Vermogensmeter

De vermogensmeter als universeel apparaat voor het meten van vermogen.

Wie op een racefiets of mountainbike rijdt, wil over het algemeen weten hoe hij zijn fysieke kracht en prestaties optimaal verdeelt. Te veel inspanning aan het begin leidt tot vroegtijdige vermoeidheid. Omgekeerd resulteert een te rustige rijstijl in een afname van de prestaties.

Het is daarom belangrijk om de rijstijl aan te passen, zodat de fietser enerzijds niet voortijdig vermoeid raakt en anderzijds het gestelde prestatiedoel steeds voor ogen wordt gehouden. Om beide optimaal te combineren, is een vermogensmeter een zeer nuttig hulpmiddel.

Een energiemeter en de fysieke werking ervan.

Een vermogensmeter maakt gebruik van rekstrookjes van constantaan, die een hoge soortelijke weerstand hebben. Wanneer het rekstrookje wordt belast, verandert de lengte ervan. Deze lengteverandering, in de vorm van rek, resulteert direct in een verandering van de ohmse weerstand. Een diagonale spanning, gemeten in een brugschakeling, geeft een evenredige verandering in deze diagonale spanning aan, die als uitgangswaarde dient. Deze verandering in diagonale spanning vertegenwoordigt dus een maat voor de rek en daarmee de momentane belasting op de krukas. Op deze manier is continue meting van de kracht mogelijk op elke positie van de krukas over de gehele omtrek.

Verschillen in de verwerving van meetgegevens

Afhankelijk van de configuratie van de vermogensmeter kan deze de uitgeoefende kracht meten op het linkerpedaal of op beide pedalen. In het eerste geval, bij eenzijdige meting, verdubbelt de vermogensmeter de gemeten waarde en geeft deze weer aan de fietser. De tweede instelling, met dubbelzijdige meting, geeft een nauwkeurigere weergave van de werkelijke koppeloverdracht bij elke volledige trapomwenteling. Net zoals een rechtshandige persoon handiger is met zijn rechterhand dan met zijn linkerhand, is de kracht die op de pedalen wordt uitgeoefend nooit exact hetzelfde aan beide zijden.

Fysische achtergrond, gegevens, krachten, momenten, vermogen, hoeksnelheden, rotatiesnelheden

Wanneer de fietser op het pedaal drukt, brengt zijn voet kracht over op de crank. Afhankelijk van de huidige hoek van het pedaal ten opzichte van de verticaal, ontstaat er een effectieve hefboomwerking tussen de radius van de crank en de as van het trapaslager. Deze effectieve hefboomwerking genereert op zijn beurt een koppel dat via de ketting naar het achterwiel wordt overgebracht. Het koppel varieert afhankelijk van de hoek van de crank ten opzichte van de verticaal en wordt als volgt gedefinieerd:

M _(𝛼) = F * r * sin(𝛼)

M... (Koppel in Nm) F... (Voetkracht op het pedaal in N) r... (Afstand van pedaalas tot trapas in m) μ... (Hoek van de huidige crankpositie ten opzichte van de verticaal in graden)

Het momentane vermogen dat de fietser op het pedaal overbrengt, wordt berekend met de volgende wiskundige formule: P = M _(θ) * θ θ... (hoekfrequentie van de crank in ¹ / _sec). De hoekfrequentie van de crank is als volgt samengesteld: θ = 2 * π * n n... (rotatiesnelheid van de crank in ¹ / _sec ). Daarom wordt het momentane vermogen dat de fietser op het pedaal uitoefent, gegeven door de volgende formule: P _(θ) = F * r * sin(θ) * 2 * π * n P _(θ) ... (vermogen aan de crank in watt).

Training leidt tot succes.

Om een goed resultaat te behalen, moet elke atleet intensief trainen en vooral met een duidelijk doel voor ogen. Dit geldt in het bijzonder voor de wielersport, die een hoge mate van discipline, uithoudingsvermogen en wilskracht van elke renner vereist. Ook de mentale kracht van de renner speelt een cruciale rol. Een belangrijke parameter voor het beoordelen van prestaties is het vermogen per kilogram lichaamsgewicht. Een renner van wereldklasse kan een vermogen van ongeveer 6 ^W / _kg lichaamsgewicht gedurende minstens een half uur volhouden. Als logische volgende stap na elke trainingssessie monitort elke ambitieuze renner zijn of haar individuele anaerobe drempel (IAT). Deze IAT-waarde meet het maximale vermogen dat de renner nog kan leveren met behoud van een constant lactaatniveau in het lichaam.

Meer informatie over lactaatniveaus

Tijdens lichamelijke inspanning produceert het menselijk lichaam lactaat. Een te hoge concentratie lactaat kan echter schadelijk zijn voor de spieren en leiden tot verminderde prestaties. Een normaal lactaatniveau ligt tussen 1,0 ^mmol / _l en 1,8 ^mmol / _l . Tijdens zware lichamelijke activiteit, zoals intensieve fietstraining, kan deze waarde boven dit normale bereik stijgen. Om negatieve gevolgen voor de spierfunctie te voorkomen, is het essentieel dat dit verhoogde lactaatniveau wordt verlaagd. Het mag in geen geval hoger zijn dan ongeveer 4 ^mmol / _l .

Verzameling van alle gegevens

Een vermogensmeter heeft een significant voordeel ten opzichte van een sporthorloge, omdat deze continu het huidige vermogen van de fietser meet en weergeeft. Hierdoor kan de gebruiker zijn of haar rijstijl optimaliseren. Dit zorgt ervoor dat het lichaam niet onnodig overbelast raakt, wat zou leiden tot slechtere trainingsresultaten. De fietser kan zijn of haar rijstijl altijd aanpassen om net onder de individuele vermogenslimiet te blijven. Dankzij de meetmogelijkheden van de vermogensmeter kan de fietser zijn of haar fysieke energiereserves continu beheren. Bovendien helpt dit om een relatief constant lactaatniveau binnen de normale waarden te houden. Dit positieve neveneffect komt de fietser tijdens elke trainingssessie ten goede, waardoor de conditie continu verbetert en consistent goede trainingsresultaten worden behaald.

Het egaliseren van de uitvoerwaarde van de energiemeter

Het continu meten van het momentane vermogen zou, indien direct weergegeven, tot aanzienlijke schommelingen leiden en gemakkelijk verkeerd geïnterpreteerd kunnen worden. Daarom zorgen afvlakelektronica ervoor dat het vermogen gemiddeld wordt weergegeven over de laatste 3, 10 of 30 seconden tijdens het rijden. Praktische tests hebben aangetoond dat het instellen van de laatste 3 seconden een goede gemiddelde waarde oplevert met minder schommelingen.

Rekening houden met nulwaarden

Om realistische resultaten te garanderen, is het essentieel om zowel de klim- als de afdalingsfase in de meting mee te nemen. Als dit niet gebeurt, zal de vermogensmeting te hoog uitvallen als de afdalingsfase niet wordt meegerekend, omdat dan alleen de inspannende klim wordt geregistreerd. Een vermogensmeter registreert daarom ook het makkelijkere afdalingsgedeelte, wat een nauwkeuriger totaalbeeld geeft.

Cadans, traptijd en trapindex

Omdat het berekenen van fietsprestaties altijd het meten van de trapfrequentie vereist, meet een vermogensmeter de trapfrequentie van de fietser en berekent, samen met de kracht die op de pedalen wordt uitgeoefend, het huidige fietsvermogen. Een vermogensmeter registreert de metingen gedurende de hele rit, ongeacht het terrein. Deze continue registratie van elke trap- en uitrolfase resulteert in de traptijd. Deze traptijd houdt alleen rekening met de afstand die is afgelegd met wisselende inspanning, bijvoorbeeld bergop. Een vermogensmeter geeft deze traptijd weer als een percentage van de totale afgelegde afstand.