает никаких ограничений на математический аппарат, используемый для обработки результатов наблюдений.
В спорте по шкале отношений измеряют расстояние, силу, скорость и десятки других переменных. По шкале отношений измеряют и те величины, которые образуются как разности чисел, отсчитанных по шкале интервалов. Так, календарное время отсчитывается по шкале интервалов, а интервалы времени - по шкале отношений.
При использовании шкалы отношений (и только в этом случае!) измерение какой-либо величины сводится к экспериментальному определению отношения этой величины к другой подобной, принятой за единицу. Измеряя длину прыжка, мы узнаем во сколько раз эта длина больше длины другого тела, принятого за единицу длины (метровой линейки в частном случае); взвешивая штангу, определяем отношение ее массы к массе другого тела - единичной гири "килограмма" и т.п. Если ограничиться только применением шкал отношений, то можно дать другое (более узкое, частное) определение измерению: измерить какую-либо величину - значит найти опытным путем ее отношение к соответствующей единице измерения.
В таблице 3 приведены сводные сведения о шкалах измерения.

Таблица 3

Шкалы измерений.

Шкала	Основные операции	Допустимые математические процедуры	Примеры
Наименований	Установление равенства	Число случаев Мода Корреляция случайных событий (тетра- и полихорические коэффициенты корреляции)	Нумерация спортсменов в команде Результаты жеребьевки
Порядка	Установление соотношений "больше" или "меньше"	Медиана Ранговая корреляция Ранговые критерии Проверка гипотез непараметрической статистикой	Место, занятое на соревнованиях Результаты ранжирования спортсменов группой экспертов
Интервалов	Установление равенства интервалов	Все методы статистики кроме определения отношений	Календарные даты (время) Суставной угол Температура тела
Отношений	Установление равенства отношений	Все методы статистики	Длина, сила, масса, скорость и т.п.

Ход работы

ЗАДАЧА 1.
Определить в единицах СИ:
а) мощность (N) электрического тока, если его напряжение U=1кВ, сила I=500 mA;
б) среднюю скорость (V) объекта, если за время t=500 мс им пройдено расстояние S=10 см;
в) силу тока (I), протекающего в проводнике с сопротивлением 20 кОм, если к нему приложено напряжение 100 мВ.
Решение:

Вывод:

Вывод:

ЗАДАЧА 4.
Определить точное значение показателя становой силы у исследуемого, если максимальное значение шкалы станового динамометра Fmax=450 кГ, класс точности прибора КТП=1,5%, а показанный результат Fизм=210 кГ.
Решение:

или

Вывод:

ЗАДАЧА 5.
Рандомизировать показания своей частоты сердечных сокращений в покое, измерив ее трижды за 15 с.
Р1= ; р2= ; р3= .
Решение:


Вывод:

Контрольные вопросы

1. Предмет и задачи спортивной метрологии.
2. Понятие об измерении и единицах измерения.
3. Шкалы измерений.
4. Основные, дополнительные, производные единицы СИ.
5. Размерность производных величин.
6. Понятие о точности измерений и погрешностях.
7. Виды погрешностей (абсолютная, относительная, систематическая и случайная).
8. Понятие о классе точности прибора, тарировке, калибровке и рандомизации.

Теоретическая часть

При совершенствовании спортивной техники, мы за эталонную технику выбираем техническое выполнение упражнения выдающимся спортсменом (часто за эталон берут технику мирового рекордсмена). При этом большое значение имеет не внешняя картина перемещений атлета, а внутреннее содержание движения (усилия, приложенные к опоре или снаряду). Поэтому спортивный результат во многом зависит от того, как точно мы копируем усилия, скорость изменения усилий, что в свою очередь зависит от способностей наших анализаторов воспринимать и оценивать эти параметры. В связи с тем, что точность аппаратурной регистрации различных биомеханических параметров значительно превышает разрешающую способность наших анализаторов, появляется возможность использовать приборы, как дополнение к нашим органам чувств.
Метод электротензометрии позволяет зарегистрировать и измерить усилия, развиваемые спортсменом при выполнении различных физических упражнений.

Состав сложной измерительной системы - это перечень всех элементов, в нее входящих и направленных на решение задачи измерения (рис. 1).


Рис.1. Схема состава измерительной системы.

Ход работы

1. Получить тензограмму своего прыжка вверх с места. Перо самописца отклоняется пропорционально усилиям на платформе (рис. 2).
2. Провести изолинию (нулевую линию).
3. Обработать тензограмму, выделив фазы упражнения:

function PlayMyFlash(cmd, arg){ if (cmd=="play") {Tenzo_.GotoFrame(arg); Tenzo_.Play();} else Tenzo_.TGotoFrame(cmd, 2); Tenzo_.TPlay(cmd); }

Вес!!! Подсед!!! Отталкивание!!! Полет и приземление!!!;

F0!!! Fmin!!! Fmax!!! Фаза полета
Фаза развиваемого усилия Фаза отталкивания

Рис. 2. Тензограмма прыжка вверх с места:

1. F0 - вес испытуемого;
2. t0 - начало подседа;
3. Отталкивание
4. F min - минимально развиваемое усилие при подседе;
5. Fmax - максимально развиваемое усилие при отталкивании;
6. - фаза отталкивания;
7. - фаза полета.

4. Определить масштаб усилия по вертикали по формуле
:
5. Определить масштаб времени по горизонтальной оси по формуле:

6. Определить время отталкивания от тензоплатформы по формуле:
(3)
7. Определить время развития максимального усилия по формуле:
(4)
8. Определить время полета по формуле:
(5)

(У высококвалифицированных спортсменов при хорошей технике выполнения прыжка время полета составляет 0,5 с и более).

9. Определить минимально развиваемое усилие по формуле:
(6)
10. Определить максимально развиваемое усилие по формуле:
(7)
(У высококвалифицированных прыгунов в длину максимально развиваемое усилие при отталкивании может составлять до 1000 кг).
11. Определить градиент силы по формуле:

(8)
Градиент силы - это скорость изменения силы в единицу времени.

12. Определить импульс силы по формуле:
(9)
Импульс силы - действие силы в течение какого-то времени.
P=
От величины импульса силы прямо пропорционально зависит высота прыжка по Абалакову, а, следовательно, можно говорить о корреляционной зависимости между показателями импульса силы и выполнением теста Абалакова.

Контрольные вопросы

9. Что называется составом измерительной системы?
10. Что такое структура измерительной системы?
11. В чем отличие простой измерительной системы от сложной?
12. Виды телеметрии и их применение в физическом воспитании и спорте.

Теоретические сведения

Слово тест в переводе с английского означает "проба" или "испытание". Впервые этот термин появился в научной литературе в конце прошлого века, а широкое распространение получил после опубликования в 1912 г. американским психологом Э.Торндайком работы по применению теории тестов в педагогике.
В спортивной метрологии тестом называют измерение или испытание, проводимое с целью определения состояния или характеристик спортсмена, которое удовлетворяет следующим специальным метрологическим требованиям:
1. Стандартизованность - соблюдение комплекса мер, правил и требований к тесту, т.е. процедура и условия проведения тестов должны быть одинаковыми во всех случаях использования их. Все тесты стараются унифицировать и стандартизировать.
2. Информативность - это свойство теста отражать то качество системы (например, спортсмена), для которого он используется.
3. Надежность теста - степень совпадения результатов при повторном тестировании одних и тех же людей в одинаковых условиях.
4. Наличие системы оценок .

Ход работы

1. Постановка задачи тестирования. Каждый из студентов должен протестироваться по всем 10-ти предлагаемым тестам и свои результаты записать в свою строку групповой таблицы 4.
2. Тестирование каждого исследуемого производится в следующей последовательности:
Тест 1. Вес измеряется на медицинских весах, которые предварительно уравновешиваются на нуле с помощью подвижных балансов. Величина веса (Р) отсчитывается на шкале с точностью до 1 кг и записывается в столбец 3 таблицы.

Тест 2. Рост измеряется с помощью ростомера. Величина роста (H) отсчитывается по сантиметровой шкале с точностью до 1 см и записывается в столбец 4 таблицы.

Тест 3. Индекс Кетле, характеризующий весо-ростовое соотношение, рассчитывается путем деления веса исследуемого в граммах на рост в сантиметрах. Результат записывается в столбец 5.
Тест 4. Пальпаторно в области лучевой или сонной артерии измеряется частота сердечных сокращений в состоянии относительного покоя (ЧССп) за 1 мин и записывается в столбец 6. Затем испытуемый выполняет 30 полных приседаний (темп - одно приседание в секунду) и сразу после нагрузки измеряется ЧСС за 10 с. После 2-х минут отдыха измеряется ЧСС восстановления за 10 с. Затем результаты пересчитываются за 1 мин и записываются в столбцы 7 и 8.
Тест 5. Расчет индекса Руфье производится по формуле:

R=

Тест 6. Становым динамометром измеряется с точностью до ± 5 кГ максимальная сила мышц-разгибателей спины. При выполнении теста руки и ноги должны быть прямые, ручка динамометра - на уровне коленных суставов. Результат записывается в столбец 10.
Тест 7. Измерение уровня гибкости проводится в линейных единицах по методу Н.Г.Озолина в собственной модификации с помощью специально сконструированного прибора. Исследуемый садится на мат, упираясь ногами в перекладину прибора, руками, вытянутыми вперед, захватывает ручку измерительной ленты; спина и руки образуют угол 90о. Фиксируется длина ленты, вытянутой из прибора. При наклоне исследуемого вперед до упора вновь измеряется длина ленты. Расчет показателя гибкости ведется в условных единицах по формуле:

Результаты заносятся в столбец 11.
Тест 8. Перед исследуемым на столе лежит доска, разделенная на 4 квадрата (20х20 см). Исследуемый касается квадратов кистью руки в следующей последовательности: левый верхний - правый нижний - левый нижний - правый верхний (для правшей). Учитывается число правильно выполненных циклов движения за 10 с. Результаты заносятся в столбец 12.
Тест 9. Для определения уровня быстроты используется измерительный комплекс, состоящий из контактной платформы, интерфейса, компьютера и монитора. Исследуемый выполняет бег на месте с высоким подниманием бедра в течение 10 с (теппинг-тест). Сразу по окончании бега на экране монитора строится гистограмма параметров опорных и безопорных фаз, выводятся данные о количестве шаговых циклов, средние значения времени опоры и времени полета в мс. Основным критерием оценки уровня развития быстроты служит время опоры, так как этот параметр более стабилен и информативен. Результаты заносятся в столбец 13.
Тест 10. Для оценки скоростно-силовых качеств используется модификация теста Абалакова с применением измерительного комплекса. По команде с монитора исследуемый выполняет на контактной платформе прыжок вверх с места со взмахом руками. После приземления в реальном времени рассчитывается время полета в мс и высота прыжка в см. Критерием оценки результатов данного теста служит время полета, так как между данным показателем и высотой прыжка выявлена прямая функциональная зависимость. Результаты заносятся в столбец 14.
3. В конце занятия каждый исследуемый диктует свои результаты всей группе. Таким образом, каждый студент заполняет таблицу результатов ОФП по всей подгруппе, которую в дальнейшем будет использовать в качестве экспериментального материала для освоения методов обработки результатов тестирования и для выполнения индивидуальных заданий по РГР.

ТЕМА 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА, ЕЕ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРИЛОЖЕНИЕ К ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ И СПОРТУ

1. Возникновение и развитие математической статистики
Издавна в каждом государстве соответствующими органами власти собирались сведения о числе жителей по полу, возрасту, занятости в различных сферах труда, наличии различных воинов, вооружения, денежных средств, орудий труда, средств производства и т.д. Все эти и подобные им данные называются статистическими. С развитием государства и международных отношений возникла необходимость анализа статистических данных, их прогнозирование, обработка, оценка достоверности основанных на их анализе выводов и т.п. К решению таких задач стали привлекаться математики. Таким образом, в математике сформировалась новая область - математическая статистика, изучающая общие закономерности статистических данных или явлений и взаимосвязи между ними.
Сфера применения математической статистики распространилась во многие, особенно экспериментальные, науки. Так появились экономическая статистика, медицинская статистика, биологическая статистика, статистическая физика и т.д. С появлением быстродействующих ЭВМ возможность применения математической статистики в различных сферах деятельности человека постоянно возрастает. Расширяется ее приложение и к области физической культуры и спорта. В связи с этим основные понятия, положения и некоторые методы математической статистики рассматриваются в курсе “Спортивная метрология”. Остановимся на некоторых основных понятиях математической статистики.
2. Статистические данные
В настоящее время под термином "статистические данные" понимают все собранные сведения, которые в дальнейшем подвергаются статистической обработке. В различной литературе их еще называют: переменные, варианты, величины, даты и т.д. Все статистические данные можно разделить на: качественные, труднодоступные для измерения (имеется, не имеется; больше, меньше; сильно, слабо; красный, черный; мужской, женский и т.д.), и количественные , которые можно измерить и представить в виде числа общих мер (2 кг, 3 м, 10 раз, 15 с и т.д.); точные , величина или качество которых не вызывают сомнений (в группе 6 человек, 5 столов, деревянный, металлический, мужской, женский и т.д.), и приближенные , величина или качество которых вызывает сомнение (все измерения: рост 170 см, вес 56 кг, результат бега на 100 м - 10,3 с и т.д.; близкие понятия - синий, голубой, мокрый, влажный и т.д.); определенные (детерминированные) , причины появления, не появления или изменения которых известны (2 + 3 = 5, подброшенный вверх камень обязательно будет иметь вертикальную скорость, равную 0 и т.д.), и случайные , которые могут появляться и не появляться или не все причины изменения которых известны (пойдет дождь или нет, родится девочка или мальчик, команда выиграет или нет, в беге на 100 м - 12,2 с, принятая нагрузка вредна или нет). В большинстве случаев в физической культуре и спорте мы имеем дело с приближенными случайными данными.
3. Статистические признаки, совокупности
Общее свойство, присущее нескольким статистическим данным, называют их статистическим признаком . Например, рост игроков команды, результат бега на 100 м, принадлежность к виду спорта, частота сердечных сокращений и т.д.
Статистической совокупностью называют несколько статистических данных, объединенных в группу хотя бы одним статистическим признаком. Например, 7.50, 7.30, 7.21, 7.77 - результаты прыжка в длину в метрах у одного спортсмена; 10, 12, 15, 11, 11 - результаты подтягивания на перекладине пяти студентов и т.д. Число данных в статистической совокупности называют ее объемом и обозначают n . Различают следующие совокупности:
бесконечные - n (масса планет Вселенной, число молекул и т.д.);
конечные - n - конечное число;
большие - n > 30;
малые - n 30;
генеральные - содержащие все данные, обусловленные постановкой задачи;
выборочные - части генеральных совокупностей.
Например, пусть рост студентов 17-22 лет в РФ - генеральная совокупность, тогда рост студентов КГАФК, всех студентов города Краснодара или студентов II курса - выборки.
4. Кривая нормального распределения
При анализе распределения результатов измерений всегда делают предположение о том распределении, которое имела бы выборка, если бы число измерений было очень большим. Такое распределение (очень большой выборки) называют распределением генеральной совокупности или теоретическим , а распределение экспериментального ряда измерений - эмпирическим .
Теоретическое распределение большинства результатов измерений описывается формулой нормального распределения, которая впервые была найдена английским математиком Муавром в 1733 г.:


Это математическое выражение распределения позволяет получить в виде графика кривую нормального распределения (рис.3), которая симметрична относительно центра группирования (обычно это значение, моды или медианы). Эта кривая может быть получена из полигона распределения при бесконечно большом числе наблюдений и интервалов. Заштрихованная область графика на рисунке 3 отражает процент результатов измерений, находящихся между значениями х1 и х2.

Рис. 3. Кривая нормального распределения.
Введя обозначение , которое называется нормированным или стандартизованным отклонением, получают выражение для нормированного распределения:

На рисунке 4 представлен график этого выражения. Он примечателен тем, что для него =0 и s =1 (результат нормировки). Вся площадь, заключенная под кривой, равна 1, т.е. она отражает все 100% результатов измерений. Для теории педагогических оценок и особенно для построения шкал представляет интерес процент результатов, лежащих в различном диапазоне варьирования, или колеблемости.
function PlayMyFlash(cmd){ Norm_.SetVariable("Counter", cmd); Norm_.GotoFrame(2); Norm_.Play(); }

1 !!! 1,96 !!! 2 !!! 2,58 !!! 3 !!! 3,29 !!!

Рис.4. Кривая нормированного распределения с процентным выражением распределений относительных и накопленных частностей:
под первой осью абсцисс - среднее квадратическое отклонение;
под второй (нижней) - накопленный процент результатов.

Для оценки варьирования результатов измерений используют следующие соотношения:

5. Виды представления статистических данных
После того, как определена выборка и стали известны ее статистические данные (варианты, даты, элементы и т.д.), возникает необходимость представить эти данные в удобном для решения задачи виде. На практике используют много различных видов представления статистических данных. Наиболее часто употребляют следующие:
а) текстовый вид;
б) табличный вид;
в) вариационный ряд;
г) графический вид.
Если при статистической обработке совокупности безразлично в какой последовательности записывать данные, то бывает удобным расположить эти данные (варианты) в соответствии с их значением либо по возрастанию xi ~ 2, 3, 3, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 7 (неубывающая совокупность), либо по убыванию xi ~ 7, 6, 6, 6, 6, 5, 5, 3, 3, 3, 2 (невозростающая совокупность). Этот процесс называется ранжированием . А место каждой варианты в ранжированном ряду называется рангом .

Тема: Графическое изображение вариационных рядов
Цель: научиться строить графики (гистограмму и полигон) распределения частот в вариационном ряду и делать по ним выводы об однородности группы по заданному признаку.
Теоретические сведения
Анализ вариационных рядов упрощается при графическом представлении. Рассмотрим основные графики вариационного ряда.
1. Полигон распределения (рис. 5-I). На графике ѕ это кривая, отражающая по оси абсцисс (Х) средние значения классов, а по оси ординат (Y) ѕ частоту накопления величин в каждом классе.
2. Гистограмма распределения (рис. 5 -II). График, выполненный в прямоугольной системе координат и отражающий по оси ординат (Y) частоту накопления величин в классе, а по оси абсцисс (Х) - границы классов.
Графическое представление результатов измерений не только существенно облегчает анализ и выявление скрытых закономерностей, но и позволяет правильно выбрать последующие статистические характеристики и методы.
ПРИМЕР 4.1.
Построить графики вариационного ряда 20 исследуемых по показателям результатов тестирования прыжка в высоту, если данные выборки таковы:
xi, см ~ 185, 170, 190, 170, 190, 178, 188, 175, 192, 178, 176, 180, 185, 176, 180, 192, 190, 190, 192, 194.
Решение:
1. Производим ранжирование вариационного ряда в порядке неубывания:
xi, см ~ 170,170, 174, 176, 176, 178, 178, 180, 180, 185, 185, 188, 190, 190, 190, 190, 192, 192, 192, 194.
2. Определяем минимальное и максимальное значение вариант и рассчитываем размах вариационного ряда по формуле:
R=Xmax - Xmin (1)
R=194-170=24 см
3. Рассчитываем число классов по формуле Стерджеса:
(2)
N=1+3,31 Ч 1,301=5,30631 5
4. Рассчитываем интервал каждого класса по формуле:
(3)

5. Составляем таблицу границ классов.

В повседневной практике человечества и каждого индивида измерение - вполне обычная процедура. Измерение наряду с вычислением непосредственно связано с материальной жиз­нью общества, так как оно получило развитие в процессе прак­тического освоения мира человеком. Измерение, так же как счет и вычисление, стало неотъемлемой частью общественно­го производства и распределения, объективной отправной точ­кой для появления математических дисциплин, и в первую очередь геометрии, а отсюда и необходимой предпосылкой развития науки и техники.

В самом начале, в момент своего возникновения, измере­ния, сколь бы различными они ни были, носили, естествен­но, элементарный характер. Так, исчисление множества пред­метов определенного вида основывалось на сравнении с числом пальцев. Измерение длины тех или иных предметов строилось на сравнении с длиной пальца руки, стопы или шага. Этот доступный способ являлся изначально в буквальном смысле «экспериментальной вычислительной и измерительной тех­никой». Он уходит своими корнями в далекую эпоху «дет­ства» человечества. Прошли целые столетия, прежде чем раз­витие математики и других наук, появление измерительной техники, вызванное потребностями производства и торгов­ли, коммуникациями между отдельными людьми и народа­ми, привело к появлению хорошо разработанных и диффе­ренцированных методов и технических средств в самых различных областях знания.

Сейчас трудно себе представить какую-либо деятельность человека, в которой не использовались бы измерения. Изме­рения ведутся в науке, промышленности, сельском хозяйстве, медицине, торговле, военном деле, при охране труда и окру­жающей среды, в быту, спорте и т.д. Благодаря измерениям возможно управление технологическими процессами, промыш­ленными предприятиями, подготовкой спортсменов и народ­ным хозяйством в целом. Резко возросли и продолжают расти требования к точности измерений, быстроте получения изме­рительной информации, измерению комплекса физических величин. Увеличивается число сложных измерительных систем и измерительно-вычислительных комплексов.

Измерения на определенном этапе своего развития приве­ли к возникновению метрологии, которая в настоящее время определяется как «наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности». Это опреде­ление свидетельствует о практической направленности мет­рологии, которая изучает измерения физических величин и образующие эти измерения элементы и разрабатывает необ­ходимые правила и нормы. Слово «метрология» составлено из двух древнегреческих: «метро» - мера и «логос» - учение, или наука. Современная метрология включает три составляющие: за­конодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию.

Спортивная метрология - это наука об измерениях в физи­ческом воспитании и спорте. Ее следует рассматривать как кон­кретное приложение к общей метрологии, как одну из состав­ляющих практической (прикладной) метрологии. Однако как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рам­ки общей метрологии по следующим обстоятельствам. В физи­ческом воспитании и спорте некоторые из физических вели­чин (время, масса, длина, сила), на проблемах единства и точности, которых сосредоточивают основное внимание спе­циалисты-метрологи, также подлежат измерению. Но более все­го специалистов нашей отрасли интересуют педагогические, психологические, социальные, биологические показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология практически не занимается, и поэтому возникла необходимость разработки специальных измерений, результаты которых всесторонне ха­рактеризуют подготовленность физкультурников и спортсме­нов. Особенностью спортивной метрологии является то, что в ней термин «измерение» трактуется в самом широком смыс­ле, так как в спортивной практике недостаточно измерять толь­ко физические величины. В физической культуре и спорте кро­ме измерений длины, высоты, времени, массы и других физических величин приходится оценивать техническое мас­терство, выразительность и артистичность движений и тому подобные нефизические величины. Предметом спортивной метрологии являются комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физ­культурников. Вместе с развитием фундаментальной и практической метро­логии происходило становление законодательной метрологии.

Законодательная метрология - это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообуслов­ленных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направ­ленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений.

Законодательная метрология служит средством государствен­ного регулирования метрологической деятельности посредством законов и законодательных положений, которые вводятся в практику через Государственную метрологическую службу и метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц. К области законодательной метрологии относятся испытания и утверждение типа средств измерений и их проверка и калибровка, сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль и надзор за сред­ствами измерений.

Метрологические правила и нормы законодательной метро­логии гармонизированы с рекомендациями и документами со­ответствующих международных организаций. Тем самым зако­нодательная метрология способствует развитию международных экономических и торговых связей и содействует взаимопони­манию в международном метрологическом сотрудничестве.

Использованная литература

1. Бабенкова, Р. Д. Внеклассная работа по физическому воспитанию во вспомогательной школе: пособие для учителей / Р. Д. Бабенкова. - М.: Просвещение, 1977. - 72 с.

2. Барчуков, И. С. Физическая культура: учебное пособие для вузов / И. С. Барчуков. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 256 с.

3. Булгакова Н. Ж. Игры у воды, на воде, под водой.- М.: Физкультура и спорт, 2000. – 34 с.

4. Бутин, И. М. Физическая культура в начальных классах: методический материал / И. М. Бутин, И. А. Бутина, Т. Н. Леонтьева. - М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2001. – 176 с.

5. Былеева, Л. В. Подвижные игры: учебное пособие для институтов физической культуры /Л. В. Былеева, И. М. Коротков. – 5 –е изд., перераб. и доп. – М.: ФиС, 1988.

6. Вайнбаум, Я. С., Гигиена физического воспитания и спорта: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. /Я. С. Вайнбаум, В. И. Коваль, Т. А. Родионова. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 58 с.

7. Викулов, А. Д. Водные виды спорта: учебник для вузов. – М.: Академия, 2003. – 56 с.

8. Викулов, А. Д. Плавание: учебное пособие для вузов.- М.: ВЛАДОС - Пресс, 2002 – 154 с.

9. Внеклассные мероприятия по физкультуре в средней школе / сост. М. В. Видякин. - Волгоград: Учитель, 2004. – 54 с.

10. Гимнастика / под ред. М. Л. Журавина, Н. К. Меньшикова. – М.: Академия, 2005. – 448 с.

11. Гогунов, Е. Н. Психология физического воспитания и спорта: учебное пособие / Е. Н. Гогунов, Б. И. Мартьянов. – М.: Академия, 2002. – 267 с.

12. Железняк, Ю. Д. Основы научно – методической деятельности в физической культуре и спорте: Учеб. пособие для студ. высш.пед.учеб.заведений /Ю. Д. Железняк, П. К. Петров. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 264 с.

13. Кожухова, Н. Н. Воспитатель по физической культуре в дошкольных учреждениях: учебное пособие / Н. Н. Кожухова, Л. А. Рыжкова, М. М. Самодурова; ред. С. А. Козлова. - М. : Академия, 2002. - 320 с.

14. Коротков, И. М. Подвижные игры: учебное пособие / И. М.Коротков, Л. В. Былеева, Р. В. Климкова. – М.: СпортАкадемПресс, 2002. – 176 с.

15. Лазарев, И. В. Практикум по легкой атлетике: учебное пособие / И. В. Лазарев, В. С. Кузнецов, Г. А. Орлов. - М. : Академия, 1999. - 160 с.

16. Лыжный спорт: учеб. пособие / И. М. Бутин. – М.: Академия, 2000.

17. Макарова, Г. А. Спортивная медицина: учебник / Г. А.Макарова. – М.: Советский спорт, 2002. – 564 с.

18. Максименко, А. М. Основы теории и методики физической культуры: учеб. пособие для студ. высш.пед.учеб.заведений /М. А. Максименко. - М., 2001.- 318 с.

19. Методика физического воспитания учащихся 10-11 классов: пособие для учителя / А. В. Березин, А. А. Зданевич, Б. Д. Ионов; под ред. В. И. Ляха. - 3-е изд. - М. : Просвещение, 2002. - 126 с.

20. Научно-методическое обеспечение физического воспитания, спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры: сборник научных трудов / под ред. В. Н. Медведева, А.И. Федорова, С.Б. Шармановой. - Челябинск: УралГАФК, 2001.

21. Педагогическое физкультурно-спортивное совершенствование: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю. Д. Железняк, В. А. Кашкаров, И. П. Крацевич и др.; /под ред. Ю. Д. Железняка. – М.: Издательский центр «Академия», 2002.

22. Плавание: учебник для студентов высших учеб, заведений / под ред. В. Н. Платонова. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 231 с.

23. Протченко, Т. А. Обучение плаванию дошкольников и младших школьников: метод. пособие / Т. А. Протченко, Ю. А. Семенов. - М. : Айрис-пресс, 2003.

24. Спортивные игры: техника, тактика, методика обучения: учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю. Д. Железняк, Ю. М. Портнов, В. П. Савин, А. В. Лексаков; под ред. Ю.Д.Железняка, Ю. М. Портнова. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 224 с.

25. Урок физкультуры в современной школе: метод. рекомендации для учителей. Вып. 5. Ручной мяч / метод. рек. Г. А. Баландин. - М.: Советский спорт, 2005.

26. Физическое воспитание детей дошкольного возраста: теория и практика: сборник научных трудов / Ред. С. Б. Шарманова, А. И. Федоров. – Вып. 2.- Челябинск: УралГАФК, 2002. – 68 с.

27. Холодов, Ж. К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебное пособие / Ж. К. Холодов, В. С. Кузнецов. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Академия, 2001. - 480 с. : ил.

28. Холодов, Ж.К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебное пособие для студ.высш.учеб.заведений. /Ж. К. Холодов, В. С. Кузнецов. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 480 с.

29. Чаленко, И. А. Современные уроки физкультуры в начальной школе: научно-популярная литература / И. А. Чаленко. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 256 с.

30. Шарманова, С. Б. Методические особенности использования общеразвивающих упражнений в физическом воспитании детей младшего дошкольного возраста: учебно-методическое пособие / С. Б. Шарманова. - Челябинск: УралГАФК, 2001. – 87 с.

31. Яковлева, Л. В. Физическое развитие и здоровье детей 3-7 лет: пособие для педагогов дошкольных учреждений. В 3 ч. / Л.В. Яковлева, Р.А. Юдина. - М.: ВЛАДОС. – Ч. 3.

1. Былеева, Л. В. Подвижные игры: учебное пособие для институтов физической культуры /Л. В. Былеева, И. М. Коротков. – 5 –е изд., перераб. и доп. – М.: ФиС, 1988.

2. Вайнбаум, Я. С., Гигиена физического воспитания и спорта: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. /Я. С. Вайнбаум, В. И. Коваль, Т. А. Родионова. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 58 с.

3. Викулов, А. Д. Водные виды спорта: учебник для вузов. – М.: Академия, 2003. – 56 с.

4. Викулов, А. Д. Плавание: учебное пособие для вузов.- М.: ВЛАДОС - Пресс, 2002 – 154 с.

5. Гимнастика / под ред. М. Л. Журавина, Н. К. Меньшикова. – М.: Академия, 2005. – 448 с.

6. Гогунов, Е. Н. Психология физического воспитания и спорта: учебное пособие / Е. Н. Гогунов, Б. И. Мартьянов. – М.: Академия, 2002. – 267 с.

7. Железняк, Ю. Д. Основы научно – методической деятельности в физической культуре и спорте: Учеб. пособие для студ. высш.пед.учеб.заведений /Ю. Д. Железняк, П. К. Петров. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 264 с.

8. Кожухова, Н. Н. Воспитатель по физической культуре в дошкольных учреждениях: учебное пособие / Н. Н. Кожухова, Л. А. Рыжкова, М. М. Самодурова; ред. С. А. Козлова. - М. : Академия, 2002. - 320 с.

9. Коротков, И. М. Подвижные игры: учебное пособие / И. М.Коротков, Л. В. Былеева, Р. В. Климкова. – М.: СпортАкадемПресс, 2002. – 176 с.

10. Лыжный спорт: учеб. пособие / И. М. Бутин. – М.: Академия, 2000.

11. Макарова, Г. А. Спортивная медицина: учебник / Г. А.Макарова. – М.: Советский спорт, 2002. – 564 с.

12. Максименко, А. М. Основы теории и методики физической культуры: учеб. пособие для студ. высш.пед.учеб.заведений /М. А. Максименко. - М., 2001.- 318 с.

13. Научно-методическое обеспечение физического воспитания, спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры: сборник научных трудов / под ред. В. Н. Медведева, А.И. Федорова, С.Б. Шармановой. - Челябинск: УралГАФК, 2001.

14. Педагогическое физкультурно-спортивное совершенствование: учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю. Д. Железняк, В. А. Кашкаров, И. П. Крацевич и др.; /под ред. Ю. Д. Железняка. – М.: Издательский центр «Академия», 2002.

15. Плавание: учебник для студентов высших учеб, заведений / под ред. В. Н. Платонова. - Киев: Олимпийская литература, 2000. – 231 с.

16. Спортивные игры: техника, тактика, методика обучения: учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю. Д. Железняк, Ю. М. Портнов, В. П. Савин, А. В. Лексаков; под ред. Ю.Д.Железняка, Ю. М. Портнова. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 224 с.

17. Холодов, Ж. К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебное пособие / Ж. К. Холодов, В. С. Кузнецов. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Академия, 2001. - 480 с. : ил.

18. Холодов, Ж.К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебное пособие для студ.высш.учеб.заведений. /Ж. К. Холодов, В. С. Кузнецов. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 480 с.

19. Чаленко, И. А. Современные уроки физкультуры в начальной школе: научно-популярная литература / И. А. Чаленко. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 256 с.

20. Шарманова, С. Б. Методические особенности использования общеразвивающих упражнений в физическом воспитании детей младшего дошкольного возраста: учебно-методическое пособие / С. Б. Шарманова. - Челябинск: УралГАФК, 2001. – 87 с.

М. А. Годик

СПОРТИВНАЯ

МЕТРОЛОГИЯ

Допущено Государственным комитетом СССР

по физической культуре и спорту в качестве учебника

для институтов физической культуры

«ФИЗКУЛЬТУРА И СПОРТ»

ББК 75.1

Рецензенты:

доктор биологических наук, профессор А. Н. ЛАПУТИН, доктор педагогических наук, профессор И. П. РАТОВ

Годик М. А.

Г59 Спортивная метрология: Учебник для институтов физ. культ. - М.: Физкультура и спорт, 1988.-

192 с, ил.

В учебнике излагаются метрологические основы комплексного контроля в физическом воспитании и спорте, технология и методика регистрации результатов измерений в тестах, измерения и оценки показателей соревновательной и тренировочной деятельности спортсменов, а также уровня их подготовленности.

Рассматриваются метрологические аспекты отбора, прогнозирования и моделирования в физическом воспитании и. спорте.

Для студентов институтов физической культуры.

© Издательство «Физкультура и спорт», 1988.

ПРЕДИСЛОВИЕ

При написании учебника «Спортивная метрология» автор исходил из того, что тренеры (преподаватели, инструкторы физического воспитания, оргработники) могут эффективно планировать содержание своей деятельности лишь при наличии постоянной информации о спортсмене (физкультурнике, спортивном коллективе и его деятельности). Обработка и анализ этой информации позволяют выбрать основные направления работы, качественно составлять планы и программы подготовки. Поэтому уже в главе 1 это положение раскрывается на конкретном примере взаимосвязи между тренировочными нагрузками и показателями, характеризующими подготовленность спортсменов.

Ключевыми в учебнике являются главы 2, 3 и 4, в которых изложены вопросы точности измерений, требований к тестам, оценке их результатов. Теоретический и особенно практический материал этих глав должен сформировать у студентов следующие основные правила: 1) стремиться к максимально возможной точности измерений, уметь определять величину, тип и причины ошибок, научиться устранять их; 2) из громадного количества тестов использовать только те, что соответствуют метрологическим требованиям.

Студент должен хорошо представлять, что вариативность результатов повторных измерений в любом тесте обусловливается тремя причинами. Первая - систематические и случайные погрешности в работе измерительной аппаратуры. Вторая - погрешности, возникающие вследствие нестандартности процедуры тестирования. И наконец, третья причина - это постоянная изменчивость функциональных систем организма спортсмена как социаль- но-биологического объекта.

Устранение погрешностей, вызванных двумя первыми причинами, обязательно. Третья причина - объективно существующая реальность, которая характеризует стабильность действий и функций спортсмена. Она может свидетельствовать об адаптационных процессах, происходящих в ходе тренировки. Устранить эту причину средствами метрологии невозможно, но знать ее и учитывать при планировании следует обязательно.

Усвоение этого раздела возможно только при наличии хорошего лабораторного практикума, содержание которого формируется на базе материала глав 6 и 7. Кроме практических занятий по спортивной метрологии полезными будут занятия на кафедрах специализации и медико-биологических кафедрах, в ходе которых следует проводить самые разнообразные измерения.

ности оперативного контроля как основы для постоянной коррекции нагрузки тренировочных занятий. При этом основные положения контроля технического и тактического мастерства, физических качеств, нагрузок раскрываются на примерах групп видов спорта (так, как это сделано в главе 9).

В этом учебнике нет раздела «Статистические методы обработки результатов измерений», так как в 1988 г. планируется выпуск специального учебного пособия по статистике в физическом воспитании и спорте.

При изложении ряда разделов курса использовались показатели (тесты, критерии), с содержанием и сущностью которых многие студенты первого курса незнакомы. Это относится прежде всего к биомеханическим, физиологическим, биохимическим тестам. Естественно, что подробная характеристика всем им будет дана при изучении соответствующих дисциплин. Но так как они изучаются после спортивной метрологии, то мы сочли целесообразным кратко, без углубления в специфические особенности, пояснить их суть как критериев комплексного контроля. Такое пояснение дано в справочном материале в конце учебника.

Для сохранения преемственности курса здесь использованы некоторые основные понятия и определения, авторами которых в учебнике «Спортивная метрология» (1982 г.) были проф. В.М.Зациорский и проф. В. Л. Уткин. Сохранена в основном и структура предыдущего учебника, так как оба они отражают содержание одной и той же программы.

Глава1 ВВЕДЕНИЕ В СПОРТИВНУЮ МЕТРОЛОГИЮ

1.1. ПРЕДМЕТ СПОРТИВНОЙ МЕТРОЛОГИИ

Спортивная метрология - это наука об измерениях в физиче-

ском воспитании и спорте. Ее нужно рассматривать как конкретное приложение к о б щ е й м е т р о л о г и и, основной задачей которой, как известно, является обеспечение точности и единства измерений. Однако как учебная дисциплина спортивная метрология выходит за рамки общей метрологии. Связано это со следующими обстоятельствами.

Во-первых, специалисты-метрологи основное внимание сосредоточивают на проблемах единства и точности измерений физи - ч е с к и х величин. К ним относятся: длина, масса, время, температура, сила электрического тока, сила света и количество вещества.

В физическом воспитании и спорте некоторые из этих величин (время, масса, длина, сила) также подлежат измерению. Но более всего специалистов нашей отрасли интересуют педагогические, психологические, социальные, биологические показатели, которые по своему содержанию нельзя назвать физическими. Методикой их измерений общая метрология практически не занимается, и поэтому возникла необходимость разработки специальных измерений, результаты которых всесторонне характеризуют подготовленность физкультурников и спортсменов.

Во-вторых, в учебном плане институтов физической культуры есть разделы из других областей знаний (например, основы математической статистики, инструментальные методы, экспертные оценки). Объем преподавания этих разделов невелик, а по своей сути они весьма близки к вопросам, которыми должны заниматься метрологи в спорте. Вводить эти разделы знаний в качестве специальных предметов в учебный план и создавать соответствующие кафедры нецелесообразно. Поэтому их включили в курс спортивной метрологии.

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

В практике физического воспитания и спорта достаточно широко распространены представления о том, что комплексным может называться такой контроль, в ходе которого используются педагогические, психологические, социологические и другие показатели. Такой подход, как правило, односторонен, так как не позволяет реализовать конечную цель контроля - получить надежную и достоверную информацию для управления процессом физического воспитания и спортивной подготовки. Можно использовать,

например, все существующие методы контроля, оценивая только соревновательную (или только тренировочную) деятельность, и не получить при этом комплексной оценки. Поэтому комплексным можно называть лишь такой контроль, в ходе которого регистрируются различные показатели соревновательной и тренировочной деятельности, а также состояние спортсменов. Только в этом случае возможно сопоставить их значения, установить причинно-след- ственные связи между нагрузками и результатами в соревнованиях и тестах. После такого сопоставления и анализа можно приступить к разработке программ и планов подготовки.

Различают три разновидности комплексного контроля: этапный, текущий и оперативный. Общая схема, иллюстрирующая соотношение между направлениями и разновидностями комплексного контроля, представлена в табл. 1.

1.2. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ПОДГОТОВКИ СПОРТСМЕНОВ

Управление процессом подготовки спортсменов включает в себя пять стадий:

1) сбор информации о спортсмене, а также о среде, в которой он живет, тренируется и соревнуется;

2) анализ полученной информации;

3) принятие решений о стратегии подготовки и составление программ и планов подготовки;

4) реализация программ и планов подготовки;

5) контроль за ходом реализации, внесение необходимых кор рекций в документы планирования и составление новых программ

и планов.

Известно, что цель любого управления-это перевод объекта (системы) из одного состояния в другое. Применительно к подготовке спортсменов этот перевод выражается прежде всего в повышении результата в соревнованиях. На отдельных этапах подготовки могут стоять и более локальные задачи - повышение тех- нико-тактического мастерства, уровня волевых и двигательных качеств. В конечном счете решение каждой из них будет воздействовать на достижение более высоких результатов в соревнованиях.

Перевод объекта из одного состояния в другое осуществляется с помощью воздействий. В подготовке спортсменов к ним следует отнести выполнение различных упражнений, а также использование некоторых других факторов - внешней среды (например, условий среднегорья), специального питания и т. п. Эффективность воздействий, а следовательно, и эффективность управления тренировочным процессом обусловливается тем, насколько реальные изменения подготовленности спортсменов соответствуют запланированным тренером.

Оценить эти изменения можно по многим показателям, но на практике используются наиболее существенные, или и н ф о р м а - тивные.

* Необходимо отметить, что значительную информацию о подготовленности спортсменов специалисты получают в ходе контроля их соревновательной и тренировочной деятельности. Однако условия, в которых проходят соревнования и тренировки, трудно стандартизировать; кроме того, их результаты дают интегральную оценку. Тренеру же часто необходима информация об отдельных сторонах подготовленности, которую можно получить только в специально организованных стандартных условиях.

Сбор информации (первая стадия процесса управления) необходимо рассматривать как наиболее важную стадию управления тренировочным процессом. От достоверности информации зависит содержание принимаемых решений по планированию нагрузок.

Как было показано в разделе 1.1, для содержательного анализа необходима информация о соревновательных и тренировочных нагрузках и состоянии спортсменов. Имея ее, тренер сможет проанализировать исходные данные, расположив фактический мате-

Рис. 1. Динамика объема нагрузки и некоторых физиологических показателей в годичном тренировочном цикле велосипедистов (по В. М, Зациорскому с соавт.)

риал так, как это схематично показано на рис. 1. Из рисунка видно, как разные соотношения нагрузок приводят к изменению состояния спортсменов. Так, например, постоянное возрастание в апреле- августе объема нагрузок, выполняемых с ЧСС 150-180 уд/мин, приводит к увеличению физической работоспособности (тест -PWC 170 ) и анаэробных возможностей (тест ПАНО - порог анаэробного обмена).

При составлении подобных схем самый ответственный момент - выбор конкретных показателей, взаимосвязь динамики которых и послужит основой для управления тренировочным процессом.

Теоретически таких показателей может быть очень много, что хорошо видно из следующего примера. Предположим, что нам необходимо проанализировать информацию о состоянии соревновательной и тренировочной деятельности спринте- ров-легкоатлетов *.

В соревновательном беге спринтеров можно измерять следующие показатели: время реакции; время достижения υ max , ее удержания и снижения, скорость в различных точках дистанции; длину и частоту шагов; колебания общего центра масс и сегментов тела, их скорости и ускорения; время опорной и полетной фаз в различных точках дистанции; вертикальную и горизонтальную силы отталкивания; затраты энергии и т. д.

Тренировочная деятельность спринтеров характеризуется следующими показателями: количеством тренировочных занятий; временем, затраченным на них; частными объемами упражнений раз-

* Этот вид спорта с такой точки зрения один из наиболее простых, Вопервых, большинство показателей в нем можно объективно измерить. Вовторых, их гораздо меньше, чем, например, в играх и единоборствах.

личной направленности (бег на отрезках до 80 м, свыше 80 м, упражнения с отягощениями и т. д.).

Физическое состояние спринтеров, оцениваемое в стандартных условиях, характеризуется:

- уровнем телосложения (длина и масса тела, объем мышеч ной и жировой ткани, длина сегментов тела и т. д.);

- состоянием здоровья (десятки различных медицинских по казателей);

- степенью развития двигательных качеств, измеряемых в стандартных условиях (максимальные аэробные и анаэробные емкость, мощность и эффективность; силовые показатели сгиба телей и разгибателей ног, туловища и т. д.).

Кроме того, необходимо оценивать психические качества спортсменов - это еще десятки показателей.

Таким образом, теоретически можно измерять сотни (1) различных показателей, но на практике это сделать нельзя: во-пер- вых, это будет занимать слишком много времени; во-вторых, потребуется много дорогостоящей аппаратуры и обслуживающего персонала; в-третьих, и это самое главное, многие из показателей недостаточно надежны и информативны. Поэтому основной задачей в такой ситуации является выбор минимального количества показателей, с помощью которых можно получить максимум полезной информации и использовать ее в управлении процессом подготовки спортсменов. О том, как это делается, и будет рассказано в последующих главах учебника.

ОСНОВЫТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерением какой-либо физической величины называется операция, в результате которой определяется, во сколько раз эта величина больше (или меньше) другой величины, принятой за эталон.Так, за эталон длины принят метр, и, проводя измерения в соревнованиях или в тесте, мы узнаем, сколько метров, например, содержится в результате, показанном спортсменом, в прыжке в длину, в толкании ядра и т. д. Точно так же можно измерить время движений, мощность, развиваемую при их выполнении, и т. п.

Но не только такие измерения приходится выполнять в спортивной практике. Очень часто нужно оценить в ы р а з и т е л ь - ность исполнения упражнений в фигурном катании на коньках или художественной гимнастике, с л о ж н о с т ь движений прыгунов в воду, у т о м л е н и е марафонцев, тактическое мастерство футболистов и фехтовальщиков. Здесь узаконенных эталонов нет, но именно эти измерения во многих видах спорта наиболее инфор-

мативны. В этом случае измерением будет называться установление соответствия между изучаемыми явлениями, с одной стороны, и числами- с другой.

Внедрение научно-технического прогресса в физическое воспитание и спорт начинается с комплексного контроля. Информация,

получаемая здесь, служит основой для всех последующих действий тренеров, научных и административных работников. Тысячи тренеров и специалистов, оценивающих какие-то показатели (например, выносливость бегунов-спринтеров или эффективность техники боксеров), должны это делать одинаково. Для этого существуют с т а н д а р т ы на измерения.

Стандарт - это нормативно-технический документ, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации (в данном случае к спортивным измерениям) и утверж-

денный компетентным органом. Использование стандарта повышает точность, экономичность и единство измерений. Для усиления

организационные, правовые, методические и практические основы этой деятельности.

Руководство работой по метрологии и стандартизации осу-

рядок стандартизации и измерительного дела, перспективы их развития, следит за обеспечением единства и правильности любых измерений в стране. Все это делается для того, чтобы ускорить научно-технический прогресс во всех отраслях народного хозяйства, повысить качество продукции, совершенствовать организацию и управление производством.

Руководство стандартизацией в физическом воспитании и спор-

научно-исследовательского института физкультуры (ВНИИФКа). Они устанавливают о т р а с л е в ы е стандарты, обязательные для всех работников физической культуры и спорта.

2.1. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ В СПОРТЕ

Метрологическое обеспечение - это применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и точности измерений в фи-

зическом воспитании и спорте. Научной основой этого обеспечения является м е т р о л о г и я, организационной - метрологическая служба Госкомспорта СССР. Техническая основа включает в себя: 1) систему государственных эталонов; 2) систему разработки и выпуска средств измерений; 3) метрологическую аттестацию и поверку средств и методов измерений; 4) систему стандартных данных о показателях, подлежащих контролю в процессе подготовки спортсменов.

Метрологическое обеспечение направлено на то, чтобы обеспечить е д и н с т в о и т о ч н о с т ь измерений. Единство измерений достигается тем, что их результаты должны быть представлены в узаконенных единицах и с известной вероятностью погрешностей. В настоящее время используется международная

Спортивная метрология - это наука об измерениях в физи­ческом воспитании и спорте. Ее следует рассматривать как кон­кретное приложение к обшей метрологии, как одну из состав­ляющих практической (прикладной) метрологии

Предметом спортивной метрологии являются комплексный контроль в физическом воспитании и спорте и использование его результатов в планировании подготовки спортсменов и физ­культурников.

Основными принято называть единицы, величины которых определяют по специальным образцам - эталонам

Словом «величина» часто пытаются выразить размер дан­ной конкретной физической величины

Все параметры, измеряемые в науке о спорте, подразделя­ются на четыре уровня:

- интегральные , отражающие суммарный (кумулятивный) эф­фект функционального состояния различных систем организ­ма (например, спортивное мастерство);

- комплексные , относящиеся к одной из функциональных систем организма спортсмена (например, физическая подготовленность);

- дифференциальные , характеризующие только одно свойство системы (например, силовые качества);

- единичные , раскрывающие одну величину (значение) от­дельного свойства системы (максимальная сила мышц).

Измерением называют совокупность операций, выполняемых с помощью технических средств, хранящих единицу величины и позволяющих сопоставить с нею измеряемую величину.

Широкое распространение получило определение: «Изме­рение - познавательный процесс, заключающийся в сравне­нии путем физического эксперимента данной величины с из­вестной величиной, принятой за единицу сравнения».

В стандарте дано определение более лаконичное, но содер­жащее ту же мысль: «Измерение - нахождение значения фи­зической величины опытным путем с помощью специальных технических средств».

Измерения, основанные на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса), назы­ваются органолептическими .

Измерения, выполняемые с помощью специальных техни­ческих средств, называются инструментальными . Среди них могут быть автоматизированные и автоматические.

По способу получения числового значения измеряемой ве­личины все измерения делят на четыре основных вида: пря­мые, косвенные, совокупные и совместные .

Прямые измерения - это измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственным сравнением физической величины с ее мерой. Например, при определе­нии длины предмета линейкой происходит сравнение иско­мой величины (количественного выражения значения длины) с мерой, т.е. линейкой. К прямым измерениям можно отнести и измерение температуры термометром, электрического напряжения - вольтметром и т.д. Прямые измерения - основа более сложных видов измерений.

Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что искомое значение величины устанавливают по результатам прямых изме­рений таких величин, которые связаны с искомой определен­ной зависимостью. Так, используя известную функциональную взаимосвязь, можно рассчитать электрическое сопротивление по результатам измерений падения напряжения и силы тока. Значе­ния некоторых величин легче и проще находить путем косвен­ных измерений, так как прямые измерения иногда практически невозможно осуществить. Например, плотность твердого тела обычно определяют по результатам измерений объема и массы.

Совокупными измерениями называют такие, в которых зна­чения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Результаты со­вокупных измерений находят путем решения системы урав­нений, составляемых по результатам нескольких прямых из­мерений.

Совместные измерения - это одновременные измерения (пря­мые или косвенные) двух или более неоднородных физиче­ских величин для определения функциональной зависимости между ними. Например, определение зависимости длины тела от температуры.

По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений различают статистические, динамические и ста­тические измерения .

Статистические измерения связаны с определением харак­теристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т.д.

Динамические измерения связаны с такими величинами, ко­торые в процессе измерений претерпевают те или иные изме­нения. Например, усилия, развиваемые спортсменом в опор­ный период при прыжках в длину с разбега.

Статические измерения имеют место тогда, когда измеряе­мая величина практически постоянна (длина прыжка в длину, дальность полета снаряда, вес ядра и т.д.).

По количеству измерительной информации измерения бы­вают однократные и многократные .

Однократные измерения - это одно измерение одной вели­чины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин. Так как однократные измерения всегда сопряжены с погреш­ностями, следует проводить не менее трех однократных изме­рений и конечный результат находить как среднее арифмети­ческое значение.

Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше трех. Преимуще­ство многократных измерений - в значительном снижении вли­яний случайных факторов на погрешность измерения.

По отношению к основным единицам измерения делят на абсолютные и относительные . Абсолютными измерениями называют такие, при которых используются прямое измере­ние одной (иногда нескольких) основной величины и физиче­ская константа. Так, в известной формуле Эйнштейна Е=м*с масса (м) - основная физическая величина, которая может быть измерена прямым путем (взвешиванием), а скорость света (с) - физическая константа.

Относительные измерения базируются на установлении от­ношения измеряемой величины к однородной, применяемой в качестве единицы. Понятно, что искомое значение зависит от используемой единицы измерения.

В метрологической практике основой для измерения физи­ческой величины служит шкала измерений - упорядоченная совокупность значений физической величины

Таблица 5. Характеристики и примеры шкал измерений

Шкала		Характеристики	Математические методы	Примеры
Наиме­нований		Объекты сгруппированы, а группы обозначены номерами. То, что номер одной группы больше или меньше другой, еще ничего не говорит об их свойствах, за исключением того, что они различаются	Число случаев. Мода. Тетрахорические и полихорические коэффициенты корреляции	Номер спортсме­на, амплуа и т. д.
Поряд­ка		Числа, присвоенные объектам, отражают количество свойства, принадлежащего им. Возможно установление соотношения «больше» или «меньше»	Медиана. Ранговая корре­ляция. Ранговые критерии. Проверка гипотез не параметриче­ской статистикой	Результаты ранжиро­вания спортсме­нов в тесте
Интер­валов		Существует единица измерений, при помощи которой объекты можно не только упорядочить, но и приписать им числа так, чтобы равные разности отражали разные различия в количест­ве измеряемого свойства. Нулевая точка произвольна и не указывает на отсутствие свойства	Все методы ста­тистики, кроме определения отношений	Темпера­тура тела, суставные углы и т.д.
Отноше-	Числа, присвоенные предметам, обладают всеми свойствами ин- тервальной шкалы. На шкале существует абсолютный нуль, который указывает на полное отсутствие данного свойства у объекта. Отношение чисел, при- своенных объектам после изме- рений, отражает количествен- ные отношения измеряемого свойства		Все методы статистики	Длина и масса тела, сила движений, ускорение и т. п.

При подготовке и прове­дении высокоточных измерений в метрологической практике учитывается влияние:

Объекта измерения;

Субъекта (эксперта, или экспериментатора);

Способа измерения;

Средства измерения;

Условий измерения.

Предметами спортивной метрологии как части общей мет­рологии являются измерения и контроль в спорте. И термин «измерение» в спортивной метрологии трактуется в самом широком смысле и понимается как установление соответствия между изучаемыми явлениями и числами

Основными измеряемыми и контролируемыми параметра­ми в спортивной медицине, тренировочном процессе и в на­учных исследованиях по спорту являются физиологические («внутренние»), физические («внешние») и психологические параметры тренировочной нагрузки и восстановления; пара­метры качеств силы, быстроты, выносливости, гибкости и ловкости; функциональные параметры сердечно-сосудистой и дыхательной систем; биомеханические параметры спортивной техники; линейные и дуговые параметры размеров тела.

Как и всякая живая система, спортсмен является сложным, нетривиальным объектом измерения. От привычных, класси­ческих, объектов измерения спортсмен имеет ряд отличий: изменчивость, многомерность, квалитативность, адаптивность и подвижность.

Изменчивость - непостоянство переменных величин, характе­ризующих состояние спортсмена и его деятельность. Непрерывно изменяются все показатели спортсмена: физиологические (потреб­ление кислорода, частота пульса и др.), морфоанатомические (рост, масса, пропорции тела и т.п.), биомеханические (кине­матические, динамические и энергетические характеристики движений), психофизиологические и т.д. Изменчивость делает необходимыми многократные измерения и обработку их резуль­татов методами математической статистики,

Многомерность - большое число переменных, которые нуж­но одновременно измерять, для того чтобы точно охарактеризовать состояние и деятельность спортсмена. Наряду с «выход­ными переменными», характеризующими спортсмена, следу­ет контролировать и «входные переменные», характеризую­щие влияние внешней среды на спортсмена. Роль входных переменных могут играть интенсивность физических и эмоцио­нальных нагрузок, концентрация кислорода во вдыхаемом воздухе, температура окружающей среды и т.д. Стремление снизить число измеряемых переменных - характерная особен­ность спортивной метрологии. Оно обусловлено не только орга­низационными трудностями, возникающими при попытках одновременно зарегистрировать много переменных, но и тем, что с ростом числа переменных резко возрастает трудоемкость их анализа.

Квалитативность - качественный характер, т.е. отсутствие точной количественной меры. Физи­ческие качества спортсмена, свойства личности и коллектива, качество инвентаря и многие другие факторы спортивного ре­зультата еще не поддаются точному измерению, но тем не ме­нее должны быть оценены как можно точнее. Без такой оценки затруднен дальнейший прогресс как в спорте высших достиже­ний, так и в массовой физкультуре, остро нуждающейся в конт­роле за состоянием здоровья и нагрузками занимающихся.

Адаптивность - свойство человека приспосабливаться (адап­тироваться) к окружающим условиям. Адаптивность лежит в основе обучаемости и дает спортсмену возможность осваивать новые элементы движений и выполнять их в обычных и в ус­ложненных условиях (на жаре и холоде, при эмоциональном напряжении, утомлении, гипоксии и т.д.). Но одновременно адап­тивность усложняет задачу спортивных измерений. При много­кратных исследованиях спортсмен привыкает к процедуре ис­следования («учится быть исследуемым») и по мере такого обучения начинает показывать иные результаты, хотя его функ­циональное состояние при этом может оставаться неизменным.

Подвижность - особенность спортсмена, основанная на том, что в подавляющем большинстве видов спорта деятельность спортсмена связана с непрерывными перемещениями. По срав­нению с исследованиями, проводимыми с неподвижным че­ловеком, измерения в условиях спортивной деятельности со­провождаются дополнительными искажениями регистрируемых кривых и ошибками в измерениях.

Тестирование - косвенное измерение

Тестированием заменяют измерение всякий раз, когда изу­чаемый объект недоступен прямому измерению. Например, практически невозможно точно определить производительность сердца спортсмена во время напряженной мышечной работы. Поэтому применяют косвенное измерение: измеряют частоту сердечных сокращений и другие кардиологические показате­ли, характеризующие сердечную производительность. Тесты используют и в тех случаях, когда изучаемое явление не впол­не конкретно.

Тестом (от англ. test - проба, испытание) в спортивной практике называется измерение или испытание, проводимое с целью определения состояния или способностей человека.

Различных измерений и испытаний может быть произведе­но очень много, но не всякие измерения могут быть использо­ваны как тесты. Тестом в спортивной практике может быть названо только то измерение или испытание, которое отвеча­ет следующим метрологическим требованиям :

Должна быть определена цель применения теста; стандарт­ность (методика, процедура и условия тестирования должны быть одинаковыми во всех случаях применения теста);

Следует определить надежность и информативность теста;

Для теста необходима система оценок;

Следует указать вид контроля (оперативный, текущий или этапный).

Надежностью тестов называется степень совпадения резуль­татов при повторном тестировании одних и тех же людей в оди­наковых условиях. Вполне понятно, что полное совпадение ре­зультатов при повторных измерениях практически невозможно.

Согласованность теста характеризуется независимостью ре­зультатов тестирования от личных качеств лица, проводящего или оценивающего тест. Если результаты спортсменов в тесте, который проводят разные специалисты (эксперты, судьи), совпадают, то это свидетельствует о высокой степени согласо­ванности теста. Это свойство зависит от совпадения методик тестирования у разных специалистов.

Информативность теста - это степень точности, с кото­рой он измеряет свойство (качество, способность, характери­стику и т.п.), для оценки которого используется. В литературе до 1980 г. вместо термина «информативность» применялся адек­ватный ему термин «валидность».

Оценка - унифицированный измеритель

спортивных результатов и тестов

Оценкой (или педагогической оценкой) называется унифициро­ванная мера успеха в каком-либо задании, в частном случае - в тесте.

Процесс определения (выведения, расчета) оценок назы­вается оцениванием. Он состоит из следующих стадий:

1) подбирается шкала, с помощью которой возможен пе­ревод результатов теста в оценки;

2) в соответствии с выбранной шкалой результаты теста преобразовываются в очки (баллы);

3) полученные очки сравниваются с нормами и выводится ито­говая оценка. Она и характеризует уровень подготовленности спорт­смена относительно других членов группы (команды, коллектива).

четыре типа таких шкал, встречающихся в спорте и физическом воспитании.

Первая - пропорциональная шкала (А). При ее использовании равные приросты результатов в тесте поощряются равными приростами в баллах. Так, в этой шкале, как это видно из рис. 7, уменьшение времени бега на 0,1 с оценивается в 20 очков. Их получит спортсмен, пробежавший 100 м за 12,8 с, и пробежавший эту же дистанцию за 12,7 с, и спортсмен, улучшивший свой результат с 12,1 до 12 с. Пропорциональные шкалы приняты в современном пятиборье, конькобежном спорте, гонках на лыжах, лыжном двоеборье, биатлоне и других видах спорта.

Второй тип - прогрессирующая шкала (Б). Здесь, как это видно из рисунка, равные приросты результатов оцениваются по-разному. Чем выше абсолютные приросты, тем больше приставка в оценке. Так, за улучшение результата в беге на 100 м с 12,8 до 12,7 с дается 20 очков, с 12,7 до 12,6 с - 30 очков. Прогрессирующие шкалы применяются в плавании, отдельных видах легкой атлетики, тяжелой атлетике.

Третий тип - регрессирующая шкала (В). В этой шкале, как и предыдущей, равные приросты результатов в тестах также уцениваются по-разному, но чем выше абсолютные прирост, тем меньше прибавка в оценке. Так, за улучшение результата беге на 100 м с 12,8 до 12,7 с дается 20 очков, с 12,7 до 12,6 с - 18 очков... с 12,1 до 12,0 с - 4 очка. Шкалы такого типа приняты в некоторых видах легкоатлетических прыжков и метаний.

Четвертый тип - ситовидная (или S -образная) шкала (Г). Видно, что здесь выше всего оцениваются приросты в средней зоне, а улучшение очень низких или очень высоких результатов поощряется слабо. Так, за улучшение результата с 12,8 до 12,7с и с 12,1 до 12,0 с начисляется по 10 очков, а с 12,5 до 12,4 с - 30 очков. В спорте такие шкалы не используются, но они применяются при оценке физической подготовленности. Например, так выглядит шкала стандартов физической подготовленности населения США.

Нормы - основы сравнения результатов

Нормой в спортивной метрологии называется граничная ве­личина результата теста, на основе которой производится клас­сификация спортсменов

Пригодность норм. Нормы составляются для определенной группы людей и пригодны только для этой группы

Другая характеристика норм - репрезентативность. Она от­ражает их пригодность для оценки всех людей из генеральной совокупности (например, для оценки физического состояния всех первоклассников города Москвы). Репрезентативными мо­гут быть только нормы, полученные на типичном материале.

Третья характеристика норм - их современность. Известно, что результаты в соревновательных упражнениях и тестах по­стоянно растут и пользоваться нормами, разработанными дав­но, не рекомендуется. Некоторые нормы, установленные мно­го лет назад, воспринимаются сейчас как наивные, хотя в свое время они отражали действительную ситуацию, характе­ризующую средний уровень физического состояния человека.

Качество - это обобщенное понятие, которое может отно­ситься к продукции, услугам, процессам, труду и любой дру­гой деятельности, включая физическую культуру и спорт.

Качественными называются показатели, не имеющие опре­деленных единиц измерения. Таких показателей в физическом воспитании, и особенно в спорте, много: артистичность, вы­разительность в гимнастике, фигурном катании на коньках, прыжках в воду; зрелищность в спортивных играх и единобор­ствах и т. д. Для количественной оценки таких показателей ис­пользуются методы квалиметрии.

Квалиметрия - это раздел метрологии, изучающий вопро­сы измерения и количественной оценки качественных пока­зателей

Погрешностью называют отклонение результата измерений от действительного (истинного) значения измеряемой вели­чины

По причинам возникновения погрешности разделяют на инст­рументальные, методические и субъективные. Инструментальная (аппаратурная) погрешность - погрешность средства измерения (составляющая погрешности средства из­мерения), вызываемая несовершенством средства измерения, его конструктивно-технологическими особенностями, неиде­альной реализацией принципа действия и влиянием внешних условий. К инструментальным погрешностям обычно относят также помехи на входе средств измерения, вызываемые его подключением к объекту. Инструментальная погрешность яв­ляется одной из наиболее ощутимых составляющих погрешно­сти измерений. Методическая погрешность - составляющая погрешности из­мерений, обусловленная несовершенством примененного ме­тода измерений и упрощений при построении конструкции средства измерений, в том числе математических зависимо­стей. Иногда средства измерений влияют на измеряемый объект. Например, маска для забора выдыхаемого воздуха затрудняет дыхание, и спортсмен может демонстрировать заниженную ра­ботоспособность по сравнению с той, какую бы он мог де­монстрировать без маски. В большинстве случаев эти погреш­ности «действуют» регулярно, т.е. относятся к систематическим. Субъективная (личная) погрешность возникает вследствие индивидуальных особенностей (степени внимательности, со­средоточенности, подготовленности) операторов, произво­дящих измерения. Эти погрешности практически отсутствуют при использовании автоматических или автоматизированных средств измерений. В большинстве случаев субъективные по­грешности относятся к случайным, но некоторые могут быть и систематическими. Действительной относительной погрешностью называется от­ношение абсолютной погрешности к истинному значению из­меряемой величины: Приведенная относительная погрешность - это отношение абсолютной погрешности к максимально возможному значе­нию измеряемой величины:

Первичный эталон - это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть наци­ональным (государственным) и международным. Эталон, обес­печивающий воспроизведение единицы в особых условиях и заменяющий в этих условиях первичный эталон, называется специальным. Официально утвержденные в качестве исходных для страны первичный или специальный эталоны называются государственными. Национальный эталон утверждается в качестве исходного средства измерения для страны национальным органом по метрологии. В России национальные (государственные) эталоны утверждает Госстандарт РФ.

Мерой называется средство измерения, предназначенное для воспроизведения физических величин заданного размера. К дан­ному виду средств измерений относятся гири, концевые меры длины и т.п. На практике используют однозначные и много­значные меры, а также наборы и магазины мер.

Измерительные приборы - это средства измерений, которые позволяют получать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем. Они представляют собой совокупность преобразовательных элементов, образующих измерительную цепь, и отсчетного устройства.

Похожие статьи