Измерение чрезвычайно важно в спорте, особенно когда спортсмены выступают на олимпийском уровне. Точные измерения становятся критически важными с точки зрения высоты прыжков, времени забегов и массы гирь. Исторически существовали трудности с измерением дистанции марафона на Олимпийских играх, и в результате Международная ассоциация спортивных федераций (ИААФ) признавала только лучшие результаты и не присваивала мировые рекорды до 2004 года, когда устройство, известное как счетчик Джонса, было признано достаточно точным.
Счетчик Джонса - это простое устройство с редуктором, которое подсчитывает обороты велосипедного колеса. Счетчик был разработан отцом и сыном в 1970-х годах.1 Это устройство откалибровано с помощью рулетки длиной не менее 30 метров. Рассчитывается количество оборотов, соответствующее этому расстоянию, а затем соответствующим образом прокладывается остальная часть трассы. Измерения занимают несколько часов, а их точность соответствует погрешности примерно 1 часть на 1000.
Крис Блэкберн, техник-физик из отдела полупроводников и размерной метрологии Национального института стандартов и технологий (NIST), говорит, что эта калибровка не была особенно сложной, но она была немного необычной, потому что длина ленты, которую хотел откалибровать измеритель курса, составляла 100 метров, что на 40 метров длиннее, чем «ленточный туннель» NIST. Следовательно, калибровку приходилось делать по частям.2
«Неопределенности, связанные с нашей системой лазерного интерферометра, очень малы», - говорит Блэкберн. «А за счет правильного натяжения ленты, чтобы вытянуть ее прямо, и поддержания температуры на уровне 20 °C, плюс-минус 15 сотых градуса, мы достигаем погрешности в 0,00018 метра, что в большинстве случаев соответствует или превышает требования наших клиентов.”3
Блэкберн и его группа проводят около сорока калибровок в год. ИААФ выбрала Дэвида Каца из Finish Line Road Race Technicians, Inc. и друга Хью Джонса для помощи в проведении измерений. Кац связался с NIST, чтобы откалибровать ленту, которую они использовали для калибровки счетчиков Джонса. После завершения выяснилось, что погрешность составляет всего около 13 миллиметров на 100 метрах для трассы, в результате чего получается от 1,3 до 2 метров. «Я был в восторге от результата», - говорит Кац. «Этот уровень согласия с разницей примерно в 2 сантиметра на милю довольно примечателен. Это измерение стало моей золотой медалью».
До этого случая NIST также просили помочь с проблемами измерений олимпийских размеров. В 2002 году NIST работал с официальными лицами зимних Олимпийских игр над калибровкой и тестированием фотоэлектрических таймеров, используемых в бобслее и гонках по санному спорту, показывая, что их точность составляет менее полмиллисекунды.4