Велосипедный измеритель мощности — это устройство на велосипеде , которое измеряет выходную мощность велосипедиста. Большинство велосипедных измерителей мощности используют тензодатчики для измерения приложенного крутящего момента , а в сочетании с угловой скоростью вычисляют мощность. [1]
Технология была адаптирована к велоспорту в конце 1980-х годов и была протестирована в профессиональных велогонках, например: прототип Power Pacer ( Team Strawberry ) и Грег Лемонд с устройством SRM . Этот тип измерителя мощности доступен в продаже с 1989 года. Тренировки с использованием измерителя мощности становятся все более популярными.
Измерители мощности обычно передают данные по беспроводной связи и могут быть сопряжены с велокомпьютером , смартфоном или смарт-часами . Предоставляя спортсмену мгновенную обратную связь и позволяя более точно анализировать поездки, измерители мощности могут быть полезным инструментом для тренировок.
Старые велосипедные измерители мощности используют набор проводов для передачи информации о мощности на компьютер, установленный на велосипеде; эта система имеет серьезный недостаток, поскольку тонкие электрические кабели проложены по всему велосипеду, что затрудняет его чистку, а также требует использования большого количества крепежей для их удержания. Однако с 2009 года наблюдается общая тенденция перехода к беспроводным системам. Измерители мощности обычно передают данные по протоколам ANT+ или Bluetooth Low Energy и могут быть сопряжены со стандартными велосипедными компьютерами, которые отображают информацию о выходной мощности, генерируемой велосипедистом.
Измерители мощности обеспечивают объективное измерение реального выхода, что позволяет очень просто отслеживать прогресс тренировки — что сложнее, если использовать, например, только пульсометр. Велосипедисты часто тренируются с разной интенсивностью в зависимости от адаптации, которую они ищут. Распространенной практикой является использование различных зон интенсивности. При тренировках с мощностью эти зоны обычно рассчитываются на основе выходной мощности, соответствующей так называемому порогу лактата или MAP (максимальной аэробной мощности).
Измерители мощности обеспечивают мгновенную обратную связь для гонщика об их производительности и измеряют их фактическую производительность; мониторы сердечного ритма измеряют физиологический эффект усилий и, следовательно, наращивают нагрузку медленнее. Таким образом, спортсмен, выполняющий «интервальную» тренировку с использованием измерителя мощности, может мгновенно увидеть, что он производит 300 Вт, например, вместо того, чтобы ждать, пока его сердечный ритм поднимется до определенной точки. Кроме того, измерители мощности измеряют силу, которая двигает велосипед вперед, умноженную на скорость, что является желаемой целью. Это имеет два существенных преимущества перед мониторами сердечного ритма: 1) Частота сердечных сокращений спортсмена может оставаться постоянной в течение периода тренировки, но его выходная мощность снижается, что они не могут обнаружить с помощью монитора сердечного ритма; 2) Хотя спортсмен, который не отдохнул или не чувствует себя полностью хорошо, может тренироваться с нормальной частотой сердечных сокращений, он вряд ли будет производить свою нормальную мощность — монитор сердечного ритма не покажет этого, а вот измеритель мощности покажет. Кроме того, измерители мощности позволяют гонщикам экспериментировать с каденцией и оценивать ее влияние относительно скорости и частоты сердечных сокращений.
Измерители мощности еще больше поощряют велосипедистов рассматривать все аспекты спорта с точки зрения мощности, поскольку выходная мощность является существенной количественной связью между физиологической подготовкой и скоростью, достижимой при определенных условиях. VO2 max велосипедиста (прокси для физической подготовки) может быть тесно связан с выходной мощностью с использованием принципов биохимии, в то время как выходная мощность может служить параметром для моделей мощности-скорости, основанных на законах движения Ньютона , таким образом точно оценивая скорость. [2] Совместное применение измерителей мощности и моделей мощности привело к все более научному анализу условий езды и физических свойств велосипедиста, в частности аэродинамического сопротивления. [ необходима цитата ]
Двусторонние измерители мощности, как правило, измерители прямого приложенного усилия или педальные измерители мощности, могут измерять мощность, вырабатываемую по отдельности левой и правой ногой. Полученные данные позволяют контролировать соотношение доминирующей/не доминирующей ноги и наблюдать, как оно меняется в зависимости от различных условий гонки и физической подготовки. Это может быть полезно для исправления штрафных дисбалансов и в программах посттравматической реабилитации.
Большинство велосипедных измерителей мощности используют тензодатчики для измерения крутящего момента , а в сочетании с угловой скоростью вычисляют мощность. Измерители мощности, использующие тензодатчики, устанавливаются в каретку , заднюю втулку или шатун . Некоторые новые устройства не используют тензодатчики и вместо этого измеряют мощность с помощью установленных на руле устройств, которые используют принципы третьего закона Ньютона , измеряя противодействующие силы велосипедиста (силу тяжести, сопротивление ветра, инерцию, сопротивление качению) и объединяя их со скоростью для определения выходной мощности велосипедиста.
Измерители мощности на основе кривошипа и крестовины измеряют крутящий момент, приложенный к обеим педалям, с помощью тензодатчика /ов, расположенного внутри кривошипа или крестовины. Расчет мощности производится на основе отклонения тензодатчика/ов и частоты вращения педалей . В то время как большинство измерителей мощности на основе кривошипа измеряют выходную мощность только одной ноги или нуждаются во втором датчике для измерения выходной мощности обеих ног, измерители мощности на основе крестовины всегда измеряют общую выходную мощность обеих ног.
Для этих устройств требуются специальные шатуны или системы шатунов, но их можно сравнительно просто заменять на других велосипедах в зависимости от совместимости.
Измерители мощности на основе педалей могут быть расположены либо в оси педали, либо в корпусе педали. Этот тип измерителя мощности для велосипедистов измеряет силу велосипедиста именно там, где она приложена, через одну или обе педали. Измерители мощности с датчиками на обеих педалях могут обеспечить реальное двустороннее измерение мощности, то есть данные о мощности собираются индивидуально на обеих ногах. Эта функция полезна для наблюдения и исправления штрафных различий в производительности между ногами.
Педали с измерителем мощности легко устанавливаются и заменяются на других велосипедах.
Измерители мощности каретки полагаются на крутильное отклонение вала каретки. Это достигается за счет того, что на каждом конце вала имеется диск с перфорацией. Эти перфорации обнаруживаются с помощью бесконтактных фотоэлектрических датчиков, которые определяют, когда крутящий момент прикладывается к левой педали, а затем удваивается. Данные отправляются в цифровом виде на компьютерный блок, установленный на руле .
Эти узлы трудно заменять, и для каждого велосипеда требуется отдельный узел каретки.
Измеритель мощности freehub использует те же тензодатчики, что и измерители мощности crank, но он расположен во втулке заднего колеса и измеряет мощность на заднем колесе. Мощность, измеренная измерителем мощности freehub, будет немного меньше мощности, измеренной измерителем мощности crank из-за потерь мощности в цепи, педалях и каретке. Поскольку измерители мощности freehub встроены в заднее колесо, их легко заменять на разных велосипедах, если колеса совместимы.
В основе цепных блоков лежит гитарный звукосниматель, который крепится к перу цепи велосипеда . Звукосниматель определяет вибрацию цепи, на основе которой он вычисляет натяжение цепи, которое вместе со скоростью цепи дает выходную мощность. Финская компания Polar была первой, кто выпустил на рынок измеритель мощности на основе цепи.
Измерители мощности противодействующей силы измеряют уклон холма (силу тяжести), ускорение велосипеда (инерцию) и иногда скорость ветра. Из этого можно косвенно рассчитать мощность.