9.83秒。苏的分数是怎么到微秒的？

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体育电子设备研发总监

第32届奥运会于2021年8月8日在东京落幕。纵观这届奥运会，中国代表团表现出色，成绩斐然。

其中，有一个人虽然没有登上领奖台，但他能以黄种人的身份代表中国参加该项目的决赛，已经是一大奇迹，那就是“飞人”苏！百米赛跑是个奇迹，瞬间举国沸腾。半决赛9.83秒，决赛9.98秒，刷新亚洲纪录，再次挑战黄种人的极限！

你可能会想，百米赛跑的计时怎么可能精确到微秒？

准确的计时是衡量一个运动员跑步速度最有效、最直观的标准。无论是之前的成绩载入史册，还是新的成绩会打破之前的记录，计时越准确，记录成绩的意义就越大。

人类在追求更快更强速度的同时，时间测量的精度也在提高。当我们还在研究中学题“裁判应该先听到枪声还是先看到烟才开始计时”的时候，奥运会就已经进入了全自动电子计时的时代。

& gt& gt& gt& gt这个机械时代

1896年第一届雅典奥运会，采用瑞士浪琴公司制造的手动计时怀表。众所周知，人工计时容易受人为因素影响，准确度不高，误差会很大。

机械计时表的精度在不断提高，但其精度甚至无法接近1/10秒，1/10秒在百米赛中所能产生的距离差也很明显。直到1932，在本届奥运会上使用了机芯为1130的计时码表，计时码表的精度有了重大突破，逼近1/10秒。

& gt& gt& gt& gt新生电子时代

1949年，欧米茄公司和英国竞赛终端唱片公司* * *制作了一台由应时驾驶的时间记录器，并在1952年的赫尔辛基奥运会上使用，这是竞赛计时的一大突破。从此，应时奥运会进入了电子计时时代。

应时电子记录仪的精度不仅可以达到1/100，而且计时更加稳定，误差大大减小。还可以附高速打印机，即时打印比赛成绩，功能更强大。

& gt& gt& gt& gt光影结合时代

其实早在1945，欧米茄就研发出了第一台移动独立光电眼设备，号称“魔眼”。精度高达1/1000 s，高速拍摄的照片可以解决肉眼无法判断输赢的问题，运动员也不用争分夺秒的停线计时。1948奥运会用的。

开发了1949“狭缝”终端摄像机，与光电眼设备“魔眼”相结合，开启了运动计时的新时代。然后创新技术不断诞生，光影结合的设备不断升级优化。

& gt& gt& gt& gt信息化时代

随着信息技术的蓬勃发展，给百米赛跑计时带来的进步是突飞猛进的。在1992中，美国公开了一种利用终端摄像头和光电传感器确定比赛时间的方法，帧间隔为1/25秒。发令枪启动，计时设备触发，运动员起跑，当他们通过终点线并中断辐射源和探头传感器的辐射时，光电传感器产生信号相应记录时间。

1994年，中国公布了一种图像显示计时装置，通过普通电视实现了比赛的即时终点图像。2002年美国可以在屏幕上显示的赛跑计时系统，2006年日本通过移动终端的信息记录、管理和通信系统，2012年欧米茄发明的分辨率高达百万分之一秒的量子计时器...

科技的创新和进步将计时器推向了更加完美和精确的高度，在奥运比赛中发挥着至关重要的作用。

由于技术限制，1932之前的奥运会都是手动计时。那么如上所述，裁判是在枪响后开始计时还是在看到烟后开始计时呢？

答案是，看到大炮冒烟就开始计时。因为常温下声音在空气中的传播速度是340m/s，从起跑线传来的枪声到达终点计时裁判的耳朵大约需要0.29 s。运动员跑了几米裁判才开始计时，显然是不现实的。光在空气中的传播速度约为3*108m/s，所以枪烟的传播速度比炮火快得多，时间可以忽略不计。

但是，枪一开，烟就散了，远远地就虚幻了，观察不到。裁判也很难准确把握烟雾出现的瞬间。再加上裁判之间的反应速度、按键和捏表的灵敏度等主观因素不同，所以球员成绩的记录会有大大小小的偏差。这是一种非常不严谨的计时方式，在某种程度上是不公平的。

为了消除人类差异造成的计时偏差，人类想到了用电子技术代替人工。

于是，在1932，出现了一台“科比相机”，可以在终点线拍照，并准确计时，然后进行了光影结合。1964连接了发令枪、计时器和终端摄像头，一体化的系统设计将计时精度提升到了一个新的高度。

到目前为止，高速光感终端相机每秒可以拍摄数千张照片并制作组合图像，高精度量子定时器也可以将误差精确到千分之一秒。人类可以自豪地说，本届奥运会几乎不会出现计时误差造成的不公平。

奥运会百米赛跑计时程序发展到今天，其复杂程度和先进程度是不可想象的。发令枪、发令枪和终端计时设备都连接上了，指令信息就可以即时发送和传达。

不仅是奥运会，所有国际赛事的100米比赛都需要使用起跑装置和深蹲起跑。裁判下达各位置和准备的指令，参赛选手必须立即做出相应的动作，将脚放在起跑装置上并施压，做好起跑准备，只等枪响。计时官拉动启动器，终端计时设备立即启动；同时，为了保证公平，每个跑者起跑装置上的扬声器会放大指令枪声，跑者开始起跑。

根据奥林匹克田径运动的规定，在做出最后的起跑姿势后，在发令枪响之前，不允许移动或做出任何起跑动作，否则将被判定为抢跑，直接取消比赛资格。不能用声音或动作干扰别人，否则会被算跑犯规。

为了防止失控，电子起动机的脚踏板上装有压力传感器。考虑到运动员听到枪响的反应时间不会小于0.1s，而且在起跑的瞬间双脚要在脚板上施加相当大的力才能获得瞬间的初速度，所以奥运会百米赛中规定运动员对发令枪的压力在0.1s内大于30N。如果有人试图逃跑，必须发布新的命令。

100米赛跑运动员必须一直在自己的跑道上跑。如果他跑错了，他不会被计算在内。到达终点的参与者依靠运动员的躯干，不包括头、颈、臂、腿、手和脚。第一个到达终点的人排名第一。如果成绩相等，排名并列；如果决赛第一名不分伯仲，裁判会根据情况决定是否重新比赛。如果没有，就并列第一。

你可能觉得以现代钟表的高精度，平行结果的概率比不上彗星撞地球？事实上，奥运会百米赛跑的计时精度只有千分之一秒，所以仍然有可能并列排名。

轨道末端有红外光电拦截系统。当第一名运动员冲过终点线时，会触发激光信号，激光拦截设备会迅速显示第一名运动员的成绩。还有平行于终点线安装的高速线性摄像头，可以扫描图像，以每秒上千张图片的速度向计时表发送信息；电脑把图像和时间结合起来，然后技术人员通过图像判断结果，最后得出比赛结果。

百米赛跑作为一项古老而传统的比赛，一直以来都是用最原始的方式挑战人类的极限。我们在不断突破自己，对计时的功能性和精准性有了越来越严格的要求。

那么，人类的极限在哪里？1968年墨西哥奥运会百米赛跑，人类首次突破10秒大关。破纪录的伟人大卫·帕尔说，“那是一扇虚掩的门”。