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23.10.2006

Moderne Fahrradergometer für den Einsatz in der Leistungsdiagnostik

Teil 2: Moderne Fahrradergometer sind Sensor-Aktor-Systeme

Moderne Fahrradergometer arbeiten sensorisch-aktorisch. Sie besitzen Sensoren, welche die Tretfrequenz und die Kurbelkraft ermitteln. Über eine Wirbelstrombremse (Aktorik) wird dann in Abhängigkeit von der gemessenen Tretfrequenz bzw. von der gemessenen Leistung, welche sich aus der Kurbelkraft und der Tretfrequenz ergibt, die Bremskraft eingestellt. Die Abbildung unten verdeutlicht dies. 



Die Soll 13bzw. Istgröße sind beim isokinetischen Test die vorgegebene bzw. die tatsächliche Tretfrequenz. Beim hyperbolischen Test sind Soll- bzw. Istgröße die vorgegebene bzw. tatsächliche Leistung. In der endgültigen Ausführung eines solchen Aktor-Sensor-Systems ist weiterhin ein Regler enthalten, der in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Sollgröße und Messgröße eine so genannte Stellgröße als Eingangsgröße für die Aktorik liefert. Dieser Regler bestimmt, wie auf Differenzen zwischen Soll- und Messgröße reagiert werden soll. Meist wird ein PID-Regler verwendet.

Moderne Fahrradergometer können als Sensor-Aktor-Sytseme aufgefasst werden. In Abhängigkeit von den gemessenen Werten stellt sich die Aktorik so ein, dass die gewünschten Tretfrequenzen bzw. Leistungen erreicht werden.

Bild: Moderne Fahrradergometer können als Sensor-Aktor-Sytseme aufgefasst werden. In Abhängigkeit von den gemessenen Werten stellt sich die Aktorik so ein, dass die gewünschten Tretfrequenzen bzw. Leistungen erreicht werden.

Die Leistung wird direkt an der Kurbel durch Messung der Kräfte ermittelt

Eine Besonderheit moderner Fahrradergometer ist die Technologie der Leistungsmessung. Dabei wird versucht, die Leistung über die Kraft, die direkt an der Kurbel angreift, zu messen. Einfache Fahrradergometer ermitteln dagegen die Leistung beispielsweise über die manuell einstellbare Bremskraft. Die so ermittelte Leistung muss jedoch nicht mit der über die Kurbel eingebrachten Leistung übereinstimmen. Es ist jedoch wichtig zu wissen, welche Leistung tatsächlich auf die Kurbel geführt wird, denn sie ist die dem Antrieb einzig dienliche Leistungskomponente. Um diese echte Leistung zu bestimmen, verwendet man mit Dehnungsmessstreifen präparierte Kurbeln, die nun Kurbelkräfte registrieren können. Es sind Kurbeln mit Scherkraft- und Biegesensoren verbreitet, welche sich lediglich in der Anbringung der Dehnungsmessstreifen an der Kurbel unterscheiden. Ein positiver Nebeneffekt dieser Art von Leistungsbestimmung ist die Möglichkeit der Auswertung der Kurbelkraftverläufe. Damit lässt sich zum Beispiel eine Technikanalyse durchführen und feststellen, ob der Radsportler einen runden Tritt fährt. 

Das SRM Training System liefert Messdaten unter realen Trainingsbedingungen

Neben Fahrradergometern im Sinne von Sensor-Aktor-Systemen gibt es Systeme, die komplett auf die Aktorik verzichten. Der große Vorteil dieser Systeme ist die Integration in normale Radräder. So bietet SRM das SRM Training System an, mit dem Radsportler die echte Leistung in Watt am eigenen Rad unter Trainings bzw. Wettkampfbedingungen messen können. Dabei wird einfach anstelle der normalen Kurbel-/Kettenblattkombination der SRM Powermeter montiert. Die Abbildung unten zeigt das SRM Training System.

Vielen Dank: Schoberer Rad Messtechnik

Das SRM Training System: Durch Montage des Powermeters anstelle der normalen Kurbel-/Kettenblattkombination können Kräfte und Leistungen unter realen Trainingsbedingunegn durchgeführt werden. (Bildquelle: www.srm.de)

Bild: Das SRM Training System: Durch Montage des Powermeters anstelle der normalen Kurbel-/Kettenblattkombination können Kräfte und Leistungen unter realen Trainingsbedingunegn durchgeführt werden. (Bildquelle: www.srm.de)

Teil 2: Moderne Fahrradergometer sind Sensor-Aktor-Systeme