ストップウォッチ

ストップウォッチは、作動から停止までの経過時間を測定するように設計された時計です。

スポーツスタジアムのように、離れた場所から見ることを目的としたストップウォッチの大型デジタル版は、ストップクロックと呼ばれています。手動計時では、人がボタンを押すことによって時計のスタートとストップが行われます。全自動計時では、スタートと停止の両方がセンサーによって自動的にトリガーされます。計時機能は伝統的にケースの 2 つのボタンで制御されます。上のボタンを押すとタイマーがスタートし、ボタンをもう一度押すと停止しますが、経過時間が表示されたままになります。次に 2 番目のボタンを押すと、ストップウォッチはゼロにリセットされます。2 番目のボタンは、スプリットタイムやラップタイムを記録するのにも使用されます。時計の動作中にスプリットタイムボタンを押すと、その時点までの経過時間を読み取ることができますが、時計の機構は動作を続け、経過時間の合計を記録します。スプリットボタンをもう一度押すと、時計は合計時間の表示を再開します。

機械式ストップウォッチは主ゼンマイによって駆動されますが、通常はストップウォッチの上部にあるローレットノブを回すか、その他の手段で巻き上げる必要があります。

デジタル電子ストップウォッチは、水晶発振器によるタイミング素子を使用しているため、機械式時計よりはるかに正確です。マイクロチップを内蔵しているため、日付や時刻機能も搭載していることが多いです。外部センサー用コネクタを備えているものもあり、外部イベントでストップウォッチを作動させて、指でボタンを押すよりもはるかに正確に経過時間を測定できます。組織的なスポーツで使用された最初のデジタルタイマーは、ユタ州ソルトレイクシティの Cox Electronic Systems, Inc. が 1962 年に開発した Digitimer でした。^{[ 1 ]}このタイマーはニキシー管式の読み取り装置を使用し、1/1000 秒の分解能を提供しました。最初に使用されたのはスキーレースでしたが、後にモスクワで開催された世界大学競技大会 (ロシア)、米国の NCAA、オリンピック選考会でも使用されました。

この装置は、時間を正確に、かつ最小限の複雑さで測定する必要がある場合に使用されます。実験室での実験や短距離走などのスポーツ競技がその好例です。

ストップウォッチ機能は、腕時計、携帯電話、携帯音楽プレーヤー、コンピュータなど、多くの電子機器の追加機能としても搭載されています。人間は、これらを使用するたびにミスを犯しがちです。通常、人間が視覚刺激を感知して反応するまでには、約180～200ミリ秒かかります。 ^{[ 2 ]}しかし、ストップウォッチが使用されるほとんどの状況では、計測イベントが間もなく発生することを示すインジケーターがあり、タイマーを手動で開始/停止する方がはるかに正確です。この場合は短距離走の場合、手動計測による平均計測誤差は、電子計測と比較して約0.04秒と評価されました。^{[ 3 ]}

より正確な結果を得るために、ほとんどの研究者は実験における誤差を減らすために不確実性伝播方程式を使用しています。 ^{[ 4 ]}

$\sigma _{Q}={\sqrt {\sigma _{a}^{2}+\sigma _{b}^{2}}}$

$\sigma _{Q}$ と間の不確実性の合計である。 $\sigma _{a}^{2}$ $\sigma _{b}^{2}$
$\sigma _{a}$ 実際に実験から求められた値です。
$\sigma _{b}$ 不確実性の値です。

たとえば、窓の幅を測定した結果が 1.50 ± 0.05 m だった場合、1.50 は、0.05 はとなります。 $\sigma _{a}$ $\sigma _{b}$

ユニット

ほとんどの科学実験において、研究者は通常、SI単位系（国際単位系）を使用します。ストップウォッチの場合、一般的に使用される時間の単位は、分、秒、そして「100分の1秒」です。^{[ 5 ]}

多くの機械式ストップウォッチは「デシマル分」タイプです。これは1分を0.6秒ずつ100の単位に分割します。これにより、通常の秒数を使用するよりも時間の加減が簡単になります。

ストップウォッチの種類

デジタルストップウォッチ
史上初のクロノグラフ。クロノグラフはストップウォッチと通常の腕時計の機能を兼ね備えています。
リューズの他に2つのボタン（スタート/ストップとリセット）を備えた機械式クロノグラフオメガスピードマスター
クォーツムーブメントとバッテリーを搭載したクロノグラフ。小さな赤い針は1秒間に1回転し、比較的高い精度で時間を停止できます。
カシオのデジタル腕時計のストップウォッチ機能。
Androidデバイス上のデジタルストップウォッチアプリケーション。

Unix CLI シェル組み込み関数timeとread( Ctrl+dで停止) によるシンプルなストップウォッチ:

$読み取り時間実数 0分9.760秒ユーザー 0分0.000秒システム 0分0.000秒$

参照

参考文献

^ 「デジタル時計の歴史」h2g . 2017年10月28日閲覧。
^ Jain, Aditya; Bansal, Ramta; Kumar, Avnish; Singh, KD (1991). 「医学部1年生の性別と身体活動レベルに基づく視覚・聴覚反応時間の比較研究」 . International Journal of Applied and Basic Medical Research . 5 (2): 124–7 . doi : 10.4103/2229-516X.157168 . PMC 4456887. PMID 26097821 .
^ 「スプリントパフォーマンスの測定におけるハンドヘルドストップウォッチの信頼性と精度と電子タイミングの比較」。 2017年10月28日閲覧。
^ 「エラー伝播の要約」（PDF）。コラージュ。2016年12月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2017年10月10日閲覧。
^ Gust, Jeff C.; Graham, Robert M.; Lombardi, Michael A. (2009年1月). 「ストップウォッチとタイマーのキャリブレーション（2009年版）」(PDF) . 2017年10月10日閲覧。{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です

外部リンク

[1] 「デジタル時計の歴史」h2g . 2017年10月28日閲覧。

[2] Jain, Aditya; Bansal, Ramta; Kumar, Avnish; Singh, KD (1991). 「医学部1年生の性別と身体活動レベルに基づく視覚・聴覚反応時間の比較研究」 . International Journal of Applied and Basic Medical Research . 5 (2): 124–7 . doi : 10.4103/2229-516X.157168 . PMC 4456887. PMID 26097821 .

[3] 「スプリントパフォーマンスの測定におけるハンドヘルドストップウォッチの信頼性と精度と電子タイミングの比較」。 2017年10月28日閲覧。

[4] 「エラー伝播の要約」（PDF）。コラージュ。2016年12月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2017年10月10日閲覧。

[5] Gust, Jeff C.; Graham, Robert M.; Lombardi, Michael A. (2009年1月). 「ストップウォッチとタイマーのキャリブレーション（2009年版）」(PDF) . 2017年10月10日閲覧。{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です

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