Как измерить величину секундомер

Секундомер. Виды и работа. Применение и особенности

Секундомер – это точный прибор, который применяется для измерения интервала времени с погрешностью в доли секунды. Он имеет широкое применение в различных сферах. По принципу действия данное оборудования похожее на часы, но является более узкоспециализированным, поскольку не показывает текущее время, а только засекает период с точки отсчета и до момента остановки.

Где используется секундомер:

• Спорте.
• Кулинарии.
• Лабораторных исследованиях.
• Военном деле.
• Конкурсах на время.

С помощью секундомера можно измерить, сколько времени затрачивается на выполнение определенной операции с момента ее начала и до окончания. Чтобы это сделать, достаточно нажать кнопку на устройстве при старте и остановить отсчет при окончании. В результате прибор покажет сколько времени было затрачено. Особенно часто прибор используется в спорте и при проведении конкурсов, когда результаты соревнований определяются по времени. В первую очередь это автогонки, бег, плавание, бобслей и прочие виды состязаний.

В военном деле с помощью секундомера замеряется скорость сборки и раскладывания огнестрельного оружия, продолжительность полета снарядов, или длительность выполнения норматива и т.д. Наличие секундомера будет уместным не только для профессиональных спортсменов и военных, но и в бытовой жизни. Его наличие позволяет засечь время выпекания печенья или пирогов, если в духовке нет функции таймера с автоматическим отключением нагрева. Также с помощью секундомера удобно выполнять зарядку или силовые тренировки. Можно осуществлять упражнения на время, после чего делать перерыв, разделяя подходы на сеты.

Хотя довольно часто секундомеры встроены в обычные наручные часы, но подобное оборудование является не столь удобным. В часах нет комфортной кнопки для быстрой остановки отсчета при окончании измеряемого периода. Высокая точность бывает очень важной, особенно в автогонках, где зачастую победителя определяют доли секунды.

Виды секундомеров

Секундомер является старинным точным оборудованием, которое начало применяться с конца 17 века. Задолго до него продолжительность определенных операций осуществлялось с помощью песочных часов. Подобные примитивные установки не давали точного понимания о том, сколько времени было затрачено, поэтому для решения данного вопроса ученые пытались создать механическое устройство, которое не имело бы подобных недостатков. Постепенно это действительно удалось. На данный момент существует две разновидности секундомеров – механические и электронные.

Механический секундомер

Стал первым точным оборудованием для измерения промежутка времени. Даже в самом лучшем исполнении они обладают точностью в одну десятую секунды. В большинстве случаев этого более чем достаточно. Использование такого оборудования не требует особых навыков.

Простейшие устройства не имеют источника питания, поэтому для обеспечения движения стрелки необходимо предварительно завести пружину, которая обеспечивает движения механизма. Для этого в устройстве предусматривается одна кнопка, которая проворачивается за часовой стрелкой от себя. Когда механизм заведен, прибор может применяться для измерений. Чтобы начать отсчет необходимо нажать на эту же кнопку. В результате стрелка начнет вращаться. Каждый ее оборот по оси будет равен 1 минуте. При необходимости остановить время нужно нажать на эту же кнопку. Это отсоединит стрелку от механизма вращения. Далее оператор сможет определить, сколько времени было затрачено. Чтобы обнулить данные необходимо нажать на эту же кнопку третий раз.

Существуют также более сложные варианты, которые появились уже в середине 20 века. Они имеют три кнопки. Первая обеспечивает старт отсчета, вторая остановку, а третья обеспечивает обнуление. Дорогие механические устройства позволяют обеспечивать фиксацию на нескольких показателях. Иногда такие приборы имеют 2-3 циферблата со стрелками. При нажатии на одну кнопку начинается отсчет на каждом из них. Кнопка остановки при нажатии сначала прекращает вращение стрелки на одном циферблате, при повторном нажатии – на втором, и так далее.

Фактически один циферблат соответствует одному спортсмену. В результате можно точно зафиксировать время каждого из них, если количество участников соответствует числу таких циферблатов. Подобная конструкция дорогостоящая в изготовлении, поэтому от таких секундомеров отказались, как только появились электронные модели. Такие приборы больше напоминали настольные часы.

Применение механического секундомера имеет и недостаток. Зачастую он оснащается двумя циферблатами. Большой указывает на продолжительность в минутах, а маленький на секунды. После окончания 1 часа с момента начала измерения данные обнуляются. Если не следить за временем, то спустя полтора часа посмотрев на циферблат можно подумать, что прошло всего 30 минут. Механические модели разделяются по классу точности. Они бывают первого, второго и третьего класса. Первый класс является самым точным. Стоит учитывать, что механизм устройства механического типа постепенно изнашивается, поэтому с годами его точность нарушается.

Электронный секундомер

Является более совершенным устройством. Точность его измерение в 10 раз выше, чем у механических. Именно такое оборудование применяется в лабораториях, а также на ответственных спортивных состязаниях, где проводится фиксирование рекордов. Подобные приборы обладают памятью. Они могут сохранять множественные нажатия кнопки фиксации, и получаемые в результате показатели будут соответствовать спортсменам, которые прибыли первыми, вторым, третьим и так далее. Электронные секундомеры не имеют стрелки, а все показатели выводятся на экран. Они работают от обычной батарейки, иногда встречаются модели с аккумулятором, который нужно заряжать, так же как и мобильные телефоны.

Стоит отметить, что в электронном исполнении секундомер не всегда является ручным устройством. Бывают секундомеры в стационарном варианте оснащенные лазером. Такое устройство останавливает отчет при прохождении объекта по траектории свечения его лазера. Это обеспечивает более точную остановку времени, чем в тех случаях, когда происходит нажатие кнопки оператором. Это позволяет исключить человеческий фактор, поскольку у каждого скорость реакции отличается. Таким образом, при ручной остановке теряются доли секунды.

Электронные виды секундомеров часто делают водонепроницаемыми. Подобные устройства являются весьма востребованными при занятии подводными видами спорта, когда необходимо контролировать продолжительность задержки дыхания. Ими пользуются фридайверы, подводные охотники и пловцы.

Способы ношения

Секундомеры, предназначенные для ручного использования выпускаются в двух вариациях. Они бывают наручными и на шнурке. Наручные устройства выполнены в виде часов с ремешком, которые фиксируются на кисте. Также существует тренерский вариант, когда секундомер оснащается шнурком для подвешивания на шею. Использование такой модели неудобно, если измерения проводятся тем же человеком, который и проводит выполнение каких-либо действий на время. Если осуществлять бег, то устройство постоянно бьется о грудь, а удерживать его в руке не всегда удобно, особенно если при езде на лыжах.

Другие устройства с функцией секундомеров

Секундомер больше относится к профессиональному оборудованию, которое хоть и стоит недорого, но не всегда его покупка является целесообразной. К счастью, существуют другие устройства, которые обладают функцией секундомера. Это позволяет проводить также точное измерение времени, хотя и с меньшим удобством. Если прибор эксплуатируется нечасто, то вполне можно обойтись и таким упрощенным вариантом.

В первую очередь секундомеры могут заменить обычные наручные часы, поскольку они практически всегда оснащаются такой функцией. Для этого нужно перейти в специальное меню, предварительно нажав кнопку вызова даты. Функция секундомера присутствует не только в электронных, но и многих механических часах. Для этого у них предусмотрен маленький циферблат со стрелкой, который начинает вести отсчет при переключении на него. Стоит отметить, что он очень маленький, поэтому если зрение плохое, то с предельной точностью определить, на какую именно цифру указывает стрелка после остановки довольно сложно.

Также функция отсчета имеется в любом мобильном телефоне. Она есть не только в современных смартфонах, но и старых кнопочных телефонах, возраст которых превышает 10 и более лет. Стоит отметить, что их точность на порядок выше даже чем у специализированного механического секундомера низкого ценового сегмента. Использование телефонов для измерения времени не всегда удобно, поскольку если экран погаснет и заблокируется, то чтобы остановить отчет потребуется предварительно его разблокировать. Если такое случиться, то достигнув финиша, проконтролировать свое время сразу же не удастся, поскольку уйдет как минимум пару секунд на вход в меню секундомера.

Также функция секундомера имеется в декомпрессиметре. Данное оборудование также называют подводным компьютером дайвера. Такой прибор имеет расширенные функции. Во-первых, он водонепроницаемый, а кроме этого сам начинает высчитывать время без необходимости нажатия на кнопку. Принцип его работы заключается в том, что специальные датчики при погружении под воду ощущая давление начинают отчет. Прибор действует не только как секундомер, но и как таймер. По достижении определенного времени, которое задано заранее, производится звуковой или вибросигнал, сообщающий о необходимости всплытия. После этого ныряльщик поднимается на поверхность. Как только давление уходит, декомпрессиметр начинает новый отсчет, замеряя продолжительность нахождения на поверхности. Наличие подобного оборудования позволяет оптимизировать очередность погружений и отдыха.

Источник

Секундомеры

Секундомер типа СМ-60

Секундомеры типа СМ-60 — однострелочный 60-секундный простого действия III класса точности, на 11 рубиновых камнях, с сексагозимальной шкалой. Имеет боковой счётчик ёмкостью 30 минут. Диаметр механизма 43 мм, продолжительность действия от одного полного завода пружины не менее 12 часов. Может использоваться при простейшем, не требующем высокой точности, хронометраже.

Секундомер типа 1-СО

Секундомеры типа 1-СО — однострелочный -30-секундный секундомер суммирующего действия III класса точности, на 15 рубиновых камнях, с сексагезимальной шкалой. Имеет центральный счётчик ёмкостью 30 минут. Стрелки управляются нажатием на заводную головку и кнопку управления. Диаметр механизма 54 мм; продолжительность действия не менее 6 часов. Надёжен в действии, по точности превышает требования, предъявляемые к секундомерам III класса. Может использоваться при официальном хронометраже.

Секундомеры типа 51-СД — двухстрелочный 30-секундный секундомер суммирующего действия 1 класса точности, на 22 рубиновых камнях, с сексагезимальной шкалой. Имеет центральный счётчик ёмкостью 30 минут. Стрелки управляются нажатием на заводную головку и кнопку управления. Диаметр механизма 54 мм; продолжительность действия не менее 6 часов. 0бладает высокой степенью точности. Может применяться при сложном и ответственном хронометраже, требующем высокой степени точности.

Хроноскоп типа ХР-6

Xроноскоп ХР-б — однострелочный 6-секундный хроноскоп простого действия, на 11 рубиновых камнях. Выпускался на базе секундомера СМ-60.

Хроноскоп 2 ХР-1 — однострелочный хроноскоп суммирующего действия, на 17рубиновых камнях, с ценой наименьшего деления 0,01 секунд. Имеет центральный счётчик ёмкостью 60 секунд. Стрелки управляются нажатием на заводную головку. Диаметр механизма 54 мм; продолжительность действия не менее 10 минут. Применяется при измерении весьма коротких промежутков времени с точностью до сотых долей секунды.

Требования к качеству. Секундомеры должны действовать в любом положении при температуре внешней среды от +40 до —30°. Крепление механизма в корпусе должно быть прочным. Пружина должна заводиться плавно. Показания минутной и секундной стрелок должны быть строго согласованы. На циферблате секундомера наносилась марка завода-изготовителя. На платине механизма наносились: порядковый номер секундомера, дата изготовления (год и квартал), количество камней в механизме и вместе с паспортом и инструкцией к пользованию. Футляры с секондомерами по 10 штук укладывались в картонные коробки.

Хранить секундомеры следовало в сухом и отапливаемом помещении с температурой от 10 до 35° и относительной влажностью не более 80%. Не допускалось хранение секундомеров в одном помещении с веществами, могущими вызвать коррозию.

Источник

. для школьных учителей .
Как теперь смотреь флэш-файлы!

Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений. 7 класс

При изучений физических явлений проводят различные измерения.
Физики измеряют физические величины.

При изучении падение тела, надо измерить высоту, с которой падает тело, массу тела, его скорость и время падения.
Чтобы узнать, например, зависит ли объем воды или другой жидкости от ее температуры и как зависит, нужно, нагревая воду, измерять и объем, и температуру.
Объем и температура, время и длина, площадь, скорость, масса, сила — это физические величины.

1. Что значит измерить?

Измерить какую-либо физическую величину — это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу этой величины.

Измерить длину стола — значит сравнить ее с другой длиной, которая принята за единицу длины, например с метром.
В результате измерения величины получаем ее числовое значение, выраженное в принятых единицах.

2. Какие бывают единицы имерения?

Для каждой физической величины приняты свои единицы измерения.

Очень удобно пользоваться одинаковыми единицами физических величин во всех странах мира.
Поэтому с 1963 г. применяется Международная система единиц — СИ (система интернациональная).

единица длины — 1 метр (1м),
единица времени — 1 секунда (1с),
единица массы — 1 килограмм (1 кг).

Кроме того, используются кратные единицы (кратные основной единице), которые в 10, 100, 1000 и т. д. раз больше.
Эти единицы получили наименования с приставками, взятыми из греческого языка.
«Дека» — 10, «гекто» — 100, «кило» — 1000 и др.

Используются и дольные единицы, которые в 10, 100, 1000 и т. д. раз меньше принятых единиц величин.
В них применяют приставки, также взятые из латинского языка. «Деци» — 0,1, «санти» — 0,01, «милли» — 0,001 и др.

Некоторые приставки к названиям единиц:

г — гекто (100 или 10 2 )
к — кило (1000 или 10 3 )
М — мега (1 000 000 или 10 6 )

д — деци (0,1 или 10 -1 )
с — санти (0,01 или 10 -2 )
м — милли (0,001 или 10 -3 )

Длина столовой ложки 20 см.
Ее длина в метрах (м):
20 см = 0,20 м или 2 • 10 -1 м.

3. Что такое измерителный прибор?

Для измерения физических величин нужны измерителные приборы.

Есть измерителные приборы для простых измерений. Например, измерительная линейка, рулетка, мензурка, применяемая для измерения объема жидкости.
Есть сложные измерительные приборы: секундомеры, термометры и другие.
По мере развития физики и техники приборы усложнялись и появились, например, приборы, при помощи которых изучают строение вещества.

У измерительных приборов есть измерительная шкала, на которой штрихами нанесены деления и написаны значения величин.

Между двумя большими штрихами могут быть дополнительно нанесены несколько делений, не обозначенных числами.

Значение измеряемой величины между ближайшими штрихами называется ценой деления прибора.

Например, у обычной школьной линейки расстояние между двумя ближайшими штрихами составляет 1 мм, это цена деления линейки.

4. Как определить цену деления измерительной шкалы прибора?

Прежде чем использовать измерительный прибор, надо определить цену деления этого прибора.
Надо установить, какому значению величины соответствует каждое самое малое деление.

Для того чтобы определить цену деления, необходимо:
— найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;
— вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.

5. Примеры определения цены деления

а) Определение цены деления секундомера.
Используем любые два штриха, около которых нанесены значения измеряемой величины (времени), например штрихи с обозначениями 5 и 10 с.
Расстояние между этими штрихами разделено на 10 делений. Значит, цена каждого деления равна:

Секундомер показывает 22 с.

б) Определение цены деления термометра.
Возьмем, например, ближайшие друг к другу штрихи с обозначениями 10 °С и 20 °С. Расстояния между ними разделены на 10 делений. Следовательно,
цена каждого деления будет равна: 20 °С — 10 °С = 10 °С, далее 10 °С : 10 = 1 °С.
Термометр показывает 24 °С.

6. Что такое точность и погрешность измерений?

Любое измерение может быть выполнено с большей или меньшей точностью.
В физике допускаемую при измерении неточность называют погрешностью измерения.
Погрешность измерения не может быть больше цены деления измерительного прибора.

Из этого примера видно, что точность измерений зависит от цены деления шкалы прибора.
Чем меньше цена деления, тем больше точность измерения.
При измерении принято считать, что: погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора.

При записи величин, с учетом погрешности, пользуются формулой:

где А — измеряемая величина,
а — результат измерений,
дельта а — погрешность измерений (треуголник — греч. буква «дельта»).

Если длина книги 20 см, а цена деления линейки 1 мм, то погрешность измерения будет равна 0,5 мм, или 0,05 см.
Следовательно, длину книги можно записать так:
L = (20 ±0,05) см,
где L — длина книги.
Истинное значение длины книги находится в интервале от 19,95 см до 20,05 см.

Главное:

Измерить какую-либо величину — это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу этой величины.
Основные единицы системы СИ: метр, килограмм, секунда.
Для того чтобы определить цену деления, необходимо:
— найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины;
— вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.

Источник