Pfeilgeschwindigkeit messen

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ullr
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Re: Pfeilgeschwindigkeit messen

Beitrag von ullr » 14. Sep 2018, 15:28

rstoll hat geschrieben:
14. Sep 2018, 14:42
b_der_k_te hat geschrieben:
14. Sep 2018, 14:11
rstoll,
hast Du weitere Meßreihen aufzeichnen können, oder liegt das Chrony schon mit leeren Batterien in der Ecke? :mrgreen:
*grins*
Nene, war erst Mittwoch wieder testweise im EInsatz und wird auch heute Abend ggf. eingesetzt. Muss mal schauen ob ich eine Dir bekannte Person ;) zu einer Testreihe überredet bekomme.

Hier mal zwei unterschiedliche Testreihen.chronymess2.jpg
Ein Schuß aus der Hüfte:
Die deutlich höhere Standardabweichung bei niedrigen Geschwindigkeiten deutet darauf hin, dass die angegebene Meßungenauigkeit halt absolut ist und sich nicht auf den aktuellen Meßwert bezieht.
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b_der_k_te
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Re: Pfeilgeschwindigkeit messen

Beitrag von b_der_k_te » 14. Sep 2018, 18:30

rstoll hat geschrieben:
14. Sep 2018, 15:16
Schicke Dir die gesammelten Listen nächste Woche. Hab dieses Wochenende noch drei Veranstaltungen da geht's leider nicht eher.
Puh, Stress pur. Bei mir ist es nur ein Turnier.
Habe es ja nicht eilig, wann immer es Dir beliebt.
ullr hat geschrieben:
14. Sep 2018, 15:28
Ein Schuß aus der Hüfte:
Die deutlich höhere Standardabweichung bei niedrigen Geschwindigkeiten deutet darauf hin, dass die angegebene Meßungenauigkeit halt absolut ist und sich nicht auf den aktuellen Meßwert bezieht.
Ein heftiger Schnellschuß Christian. :lol:
Also ich sehe das gar nicht. In absoluten Zahlen [m/sek] wirkt es für mich sogar anders herum - die Testreihe der Tribune hat weniger Speed-Streuung.
Relativ zum Mittelwert ist es vielleicht eine andere Geschichte.
Doch grundsätzlich kann man das bei diesem Stichprobenumfang nicht so adhoc behaupten.
Dann muß man auch berücksichtigen das es sich bei der ACC3-39 Reihe um ein Compound-Setup handeln wird. Dort könnte man systembedingt eine geringere STABW erwarten; doch auch diese Behauptung wäre an den Haaren herbeigezogen.
Das erste Argument (Stichprobenumfang) gefällt mich besser... Man muß exakt, korrekt bleiben und zuerst mal rechnen. Sonst holt Dich Deine Signatur ein. ;)

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Re: Pfeilgeschwindigkeit messen

Beitrag von ullr » 14. Sep 2018, 20:20

b_der_k_te hat geschrieben:
14. Sep 2018, 18:30
... Sonst holt Dich Deine Signatur ein. ;)
:D
Damit Bernd, hätte ich überhaupt keine Probleme...
Gruß und klar doch,
"Gut Schuß!"
Christian
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ullr
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Re: Pfeilgeschwindigkeit messen

Beitrag von ullr » 8. Okt 2018, 09:42

Da habe ich einen interessanten Artikel gefunden.
Fundort: 3-D Bogensport Nr. 2/2018, Seite 52 (ja, ich weiß, das ist Reklame, aber die gehört zu dem Artikel dazu und ist mit Sicherheit nicht zufällig so gewählt, dass der Eindruck entsteht, sie wäre Teil des Artikels),
Seite 54 und folgende "Wenn's am Auszug fehlt"
Ich habe die beiden Beispiele auf Seite 56 und 58 untersucht.
Nun gehe ich davon aus, das der Versuchsleiter mit dem Zollstock richtig gemessen hat (sogar die Abweichungen in cm angegeben - Respekt!), auch die Schußentfernungen stimmen aber auf die kommt es nicht so an, und dass die Geschwindigkeiten von einem Meßgerät an seiner Schießmaschine stammen, die ab 2300.-Euronen kosten soll. Die Angaben in der Zeitschrift reichen aus, um sie per Rechnung nachzuprüfen, und das habe ich getan. Als Pfeildurchmesser habe ich (auch beim Langbogen) 5,5mm angenommen, ansonsten gelten die gleichen außenballistischen Vorgaben, die ich immer anwende, Standardatmosphäre und cw-Wert=5,3.
Fangen wir mit dem Langbogen an. Wenn man vom Referenzwinkel beim Auszug von 28" ausgeht hätte er nach Versuch bei einer Anfangsgeschwindigkeit von 47,7m/s eine Ablage bei 30m von -17cm, und bei 40m eine von -38m
Gerechnet und davon ausgehend das die Ablage richtig gemessen wurde hat er aber nicht eine Geschwindigkeit von 47,7m/s sondern von 51m/s. Bei 27" wäre die Geschwindigkeit nicht 50,1m7s, sondern 52m/s, bei 29" nicht 56,1 sondern 55m/s.
Diese Abweichungen ziehen sich durch den gesamten Artikel durch (OK, ich habe nur die ersten beiden Bogen gerechnet, mir wurde das dann zu dumm).
Hier liegen eindeutig grobe Meßfehler der Pfeilgeschwindigkeit vor, ich bin weiter überzeugt davon, dass auch grobe Verfahrensmängel da waren, denn es ist für mich ziemlich klar, dass nur Einzelschüsse ausgewertet wurden. Und das ist in der Außen- und Innenballistik ein absolutes No-Go.
Dem Techniker gebe ich keine Verantwortung für den Artikel, der will sein Produkt verkaufen. Dr. Dietmar Vorderegger sollte aber soviel Kenntnis haben, um solche groben Schnitzer zu vermeiden.
Wenn ich eine Zeitschrift für Bogenschießen herausgeben würde, dann hätte ich -mit Sicherheit- eine vernünftige Software zur Verfügung.
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rstoll
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Neue Messung

Beitrag von rstoll » 18. Okt 2018, 19:48

Sodele, dank der Bereitstellung eines selfmade-Hooter-Shooter eines Vereinskollegen konnte ich heute einmal einen kurzen Test machen bei dem der menschliche Faktor weitestgehend ausgeschlossen sein sollte.
Hier mal die Geschwindigkeitsmessung eines einzelnen Pfeils:
72,84
72,83
72,77
20,69 (deutliche Fehlmessung)
71,91
72,80
72,92
72,50
err2
72,73
72,72
72,72
72,66
72,96
72,72
72,77
72,71
err2
err2
err2
... (vermutlich terminiert durch die tiefstehende Sonne)
Reicht das für eine halbwegs verlässliche Bewertung?
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ullr
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Re: Pfeilgeschwindigkeit messen

Beitrag von ullr » 24. Okt 2018, 09:13

Diese Meßreihe zeigt, dass dieses Meßgerät prinzipiell brauchbar wäre.
Es ergibt sich ein Mittelwert von 72,7m/s und eine Standardabweichung von +/- 0,244m/s Das heißt innerhalb eines Bereiches von 72,7m/s +/-0,48m/s würden 95% *) der Werte liegen. Alle Treffer lägen in der Zehn. Damit könnte man arbeiten. Ich befürchte aber, dass beispielsweise Wetterbedingungen und andere Einflüsse die Meßwerte verfälschen können. Nicht umsonst wird in der Ballistik die Anfangsgeschwindigkeit immer mit Doppelmessungen bestimmt.
Mich würde jetzt noch eine ähnliche Meßreihe bei einer geringen Pfeilgeschwindigkeit (beispielsweise 50-55m/s) interessieren.
Mit der gleichen Standardabweichnung gerechnet wären bei einer Anfangsgeschwindigkeit von 50m/s schon 5% *)der Treffer auf 30m außerhalb der Zehn.
Bei allen Berechnungen wurde ein Pfeilmasse von 20g und ein Pfeildurchmesser von 5,5mm angenommen.
Gruß
ullr
*) Geändert nach Hinweis von b_der_k_te am 24.10.2018
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Re: Pfeilgeschwindigkeit messen

Beitrag von b_der_k_te » 24. Okt 2018, 12:05

Hallo mal wieder.
So ein "Hooter-Shooter" ist absolut Gold wert :!: Gerade für Untersuchungen wie diese hier. Schwankende Abweichungen die von einem Schützen in persona herrühren, können so eliminiert werden.
Der Bereich in dem der Pfeil durch die Meßapparatur fliegt, kann schneller und besser eingestellt werden und die Auszugslänge z.B. kann konstanter beibehalten werden.
rstoll, hast Du darauf speziell geachtet? Zum Beispiel könnte am "Shooter" ein fester mechanischer Anschlagpunkt montiert werden. Auch und gerade beim Compound kann das sehr nützlich sein.

Die Meßwerte sind hier schon deutlich enger beieinander wie ullr mit der Standardabweichung schon gezeigt hat. Bei genauerer Betrachtung weicht ein einzelner Wert (jener mit 71,91) sogar mehr oder weniger deutlich von den anderen ab. Den könnte man evtl. auch nochmal als Ausreißer betrachten.
Ab hier stellt sich dann auch ernsthaft die Frage ob die Meßwertschwankungen nun tatsächliche Geschwindigkeitsschwankungen des Pfeils/der Pfeile sind oder (was ich hier nun eher vermute) Meßungenauigkeiten/-Schwankungen des Chronys.

ullr, ich habe die Befürchtung Du hast bei Deiner Berechung falsche Faktoren herangezogen:
Du hast die Standardabweichung mit 2 multipliziert, wie es üblich ist wenn man von einer Normalverteilung ausgehen kann. Mit dem Faktor 2 erhält man aber nicht den Bereich mit 90% sondern den mit über 95%.
Die Pfeile auf 30m würden also nur in 5% der Fälle außerhalb des Zehners liegen. Konkret 2,5% oberhalb und 2,5% unterhalb des 8cm-Streifens. Aber das auch nur dann wenn man davon ausgeht das jeder gemessene Wert exakt die tatsächliche Pfeilgeschwindigkeit darstellt.
Genau genommen düfte man nicht die Faktoren für eine Normalverteilung nehmen. Bei Stichproben wie diese hier sollte man sich an die Student-t-Verteilung orientieren. Bei 15 gültigen Meßwerten ist der Faktor für 90% 1,76 und für 95,5% 2,2 (statt den 2,0...) Das macht also jetzt nicht sooo viel aus.

Wenn man aber davon ausgeht das nicht der Pfeil, sondern das Meßgerät die Wertschwankungen verursacht, oder zumindest eine Kombination aus Beiden, dann ist es doch interessanter zu wissen in welchem Bereich der wahre Mittelwert der Geschwindigkeit wohl liegen wird. Diesen Bereich nennt man in der Statistik das Konfidenzintervall. Um diesen zu berechnen braucht man wieder die Standardabweichung, dann den sogenannten Schätzfehler und nochmals einen Faktor der aus der Verteilwahrscheinlichkeit hervorgeht - ich nehme dafür wieder die Student-t.
Der Schätzfehler ist definiert als die Standardabweichung dividiert durch die Wurzel aus der Anzahl der Meßwerte. sm = STABW / Wurzel(n)
Der Faktor aus der Student-t-Verteilung bei 15 Meßwerten und für 1% zweiseitigen Fehler ist 2,62. Dieser mit dem Schätzfehler multipliziert ergibt für die Meßwerte von rstoll hier nun +/-0,166 [m/s].
Was bedeutet das jetzt?
Würde man weitere Stichprobenmessungen (mit jeweils 15 gültigen Werten) machen, so wäre der daraus berechnete Mittelwert wahrscheinlich in nur 1% der Stichproben größer oder kleiner als 72,7 m/s +/-0,166 m/s.
Demnach ist mit 99%er "Sicherheit" zu erwarten, daß der wahre Mittelwert der Pfeilgeschwindigkeit zwischen 72,53 und 72,87m/s liegt.
Mit diesen Werten gerechnet landen die Pfeile auf 30m sicher alle im Zehner, wenn nicht sogar im X.

Überbewerten darf man diesen Bereich wohl auch nicht. Denn was heißt das im Grunde?
Den wahren Mittelwert (der Messung) erhält man erst wenn man richtig viele (unendlich) Meßwerte aufzeichnet. Das Konfidenzintervall ist ein Mittel zur Abschätzung wenn man nur eine begrenzte Anzahl an Meßwerte hat.
Bringt uns der Mittelwert aber weiter?
Nicht wirklich, außer man nimmt an das bei jedem Schuß der Pfeil immer exakt mit ein und derselben Geschwindigkeit abgeht. Doch darf man das annehmen, bzw. was für Bedingungen müssen gegeben sein damit man es dürfte?
llr´s Berechnung könnte man so interpretieren das das Meßgerät keinen Meßfehler verusacht, wogegen die von mir vom Ideal ausgeht das die Pfeile immer mit derselben Geschwindigkeit wegfliegen.

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Re: Pfeilgeschwindigkeit messen

Beitrag von rstoll » 24. Okt 2018, 12:37

b_der_k_te hat geschrieben:
24. Okt 2018, 12:05
Schwankende Abweichungen die von einem Schützen in persona herrühren
Das wollte ich eben auch auf ullr's Post als zusammenfassende Erkenntnis meinerseits schreiben. Ich denke das zeigt deutlich dass man für solche Tests den Unsicherheitsfaktor "Mensch" eliminieren muss. Bei dem test habe ich ausschließlich den Pfeil1 aus der weiter oben stehenden Tabelle ACC3-39 verwendet und immer auf den exakt gleichen Auszug geachtet (habe mir eine Markierung auf die Achse gemacht und immer exakt gleich weit ausgezogen/gekurbelt).
b_der_k_te hat geschrieben:
24. Okt 2018, 12:05
Bei genauerer Betrachtung weicht ein einzelner Wert (jener mit 71,91) sogar mehr oder weniger deutlich von den anderen ab. Den könnte man evtl. auch nochmal als Ausreißer betrachten.
Auch dazu hatte ich schon den ersten Satz in der Mache: Hier wollte ich schreiben dass ich einen gewissen Verdacht habe und den - so es noch einmal schöne, konstante Freiluftbedingungen gibt - verifizieren. Das war der einzige Schuss bei dem ich nicht euf die genaue Ausrichtung des "Hooter-Shooter" geachtet habe und vermute einen leicht schrägen Schuss. (ich hatte die Hochachsen-Arretierung nicht festgezogen und vermute, dass ich beim Zurückkurbeln das Gerät leicht nach links geschwenkt habe). Jedenfalls hatte ich nach dieser Abweichung bei den Folgeschüssen immer auf die exakte Ausrichtung geachtet.
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Re: Pfeilgeschwindigkeit messen

Beitrag von ullr » 24. Okt 2018, 13:21

b_der_k_te hat geschrieben:
24. Okt 2018, 12:05


ullr, ich habe die Befürchtung Du hast bei Deiner Berechung falsche Faktoren herangezogen:
Du hast die Standardabweichung mit 2 multipliziert, wie es üblich ist wenn man von einer Normalverteilung ausgehen kann. Mit dem Faktor 2 erhält man aber nicht den Bereich mit 90% sondern den mit über 95%.
Die Pfeile auf 30m würden also nur in 5% der Fälle außerhalb des Zehners liegen. Konkret 2,5% oberhalb und 2,5% unterhalb des 8cm-Streifens. Aber das auch nur dann wenn man davon ausgeht das jeder gemessene Wert exakt die tatsächliche Pfeilgeschwindigkeit darstellt.
Genau genommen düfte man nicht die Faktoren für eine Normalverteilung nehmen. Bei Stichproben wie diese hier sollte man sich an die Student-t-Verteilung orientieren. Bei 15 gültigen Meßwerten ist der Faktor für 90% 1,76 und für 95,5% 2,2 (statt den 2,0...) Das macht also jetzt nicht sooo viel aus.

Hallo Bernd, ja Du hast Recht. Eine Standardabweichung entspricht 68,7%, zwei 95,5%. Da hat sich bei mir 90% zwischengemogelt, ich weiß auch nicht wie... Man sollte doch ab und zu mal nachlesen.
Gruß und Danke für die Richtigstellung!
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Es war noch einmal schönes Wetter ...

Beitrag von rstoll » 26. Okt 2018, 17:00

... und so habe ich soeben meinen Kopf noch einmal von Bürostress gelüftet und kurz für einen Abstecher auf den Bogenplatz unterbrochen.
ullr hat geschrieben:
24. Okt 2018, 09:13
Mich würde jetzt noch eine ähnliche Meßreihe bei einer geringen Pfeilgeschwindigkeit (beispielsweise 50-55m/s) interessieren.
Hier nun eine neue Messwertreihe (immer der gleiche Pfeil, 25lbs-Recurve, weiterhin natürlich keine Laborbedingungen) mit folgenden Erkenntnissen:
1) Meine Vermutung den einen Messwert-Ausreißer durch leichten Li/Re-Abweichung zu erklären, hat sich nicht bestätigt
2) eine Veränderung der Auszugslänge bei der Winde (Teilung im Endauszug: 1 Zahn = 6mm) lässt sich deutlich in den Ergebnissen nachweisen
3) leichte Tendenz zu minimal höheren Geschwindigkeiten mit fortschreitender Schusszahl ??? ??? ???

Messwerte
50,34
50,45
50,27
50,22
50,36
50,40
50,50
50,32
50,37
50,39
50,37
50,74
50,31
50,36
50,52
50,27
50,51
50,53 *
50,53 *
50,32 *
50,56 * ( * = auf 8 m Einschlag zwischen 20cm re und 10 cm li variiert)
50,56 *
50,55
50,63
51,10 **
51,18 **
51,04 **
51,21 ** (** = + 1 Teilung, gemessen 6mm)
51,05 **
50,54 *** (*** = Abschluss Kontrollschuss wieder -1 Teilung)
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