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などで離れた場所から見るために設計され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ます。手動計時では、人がボタンを押すことによって時計をスタートおよび停止します。全自動計時では、開始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。一番上のボタンを押すとタイマーが作動し、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、ストップウォッチがゼロにリセットされます。2 番目のボタンは、スプリットタイムまたはラップタイムを記録するためにも使用されます。時計の作動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、時計のメカニズムは合計経過時間を記録するために作動し続けます。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ゼンマイによって駆動され、ストップウォッチの上部にあるローレットノブを回してゼンマイを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、水晶発振器のタイミング要素を備えているため、機械式時計よりもはるかに正確です。マイクロチップが内蔵されているため、日付や時刻機能も備わっていることがよくあります。外部センサー用のコネクタが付いているものもあり、ストップウォッチを外部イベントで起動して、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]これはニキシー管の読み取りを使用し、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、後にモスクワの世界大学ゲームズ、ロシア、米国のNCAA、オリンピック選考会で使用されました。

この装置は、時間を正確に、かつ複雑さを最小限に抑えて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良い例です。

ストップウォッチ機能は、腕時計、携帯電話、ポータブル音楽プレーヤー、コンピューターなど、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 視覚刺激を検出して反応するまでには、約 180～200ミリ秒かかります。 ^[2]ただし、ストップウォッチが使用されるほとんどの状況では、タイミング 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。手動タイミングを使用した平均測定誤差は、この場合は短距離走の場合、電子タイミングと比較して約 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]

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

• ${\displaystyle \sigma _{Q}}$と間の不確実性の合計である。${\displaystyle \sigma _{a}^{2}}$${\displaystyle \sigma _{b}^{2}}$
• ${\displaystyle \sigma_{a}}$実際に実験から得られた値です。
• ${\displaystyle \sigma_{b}}$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 の場合、1.50 は、0.05 は となります。 ${\displaystyle \sigma_{a}}$${\displaystyle \sigma_{b}}$

ほとんどの科学実験では、研究者は通常、SI単位系または国際単位系を使用します。ストップウォッチの場合、ストップウォッチを観察するときに一般的に使用される時間の単位は、分、秒、および「100分の1秒」です。^[5]

多くの機械式ストップウォッチは「10 進分」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、通常の秒を使用するよりも時間の加算と減算が簡単になります。

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  デジタルストップウォッチ
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  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標準的な時計の機能を兼ね備えています。
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  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
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  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。小さな赤い針が 1 秒あたり 1 回転し、時間停止操作の精度を比較的高くします。
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  カシオのデジタル腕時計のストップウォッチ機能。
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  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。

• クロノグラフ
• サミュエル・ワトソン（時計学者）、最初のストップウォッチを作った人
• タイムクロック
• タイムキーパー
• 時間からデジタルへのコンバータ
• タイマー
• ストップウォッチギャング

ウィキメディア・コモンズには、ストップウォッチに関連するメディアがあります。

• オープンソースの物理ストップウォッチコンピュータモデル
• NIST 推奨実践ガイド: 特別刊行物 960-12 ストップウォッチとタイマーの校正