वे वास्तव में क्या माप रहे हैं? वे इसे कैसे मापते हैं? एक अच्छा उपाय प्राप्त करने की सटीकता / गति पर विभिन्न दृष्टिकोणों के निहितार्थ क्या हैं?
यह मददगार होगा यदि कोई ऐसा जवाब दे सकता है जो यह बताता है कि पॉवरटैप जैसे हब-आधारित मीटर, क्वार्क जैसे क्रैंक-आधारित मीटरों से अलग हैं जो अन्य लोगों से अलग हैं।
जवाबों:
बाजार पर कई अलग-अलग प्रकार के बिजली मीटर हैं और प्रत्येक अपना अनुमान लगाने के लिए कुछ अलग उपाय करता है। इसके अलावा, जिस तरह से वे मापते हैं कि वे क्या मापते हैं उनकी सटीकता के लिए निहितार्थ हैं। नीचे मैं चर्चा करता हूं कि प्रमुख मॉडल क्या मापते हैं, वे इसे कैसे मापते हैं, और सटीकता के लिए निहितार्थ।
पावर काम की दर है (इसलिए आपको काम की मात्रा और समय की अवधि जिस पर वह काम किया जाता है) को जानने की जरूरत है, और काम एक दूरी पर लगाया गया बल है, इसलिए प्रत्येक बिजली मीटर के पास उन को मापने का एक अलग तरीका है बलों और पेटेंट के कारण, प्रत्येक ने उन्हें एक अलग "स्थान" में मापने के लिए चुना है।
IBike के अपवाद के साथ, अधिकांश बिजली मीटर ड्राइवट्रेन के साथ कहीं न कहीं बलों को मापते हैं: पीछे से सामने की ओर काम करते हुए, पॉवरटैप (और पुराने लुक मैक्सऑन) उपायों के पीछे के हब पर, पुराने ध्रुवीय सिस्टम को चेन के साथ मापा जाता है। क्वार्क, एसआरएम, रोटर, और पॉवर 2 मैक्स फ्रंट चेन रिंग के स्पाइडर पर मापते हैं, नए लुक / पोलर और गार्मिन मेट्रिगियर (इस प्रकार दूर, लेकिन अप्रतिबंधित) पेडल स्पल में मापते हैं, (घोषित लेकिन अप्रतिबंधित) ब्रिम ब्रदर्स उपाय जूता क्लैट में, एर्गोमो नीचे ब्रैकेट में मापा जाता है, और स्टैज बाएं क्रैंक पर मापता है। IBike पूरी तरह से अलग तरीके से मापता है, नीचे चर्चा की गई है। ड्राइवट्रेन के साथ विभिन्न बिंदुओं पर मापने का एक परिणाम यह है कि ड्राइवट्रेन नुकसान एक अलग डिग्री के लिए जिम्मेदार होगा (या नहीं); उदाहरण के लिए, एक PowerTap आमतौर पर SRM से कम पढ़ा जाता है क्योंकि एक सबसे ड्राइवट्रेन नुकसान का "अपस्ट्रीम" है जबकि दूसरा "डाउनस्ट्रीम" है। यह अंतर एक सख्त "सटीकता" मुद्दे की तुलना में एक निश्चित मुद्दे से कहीं अधिक है (अर्थ में, सकल आय या शुद्ध आय एक अधिक 'सटीक' आय का उपाय है? "जब तक आपके मन में कोई विशिष्ट उपयोग न हो, यह कठिन है जो अधिक "सटीक" है)।
बाजार के अधिकांश बिजली मीटरों में स्ट्रेन गेज का उपयोग किया जाता है, जो छोटे पतले पन्नी स्ट्रिप्स होते हैं जिनकी विद्युत चालकता और प्रतिरोध भिन्न होते हैं। स्ट्रेन गेज का उपयोग बहुत सारे अनुप्रयोगों (जैसे, पुलों) में किया जाता है और उनके गुणों को अच्छी तरह से समझा जाता है। सामान्य तौर पर, स्ट्रेन गेज को एक "रोसेट" या "व्हीटस्टोन ब्रिज" में संयोजित किया जाता है ताकि अधिक सटीकता और सटीकता उत्पन्न करने के लिए (अधिक स्ट्रेन गेज आमतौर पर बेहतर परिणाम देते हैं), और, जब ठीक से काम करते हैं तो पावर टैप, क्वार्क और एसआरएम एक प्रतिशत के भीतर सटीक (और, महत्वपूर्ण रूप से, उच्च परिशुद्धता के साथ); यह दोनों स्टेटिक रूप से सत्यापित किया गया है (क्रैंक से लटका ज्ञात वजन का उपयोग करके) और गतिशील रूप से (एक प्रयोगशाला में बड़े संचालित रोलिंग ड्रम का उपयोग करके)। फिर बलों को शक्ति प्राप्त करने के लिए कोणीय वेग या गति के माप के साथ जोड़ा जाता है। स्ट्रेन गेज का एक गुण यह है कि डिवाइस के स्थिर होने पर भी प्रतिरोध में परिवर्तन को मापा जा सकता है, इसलिए साइकिल चालक क्रैंक से ज्ञात द्रव्यमान के भार को लटकाकर घर पर स्ट्रेन-गेज आधारित बिजली मीटर की सटीकता को माप सकता है। हालांकि, स्ट्रेन गेज दृष्टिकोण के साथ एक आम समस्या यह है कि वे तापमान में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं और इसलिए (और कभी-कभी, दौरान) सवारी करने से पहले "फिर से शून्य" होने की आवश्यकता होती है। पुराने लुक मैक्सऑन की एच्लीस हील वाटरप्रूफ़िंग थी, न कि स्ट्रैच गेज़ या माप की विधि। उदाहरण के लिए, मूल Power2Max (और पुराने बंद SRM "एमेच्योर" मॉडल) वर्तमान पावरटैप, क्वार्क की तुलना में कम तनाव वाले गेज का उपयोग करता है, या SRM मॉडल और उपयोगकर्ताओं की रिपोर्ट (बाद में निर्माता द्वारा स्वीकार किए जाते हैं) ने दिखाया कि यह उन लोगों की सवारी के दौरान तापमान के बहाव के प्रति अधिक संवेदनशील था। 2012 के अंत में Power2Max को नया रूप दिया गया और अद्यतन किया गया और रिपोर्ट की गई कि तापमान की समस्या काफी हद तक दूर हो गई है। स्टैज की एक दावा विशेषता यह है कि इसे स्वचालित तापमान क्षतिपूर्ति के आसपास तैयार किया गया है - 2013 की शुरुआत में अभी भी उपयोगकर्ताओं द्वारा इस दावे का मूल्यांकन किया जा रहा है और यह जानना जल्दबाजी होगी कि उनका दृष्टिकोण क्या दावा करता है।
पुराने ध्रुवीय बिजली मीटर ने श्रृंखला तनाव द्वारा संचरित बल को मापा, और कुल काम पाने के लिए श्रृंखला गति संवेदक को शामिल किया। उच्च तनाव में श्रृंखला के परिणामों के साथ संचरित श्रृंखला में उच्च बल, और तनाव को ऑब्जेक्ट के गुंजयमान आवृत्ति द्वारा मापा जा सकता है (उदाहरण के लिए, अपने नाखूनों के साथ उच्च-तनाव वाली बात को प्लक करना एक उच्च आवृत्ति टोन का उत्पादन करता है जबकि एक ढीली बोली का उत्पादन करता है एक कम स्वर)। एक तरफ एक ऐतिहासिक के रूप में, ध्रुवीय श्रृंखला के तनाव सेंसर के लिए प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट प्रोटोटाइप एक इलेक्ट्रिक गिटार से पिकअप था। श्रृंखला गति संवेदक डेरालेयूर जॉकी पहियों में से एक पर फिट होता है और चुंबकीय क्षेत्र में "दालों" की गिनती कर सकता है, क्योंकि चेन रिविट्स पास हुई थी; चूँकि चेन रिवेट्स एक अलग दूरी है, इसलिए चेन स्पीड की आसानी से गणना की गई। सटीकता के लिए, जब पोलर अच्छी तरह से काम कर रहा था, बहुत अच्छा था; हालांकि, जब यह नहीं था तो यह वास्तव में बहुत शरारती था। इससे भी बदतर, यह बताना मुश्किल था कि यह शरारती कब हो रहा था। पुराने पोलर पावर मीटर का बहाव तीन गुना था: 1) चेन टेंशन सेंसर को चेन के करीब होना जरूरी था, जिसे हासिल करना मुश्किल था क्योंकि चेन को कभी-कभी बड़ी या छोटी चेन रिंग या बड़ी या में होनी चाहिए छोटा रियर कॉग; 2) चेनस्पेड सेंसर कभी-कभी अभिभूत हो जाता है और झूठी गति रीडिंग देता है; और 3) उजागर तारों और खराब सील "फली" के कारण भाग में अपूर्ण मौसमरोधी। जिसे प्राप्त करना कठिन था, क्योंकि श्रृंखला को कभी-कभी बड़ी या छोटी श्रृंखला की अंगूठी या बड़े या छोटे रियर कॉग में होना पड़ता था; 2) चेनस्पेड सेंसर कभी-कभी अभिभूत हो जाता है और झूठी गति रीडिंग देता है; और 3) उजागर तारों और खराब सील "फली" के कारण भाग में अपूर्ण मौसमरोधी। जिसे प्राप्त करना कठिन था, क्योंकि श्रृंखला को कभी-कभी बड़ी या छोटी श्रृंखला की अंगूठी या बड़े या छोटे रियर कॉग में होना पड़ता था; 2) चेनस्पेड सेंसर कभी-कभी अभिभूत हो जाता है और झूठी गति रीडिंग देता है; और 3) उजागर तारों और खराब सील "फली" के कारण भाग में अपूर्ण मौसमरोधी।
एर्गोमो बॉटम-ब्रैकेट आधारित बिजली मीटर में एक ऑप्टिकल सेंसर और निचले ब्रैकेट में मरोड़ को मापने के लिए "पेकिंग होल" की एक श्रृंखला का उपयोग किया जाता है। इस डिजाइन की एक अजीब विशेषता यह है कि यह केवल (टॉर्सनल) बल को माप सकता है, जो नीचे के ब्रैकेट से यात्रा करता है; इस प्रकार, इसने केवल बाएं पैर द्वारा योगदान की गई शक्ति को मापा: कुल शक्ति प्राप्त करने के लिए इसने बाएं पैर के योगदान को दोगुना कर दिया। एर्गोमो को स्थापित करने और कैलिब्रेट करने में कठिनाई के साथ संयोजन में (इसे अभी स्थापित किया जाना था), पैरों के बीच द्विपक्षीय समरूपता पर निर्भरता एर्गोमो के लिए मौत की घंटी थी। चरणों की बिजली मीटर इसी तरह बाएं क्रैंक में विरूपण द्वारा बल मापता है, और कुल शक्ति के अनुमान पर पहुंचने के लिए "बाएं" को दोगुना करता है। इंस्ट्रूमेंट फोर्स पैडल के साथ अनुसंधान से पता चलता है कि दाएं और बाएं पैरों के बीच बिजली उत्पादन में द्विपक्षीय विषमता आदर्श है - इससे भी बदतर, अनुसंधान से पता चलता है कि विषमता प्रयास के स्तर के साथ बदल सकती है। हालांकि, कुछ सवार इस अंतर्निहित अशुद्धि और दोष को स्वीकार करने के लिए तैयार हैं।
क्योंकि न तो पुराने पोलर और न ही एर्गोमो बिजली मीटर में स्ट्रेन गेज का उपयोग किया गया था, उनकी सटीकता और परिशुद्धता को साइकिल चालक द्वारा क्षेत्र में सांख्यिकीय रूप से जांच नहीं की जा सकती थी; उन्हें केवल गतिशील रूप से (या ज्ञात-कैलिब्रेटेड पावर मीटर के खिलाफ) जाँच की जा सकती है।
असंबंधित गार्मिन मेट्रिगियर और ब्रिम ब्रदर्स पैडल या पेडल क्लैट पावर मीटर पन्नी स्ट्रेन गेज के बजाय पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर और सॉलिड स्टेट एक्सेलेरोमीटर का उपयोग करने के लिए अफवाह है, लेकिन जब तक वे बाजार में नहीं पहुंच जाते, सटीकता या सटीकता के बारे में सभी दावों को नमक के अनाज के साथ लिया जाना चाहिए। पेडल- या क्लैट-आधारित बिजली मीटर के डिजाइन में एक दिलचस्प समस्या यह है कि बल की दिशा और पैडल स्पिंडल की स्थिति ज्ञात होनी चाहिए: उदाहरण के लिए, यदि आप पेडल स्ट्रोक के तल पर नीचे की ओर बल जोड़ते हैं, तो व्यर्थ बल है क्योंकि यह क्रैंक को सही दिशा में ले जाने में सहायता नहीं करता है; इसी तरह, अगर आप ऊपर की ओर (हालांकि थोड़ा) दबाते हैं, तो इसके नीचे की तरफ दूसरे पैर से लगाए गए बल को रद्द कर देंगे। इसलिए विभिन्न बल वैक्टरों पर नज़र रखना विश्वसनीय सटीकता और सटीकता प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। कुछ हद तक, स्टेज बिजली मीटर भी कभी-कभी संबंधित समस्या के लिए अतिसंवेदनशील हो सकते हैं: चरण अपनी स्थिति निर्धारित करने के लिए पेडल में एक ठोस-राज्य एक्सेलेरोमीटर (ठोस-राज्य एक्सेलेरोमीटर के समान हो सकता है) का उपयोग करता है। चरणों के प्रारंभिक उत्पादन मॉडल पेडल स्थिति के अभेद्य माप से ग्रस्त थे, इसलिए पेडल गति भी imprecise थी - और इसमें अंतिम शक्ति अनुमानों की सटीकता के लिए नतीजे थे।
हाल ही में जारी (जनवरी 2012 के अनुसार) लुक / पोलर पॉवर मीटर पेडल स्पिंडल के साथ बहने वाले स्ट्रेन गेज का उपयोग करता है, और प्रत्येक पेडल को सावधानीपूर्वक स्थापित किया जाना चाहिए, ताकि पैडल को पता चले कि किस दिशा में बलों को लगाया जा रहा है - एक विशेष उपकरण के साथ आपूर्ति की जाती है अभिविन्यास के साथ मदद करने के लिए पैडल। टोक़ मूल्यों के लिए मापा बलों के रूपांतरण को सरल बनाने के लिए, लुक / पोलर पेडल केवल चार अलग-अलग क्रैंक लंबाई का उपयोग करने की अनुमति देता है: 170 मिमी, 172.5 मिमी, 175 मिमी, और 177.5 मिमी। 170 मिमी से कम क्रैंक वर्तमान में समर्थित नहीं हैं। एक पेडल "मास्टर" है और दूसरा "दास" है; दास पेडल जानकारी को मास्टर तक पहुँचाता है जो बाद में दोनों पैडल से डेटा को बंडल करता है और इसे हेड यूनिट को भेजता है। इस समय, लुक / पोलर पैडल अपने ट्रांसमिशन प्रोटोकॉल का उपयोग करता है और किसी अन्य निर्माता ने अभी तक संगत हेड यूनिट प्रदान करने के लिए हस्ताक्षर नहीं किए हैं। नए लुक पैडल पर शुरुआती रिपोर्ट इस बात की पुष्टि करती है कि पैडल का ओरिएंटेशन महत्वपूर्ण है: क्योंकि पैडल का स्पिंडल छोटा है, अलाइनमेंट में एक छोटी निरपेक्ष त्रुटि इसके कोणीय अभिविन्यास में एक बड़ी सापेक्ष त्रुटि हो सकती है।
आईबाइक पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण लेता है: यह अप्रत्यक्ष रूप से शक्ति की गणना करता है। यही है, आपको संभावित ऊर्जा (चढ़ाई या अवरोही) में परिवर्तन को दूर करने के लिए शक्ति की एक निश्चित मात्रा की आवश्यकता होती है, वायुगतिकीय खींचें (हवा सहित) को दूर करने और रोलिंग प्रतिरोध को खींचने के लिए गतिज ऊर्जा (तेजी या गिरावट) में परिवर्तन के लिए, यदि आप जमीन की गति, ढाल, हवा की गति, अपने कुल द्रव्यमान (आप प्लस बाइक और सभी उपकरण) को जानते हैं, फिर रोलिंग प्रतिरोध (सीआरआर) और एयरो ड्रैग और फ्रंट सतह क्षेत्र (सीडीए या ड्रैग एरिया) के गुणांक के अनुमानों के साथ संयुक्त करके आप गणना कर सकते हैं समग्र शक्ति (उदाहरण के लिए, यहां देखें))। संक्षेप में, बाजार पर अन्य बिजली मीटर ड्राइवट्रेन के साथ कहीं और सवार द्वारा आपूर्ति की गई बिजली को मापने के द्वारा "आपूर्ति पक्ष समीकरण" पर ध्यान केंद्रित करते हैं; iBike पवन, ढाल और अन्य ड्रैग फोर्स के खिलाफ बाइक को स्थानांतरित करने के लिए मांग की गई शक्ति को मापने के द्वारा "मांग पक्ष" पर केंद्रित है। सामान्य परिस्थितियों में, यह काफी (शायद आश्चर्यजनक रूप से) सटीक भी हो सकता है, हालांकि इस तरह से अनुमानित शक्ति की शुद्धता उतनी अच्छी नहीं है - iBike मानता है कि वायुगतिकीय ड्रैग क्षेत्र (उर्फ सीडीए) स्थिर है, इसलिए यदि सवार परिवर्तन की स्थिति (कहते हैं, ड्रॉप्स से बार टॉप्स की ओर बढ़ रही है) या अगर हवा की गति अलग-अलग होती है क्योंकि यव कोण बदलते हैं, तो पावर अनुमान बंद हो जाएगा। सामान्य तौर पर, iBike को पहाड़ी पर्वतों के लिए काफी सटीक दिखाया गया है; पाठ्यक्रम रोल करने या एक पैक में सवारी करने के लिए कम इसलिए समग्र सटीकता सवारी के सटीक मिश्रण और हवा की दिशा में परिवर्तनशीलता पर निर्भर करेगी। नॉन-स्ट्रेन गेज आधारित पुराने पोलर और एर्गोमो के साथ, आईबाइक को सटीकता या सटीकता के लिए सांख्यिकीय रूप से जांचा नहीं जा सकता है; बदतर है, और न ही यह एक प्रयोगशाला में एक गतिशील रिग पर जाँच की जा सकती है क्योंकि यह ढाल और हवा की गति पर निर्भर करता है। क्षेत्र में iBike के चेक प्रदर्शन किए गए हैं जब सवारों ने एक ही बाइक पर एक और बिजली मीटर लगाया है और दो डेटा धाराओं की तुलना की है।
बिजली मीटर सटीकता की कुछ "एक साथ" तुलना की गई है, जहां एक सवार ने बाइक पर दो या अधिक बिजली मीटर लगाए और संरचित या असंरचित सवारी पर चला गया। आप यहाँ और यहाँ एक "रोसेटा स्टोन" की तुलना कर सकते हैं ।
सामान्य रूप से, सभी व्यावसायिक रूप से जारी बिजली मीटर सटीक (और कभी-कभी सटीक) होते हैं जब आदर्श परिस्थितियों में नए-समायोजित और प्रदर्शन किए जाते हैं। हालांकि, स्थितियां हमेशा आदर्श नहीं होती हैं और भागों क्षतिग्रस्त, गंदे और खराब हो जाते हैं। यदि सटीकता और सटीकता महत्वपूर्ण है, तो "डिजाइन" सटीकता (चाहे तनाव गेज, ऑप्टिकल सेंसर, चुंबकीय सेंसर, या हवा की गति सेंसर पर आधारित) केवल आधी लड़ाई है: उतना ही महत्वपूर्ण घर पर एक बिजली मीटर को सत्यापित करने की क्षमता है बता सकते हैं कि वे कब बंद हैं
मुझे पहली SRM पावर मीटर की यह छवि दिलचस्प लगी :
क्रैंक को लीवर की तरह ऊपर की ओर उखाड़ा जाता है (धुरी के चारों ओर घूमते हुए) - जितना अधिक जोर से आप पेडल को धक्का देते हैं, उतना ही अधिक स्ट्रेन-गुएज़ झुकता है, जिसके आउटपुट का उपयोग वॉटेज की गणना के भाग के रूप में किया जाता है (जैसा कि अन्य में बेहतर वर्णित है) जवाब!)
कई आधुनिक बिजली-मीटर अनिवार्य रूप से इस अवधारणा पर परिशोधन हैं
मौलिक रूप से, बिजली मीटर सभी बल (या टोक़) और एक गति को मापकर काम करते हैं।
http://en.wikipedia.org/wiki/Power_(physics)#Mechanical_power
P(t) = F(t) * v(t)
दूसरे शब्दों में:
Power = Force * velocity
एक पेडल या क्रैंक आधारित पावर मीटर या तो मापता होगा कि क्रैंक पर कितना टोक़ लगाया जाता है। अपने ताल के साथ संयुक्त आपको बिजली का उत्पादन देता है (समय में जोड़ें और आपके पास कुल काम पूरा हो गया है)।
हब आधारित बिजली मीटर ड्राइवट्रेन द्वारा हब पर लगाए गए टोक को माप रहा है और गति या पहिया रोटेशन के साथ संयोजन करके उसी मूल गणित को करने और वहां बिजली उत्पादन की गणना करने के लिए गणना करता है।
मूल रूप से, एक ड्राइवट्रेन में जाने वाली शक्ति को मापता है, अन्य उपाय ड्राइवट्रेन से बाहर आता है। यदि आपके पास दोनों होते, तो हब पावर मीटर ड्राइवट्रेन में बिजली खो जाने के कारण थोड़ी कम शक्ति दिखाती। एक साइकिल ड्राइवट्रैन बहुत कुशल है (विशेषकर जब अच्छी तरह से बनाए रखा जाता है), तो मैं बहुत छोटे अंतर के बारे में चिंता नहीं करूंगा। कुछ हद तक यह निर्भर हो सकता है कि आप अपने पावर आउटपुट या पूरे राइडर + साइकिल सिस्टम के पावर आउटपुट की अधिक देखभाल करते हैं या नहीं।
वास्तविक अंतर्निहित भौतिक तंत्र शायद एक तनाव गेज है जिसमें एक बीम पर पतली तार से चलने वाली ज़िग-ज़ैग होता है जो बल के रूप में थोड़ा झुकता है। तारों को मोड़ने से विद्युत प्रतिरोध बदल जाता है। http://en.wikipedia.org/wiki/Strain_gauge
मैंने बिजली मीटर के बारे में भी सुना है जो पैडल को बल मापता है। मुझे लगता है कि उन्हें क्रैंक की लंबाई बताने की आवश्यकता है। मैंने उन प्रणालियों के बारे में भी सुना है जो बिजली उत्पादन की गणना करने के लिए बल / टोक़ जानकारी प्राप्त करने के लिए श्रृंखला पर तनाव की गणना करने के लिए श्रृंखला कंपन को मापते हैं।