Dynamometry jsou kontrolní a měřicí přístroje, které jsou určeny k měření tahové nebo tlakové síly (v newtonech) nebo točivého momentu (v kilogramech). Dynamometry se velmi liší funkčností, typem konstrukce pohonné jednotky a určením, které určuje rozsah měření síly od několika setin newtonů až po několik desítek tisíc kilonewtonů. Například můžeme uvést kompresní dynamometr DATs-S, tahový dynamometr DATs-R a univerzální dynamometr DATs-U.
Jak vznikly dynamometry?
Stojí za zmínku, že prvním nástrojem používaným k měření síly byla váha. První obraz takových měřítek se objevil v roce 1726. V roce 1830 Richard Salter (Salter) vynalezl a vyrobil vážicí zařízení, které využívalo pružinu k měření síly, natahující se působením zátěže na určitou vzdálenost odpovídající hmotnosti zátěže. O něco dříve byl podle Rainierových výpočtů vynalezen dynamometr s číselníkem, využívající prstencově tvarovanou uzavřenou pružinu. Později se objevil tlak Gasparda de Pronyho a také dynamometry navržené Brownem, Thomsonem, Mezhim a Gefner-Altenkem. Tato zařízení tvořila základ moderních dynamometrů.
Dynamometr se ve své klasické podobě skládá z napájecího zařízení a čtecího zařízení. Naměřená síla během procesu měření vytváří deformaci v napájecím vedení, která je sdělena analogovému nebo digitálnímu čtecímu zařízení prostřednictvím mechanického přenosu nebo elektrického signálu.
V závislosti na typu silového zařízení, jakož i na principu činnosti se rozlišují mechanické dynamometry, které se dělí na pákové a pružinové, hydraulické a elektronické. Navíc lze v jednom dynamometru použít dva typy (princip) výkonových zařízení. Tak:
– Mechanický dynamometr – jak je uvedeno výše, mechanické dynamometry se dělí na pružinové a pákové. Pružinový dynamometr funguje tak, že přenáší sílu na pružinu, která se v závislosti na směru působení a účelu zařízení buď stlačí, nebo natáhne. V tomto případě je velikost pružné deformace pružiny přísně úměrná síle nárazu. Pákový dynamometr pracuje tak, že deformuje páku působením síly a zaznamenává se velikost deformace. Zařízení tohoto typu nejsou příliš přesná a jejich údaje jsou velmi závislé na okolní teplotě. Nejjednodušší tahový dynamometr pružinového typu je konstrukce typu „ocelové“ a pákový typ je motoristům známý momentový klíč. Skutečné mechanické dynamometry jsou přirozeně mnohem složitější a většinou mají přesnější číselník.
– Hydraulický dynamometr – funguje na principu vytlačení kapaliny z válce tlakem měřené síly. Pod tlakem se vytlačená kapalina dostává trubicí do záznamového zařízení, kde se zaznamenává její množství. Hydraulické dynamometry, ač jsou přesnější zařízení než mechanické, jsou však výrobně náročnější, protože sebemenší odtlakování nebo nesprávné dávkování kapaliny v zařízení při jeho výrobě ovlivňuje přesnost.
– Elektrický dynamometr – obsahuje senzor, který převádí deformaci ze síly na elektrický signál, a také přídavný senzor, díky kterému je signál z prvního senzoru zesílen a zaznamenán do paměti RAM zařízení. Senzory používané pro přeměnu síly a točivého momentu mohou být piezoelektrické, indukční, vibračně-frekvenční odporové senzory a samozřejmě odolné proti tahu. Snímač se pod vlivem působící síly deformuje a odpor v místě deformace se zvyšuje, v důsledku čehož se mění proudy. V tomto případě je síla přenášeného elektrického signálu závislá a přímo úměrná deformaci měřicího prvku a v důsledku toho i síle vlivu. Elektrický dynamometr je snad nejmodernějším řešením v oblasti dynamometrů. Takové dynamometry mají vysokou přesnost, lehkost a malé rozměry.
Elektronický tahový dynamometr
V běžném životě se běžný člověk neustále setkává s dynamometry. Prvky dynamometrů lze použít k měření kompresní síly ventilů různých automatických systémů, které pracují na uzavření. Například dveře výtahu, dveře autobusu, dveře vlaku metra, křídla garážových dveří, okna elektrických aut atd. Při nesprávné konfiguraci mohou všechny tyto systémy způsobit újmu na zdraví nebo materiální škody, proto existují technické normy, které definují maximální hodnoty kompresních sil v automatických uzavíracích systémech. Tyto normy jsou povinné pro použití ve všech civilizovaných zemích světa.
Kromě výše uvedených typů dynamometrů, oddělených typem měřicího zařízení, existuje samostatná skupina podle účelu zařízení, ve které se odlišují příkladné dynamometry a lékařské dynamometry.
– Příkladné dynamometry – referenční přístroje, jejichž účelem je měření statických tlakových a tahových sil při opravách a kontrolách pracovních stolů a zkušebních strojů. Konstrukčně se skládají z tenzometrického snímače síly spojeného s digitálním měřičem. Vzorové mechanické dynamometry představují modely DOSM a DORM pro tlak a tah. Elektronických modelů je samozřejmě více. Jako příklad uveďme DOSE a DORE, také pro kompresi a tah.
Vzorové dynamometry jsou zpravidla málo závislé na okolní teplotě, mají automatickou kompenzaci zkreslení od bočního zatížení a mají také autodiagnostické nástroje. Jsou odolné, přesné, malé rozměry a hmotnost. Pro snadnou obsluhu mají moderní standardní dynamometry digitální indikátory, pohodlné uživatelské rozhraní a možnost připojení k PC.
– Lékařské dynamometry – Jedná se o specializované dynamometry. Díky nim je možné určit sílu, vytrvalost a úroveň výkonu, taková zařízení umožňují posoudit celkový stav svalů a také pomáhají sledovat zotavení pacienta po zranění.
Lékařské siloměry dělíme na ruční (ruční) a páteřové.
Zápěstní dynamometr – přesné diagnostické zařízení, které je určeno k určení tlakové síly rukou člověka. Ruční dynamometr slouží k měření proudu a vstupnímu hodnocení stavu rukou po úrazu nebo poruše jejich funkce. Ruční dynamometr není běžný pouze mezi zdravotníky, kteří se zabývají fyzikální terapií. Testy pomocí dynamometru se provádějí v donucovacích orgánech, ozbrojených silách a ministerstvu pro mimořádné situace. Nápěstní dynamometry se používají při pronájmu v dopravních a spedičních společnostech, ve fitness klubech, oddílech bojových umění a v profesionálních sportech. Zápěstní dynamometry jsou buď elektronické, nebo mechanické. Mezi mechanické patří dynamometr DK a mezi elektronické DMER. Existují také dětské dynamometry, například DMER-30-0,5.
Ruční hydraulický dynamometr
Dynamometr mrtvého tahu – specializovaný přístroj, který je určen k měření síly svalových skupin, které narovnávají trup. Měření prováděná tímto přístrojem pokrývají celý komplex svalů extenzorů trupu. Tento jednoduchý test umožňuje zjistit sílu, statickou odolnost, ale i celkovou kondici a výkonnost člověka. Jako příklad můžeme uvést dynamometry na mrtvý tah řady DS: DS-200 a DS-500.
Měření síly a točivého momentu u lidí se provádí pomocí dynamometrů. Ale ne obyčejné, které se používají v průmyslu, ale speciální – lékařské. Lékařské dynamometry zahrnují zápěstní dynamometr, nazývaný také ruční dynamometr, a páteřní dynamometr. V tomto článku vám řekneme, jak se provádí měření pomocí těchto zařízení.
Začněme tedy zápěstním dynamometrem. Tento přístroj je určen ke stanovení tlakové síly svalů, které ohýbají prsty obou lidských rukou, a také k diagnostice stavu a funkce rukou zdravých lidí i těch, kteří se zotavují po zranění. Ruční dynamometr používají lékaři, kteří se zabývají fyzikální terapií, dále je dynamometr používán v orgánech činných v trestním řízení, v ozbrojených silách a na ministerstvu pro mimořádné situace. Přístroje na měření síly jsou nepostradatelné pro trénink profesionálních sportovců. Jako příklad ručního dynamometru můžeme uvést taková zařízení jako: mechanický DC a elektronický DMER.
Ruční dynamometr DC.
Provádění izometrických měření síly pomocí dynamometru nevyžaduje mnoho času a proces měření subjekt neunavuje. Pro získání přesných absolutních výsledků je nutné, aby pacient dodržel určitou polohu těla a úhel jednotlivých kloubů. Nechte vyšetřovaného natáhnout ruku s ručním dynamometrem a posuňte ji na stranu kolmou k tělu. Volná ruka by zároveň měla být uvolněná a spuštěná dolů. Poté bude muset na povel zmáčknout zápěstní dynamometr, jak jen to půjde. Měření na dynamometru lze provádět několikrát střídavě oběma rukama, přičemž pro každou ruku se vybere nejlepší výsledek.
Vyvozovat závěry na základě absolutních výsledků měření lze pouze dynamicky, když byly předchozí výsledky zaznamenány do speciálního deníku. V opačném případě, protože výsledky měření provedených pomocí dynamometru jsou ovlivněny faktory, jako je věk, pohlaví subjektu a také výška a váha, měly by být použity objektivnější ukazatele. Nejobjektivnějším ukazatelem síly bude tzv. relativní velikost svalové síly. To je kromě uvedených faktorů způsobeno skutečností, že během tréninku nárůst absolutních silových ukazatelů úzce souvisí s růstem svalové hmoty člověka a v důsledku toho s jeho hmotností.
Chcete-li určit relativní sílu ruky, musíte vynásobit absolutní hodnoty v kilogramech získané měřením pomocí ručního dynamometru číslem 100 a vydělit je tělesnou hmotností sportovce. Pro muže, kteří se nevěnují sportu, by toto číslo mělo být 60-70 a pro ženy 45-50.
Dynamometrie mrtvého tahu prováděná pomocí dynamometru mrtvého tahu je, dalo by se říci, komplexním měřením silových kvalit sportovce, protože do takové studie jsou zapojeny téměř všechny hlavní svaly. Cvičení mrtvého tahu s použitím siloměru by se mělo používat ve všech sportovních a rekreačních zařízeních dispenzárního typu. Jako příklad dynamometru na mrtvý tah můžeme uvést DS-200 a DS-500.
Dynamometr Stanovoy DS-200
Dynamometrie mrtvého tahu spočívá v použití dynamometru mrtvého tahu – zařízení, které vypadá jako běžný roztahovač nohou, který se skládá z rukojeti, podnožky umístěné pod nohama, kabelu a měřicího zařízení se senzorem a čtecím zařízením. Subjekt musí přitáhnout rukojeť směrem k sobě a nahoru tak silně, jak jen může, a přitom držet nohy rovně v kolenou.
Relativní hodnota síly mrtvého tahu se počítá úplně stejně jako u ruční dynamometrie, zde by však hodnoty indexu měly být několikanásobně vyšší. Například:
Pokud je index menší než 170, pak je index relativní síly nízký.
- Od 170 do 200 – podprůměr.
- 200 – 230 – průměr.
- 230 – 260 – nadprůměr.
- Pokud je více než 260, pak je považováno za vysoké.
Nárůst ukazatelů relativní síly, jak manuálního, tak mrtvého tahu, obvykle indikuje nárůst svalové síly a následně i procentuální nárůst svalové hmoty.
Indikace z těchto měření se používají v neurologii při vyšetřování nemocí, které mohou být doprovázeny svalovou slabostí, např. myasthenia gravis, roztroušená skleróza se slabostí končetin, ale i různé následky cévní mozkové příhody.
Samostatně bychom měli zdůraznit typ studie nazývané dynamografie, ve které jsou ukazatele síly a rychlosti svalové kontrakce zaznamenávány do grafu. Jak název napovídá, podstatou této metody je, že naměřené hodnoty jsou zaznamenávány graficky v čase (v čase). Často je dynamografie spojena s jakýmkoli cvičením nebo okolnostmi, jejichž účinnost je třeba měřit.
U dětí existují také průměrné ukazatele dynamometrie, které jsou považovány za normu. Průměrné hodnoty se liší v závislosti na pohlaví, výšce a věkové kategorii subjektu. Měření síly pravé ruky a síly páteře se u dětí ve věku od 18 do XNUMX let provádí obvykle ve dvou etapách s krátkou přestávkou na odpočinek. Normy pro ukazatele síly pravé ruky pro chlapce jsou tedy:
- Od 13 do 18,5 kg – pro věk 8-11 let.
- 21,6 – 37,6 kg – 12-15 let.
- 45,9 – 51 kg – 16-19 let.
Pro dívky se norma pohybuje od:
- 9,8 – 17,1 kg – pro věk 8-11 let.
- 19,9 – 28,3 kg – 12-15 let.
- 31,3 – 33,8 kg – 16-19 let.
Na závěr článku jen konstatujme, že dynamometrie je důležitým prvkem antropometrie, který našel své uplatnění ve fyziologii, sportovní medicíně a sportovní hygieně. Díky ukazatelům absolutní a relativní síly se posuzuje stupeň fyzického rozvoje člověka.
