250英里/小時(shí)的速度下檢查車速表時(shí)將目光從賽道上移開?油量表?油門位置?數(shù)據(jù)采集??或DAQ系統(tǒng)可以比任何駕駛員更頻繁地進(jìn)行檢查 - 他們檢查汽車傳感器并每十分之一秒或百分之一秒存儲(chǔ)讀數(shù)。實(shí)際上，傳感器可連續(xù)測(cè)量油壓，車輪速度，懸架運(yùn)動(dòng)以及許多其他參數(shù)。車載計(jì)算機(jī)以指定的時(shí)間間隔對(duì)傳感器讀數(shù)進(jìn)行采樣，并在汽車環(huán)繞軌道時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這些設(shè)備大部分都是印地賽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。

有兩種方法可以從賽車計(jì)算機(jī)獲取數(shù)據(jù)。當(dāng)汽車停在維修站時(shí)，許多團(tuán)隊(duì)通過電纜將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦P記本電腦。大多數(shù)Indy汽車通過無線電將數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰壟杂?jì)算機(jī)，無論是實(shí)時(shí)還是突發(fā)模式。

如何處理所有這些數(shù)據(jù)?Dragster可以在5秒內(nèi)生成16兆字節(jié)。工程師使用配備專用軟件的PC來分析數(shù)據(jù)并在幾秒鐘內(nèi)以圖形方式顯示數(shù)據(jù)。結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生直接答案，但指出了車輛設(shè)置的方向或如何改進(jìn)駕駛員技術(shù)。車輛的變化范圍可以從改變整個(gè)部件以改善空氣動(dòng)力學(xué)到改變點(diǎn)火正時(shí)。

許多專業(yè)賽車隊(duì)運(yùn)行兩輛車，因此他們可以快速收集數(shù)據(jù)兩次。來自每輛車的數(shù)據(jù)可以疊加在圖表上，以顯示一個(gè)駕駛員在賽道上比另一個(gè)更快的位置。工程師可以使用這些數(shù)據(jù)來加速較慢的汽車。此外，工程師可以對(duì)汽車進(jìn)行不同的更改以解決相同的問題，并查看哪種設(shè)置效果最佳。

數(shù)據(jù)娛樂。參加CART(冠軍賽車隊(duì))系列的Penske Racing工程師Gary Denton使用Keithley-Metrabyte的數(shù)據(jù)采集板，它有兩個(gè)模擬輸出來測(cè)試Indy汽車。

該裝置是一個(gè)底盤裝置，在汽車的前角有一個(gè)液壓油缸，可以重新創(chuàng)建一圈來測(cè)試懸架，車輪和減震器。道路輸入來自吉時(shí)利DAS-1802卡的輸出。

該卡從比賽期間實(shí)際坐在車內(nèi)的DAQ系統(tǒng)獲取道路數(shù)據(jù)。“我們的汽車配備了Pi Research Ltd.(英國劍橋)的DAQ系統(tǒng)，用于測(cè)量懸架行程和載荷，”Denton說。在Pi系統(tǒng)中，以不同速率工作的大約100個(gè)信道每圈收集200千字節(jié)。

DAS-1802 ISA板以333,000樣本/秒的速度采集數(shù)據(jù)，并提供16個(gè)單端或8個(gè)差分輸入。它的兩個(gè)模擬輸出可以將收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到執(zhí)行器或其他設(shè)備，供工程師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和評(píng)估。

基于IBM 486的臺(tái)式PC，是測(cè)試裝置的一部分，通過Visual Basic與Keithley卡接口。在測(cè)試期間，工程師測(cè)量輪胎偏轉(zhuǎn)和加速度，這些都是由于發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而導(dǎo)致汽車實(shí)際比賽時(shí)難以測(cè)量的。在底盤裝備上，引擎未運(yùn)行。

工程師使用Excel查看數(shù)據(jù)并使用結(jié)果調(diào)整汽車的動(dòng)態(tài);例如，改變阻尼和彈簧剛度以最小化加速度。

“我們專注于讓汽車變得更好，”丹頓說。“我們的車手是Al Unser Jr.和Paul Tracey，他們通常完成彼此的十分之一到百分之一秒，并且不需要我們告訴他們?nèi)绾伍_車。

“汽車總是會(huì)變得更快，”丹頓繼續(xù)說道，“一切都在加速，而DAQ加速了這一點(diǎn)。”

隨著速度的提高，出于安全原因，比賽規(guī)則會(huì)改變以減慢速度。今年，CART汽車的最大渦輪增壓量從45英寸減少到40英寸，馬力降低了約100馬力。此外，汽車空氣動(dòng)力學(xué)已經(jīng)改變，以減少約20%的下壓力，從而降低轉(zhuǎn)彎速度。

五秒鐘比賽。位于拉斯維加斯的Kell汽車公司使用NI的LabWindows / CVI版本4.1 for Windows 95作為用戶界面和控制軟件，用于定制數(shù)據(jù)采集硬件，設(shè)計(jì)用于獲取發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)數(shù)據(jù)并優(yōu)化競(jìng)賽性能。該軟件包允許用戶生成C代碼來控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) - 以及任何“虛擬”儀器 - 使用功能面板而不是逐行編寫代碼。Kell工程師還編寫了很多自己的C代碼，并從LabWindows / CVI中調(diào)用它。

定制DAQ系統(tǒng)的核心是由Terry Kell和他的合作伙伴Blake Gover在過去七年中設(shè)計(jì)和制造的堅(jiān)固耐用的計(jì)算機(jī)。對(duì)他們來說最大的挑戰(zhàn)是確保系統(tǒng)能夠在惡劣的賽車環(huán)境中運(yùn)行。

凱爾說：“幾乎所有你不想要的東西都在賽車上。”“隨著我們運(yùn)行的汽車，點(diǎn)火器的電線不能是無線電抑制電線。因此干擾非常大。大多數(shù)電腦，當(dāng)你把它們放在靠近這種引擎的任何地方時(shí)，它們只是平坦的標(biāo)志。”

Kell和Gover在他們自己的發(fā)動(dòng)機(jī)車間設(shè)計(jì)了他們的計(jì)算機(jī)。大多數(shù)DAQ硬件通常設(shè)計(jì)在一些電子公司，然后適應(yīng)汽車世界。

John Force飆車隊(duì)目前正在使用該系統(tǒng)。力量，六次搞笑車冠軍，1996年當(dāng)選為年度最佳車手 - 這是該獎(jiǎng)項(xiàng)30年歷史中第一次獲得該賽事的榮譽(yù)。他在1996年7月在Heartland-Park Topeka賽車時(shí)以4.88秒的成績創(chuàng)造了四分之一英里的全國經(jīng)過時(shí)間記錄，這使他成為第一個(gè)打破4.90障礙的搞笑車手。

“On Force的汽車，我們?cè)谒膫€(gè)模擬和四個(gè)數(shù)字通道上采樣100,000個(gè)樣本/秒/通道”，Kell說。

數(shù)字通道通過讀取零速數(shù)字磁傳感器來監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸諧波。

“我們測(cè)量的其中一件事就是人們說我們永遠(yuǎn)無法使用這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)就是燃燒室內(nèi)的氣缸壓力，”Kell表示。“我們?cè)跉飧變?nèi)安裝了一個(gè)光纖模擬傳感器，可以讀取壓力。”

模擬通道還監(jiān)控點(diǎn)火波跡。當(dāng)火花進(jìn)入氣缸時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生Kell記錄的波形圖案，因此他可以對(duì)其進(jìn)行分類，以確保點(diǎn)火正時(shí)應(yīng)該在哪里。否則，凱爾警告說，當(dāng)賽車在賽道中途時(shí)，性能會(huì)受到影響或發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)爆炸。

工程師在開始運(yùn)行前打開dragster中的DAQ計(jì)算機(jī)。Kell在比賽結(jié)束時(shí)建立了一個(gè)特殊的光纖通信鏈路來下載數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@樣一來，數(shù)據(jù)就不會(huì)被其他車輛損壞。另外，當(dāng)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)都打開時(shí)，他們不必?fù)?dān)心電腦會(huì)因電腦故障而插入電腦。400萬字節(jié)/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率當(dāng)然也沒有損害問題。

在一次5秒的運(yùn)行中，計(jì)算機(jī)獲取大約16兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。凱爾強(qiáng)調(diào)說：“你必須能夠迅速將它從汽車中取出并觀察它并決定下一次運(yùn)行的調(diào)整。”隨著時(shí)間的推移，比賽越來越近 - 比賽之間的最短時(shí)間約為一個(gè)半小時(shí)。“但是你必須意識(shí)到他們必須完全拆卸汽車，徹底拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)，將所有東西重新組合在一起，讓它在那段時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，檢查并備份到生產(chǎn)線上。在那里的某個(gè)地方，有人'

首先，工程師將數(shù)據(jù)下載到車外計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序并以圖形格式呈現(xiàn)。Kell估計(jì)他們?cè)趦煞昼妰?nèi)就可以獲得數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。“我們選擇了LabWindows / CVI，因?yàn)樗鼣[脫了為圖形生成所有網(wǎng)格的普通任務(wù)，”他說。“如果我們沒有像這樣的軟件包，我們就必須重新發(fā)明輪子。”

在分析數(shù)據(jù)后，團(tuán)隊(duì)有時(shí)會(huì)立即對(duì)下一場(chǎng)比賽進(jìn)行調(diào)整。其他時(shí)候，數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致工程師加工不同的組件以抵消未來競(jìng)賽中的問題。

這個(gè)過程永無止境：“在賽車中沒有像完美的賽車那樣的東西，”凱爾說。“你總是知道你可以走得更快。”

凱爾表示，由于數(shù)據(jù)采集的復(fù)雜程度和工程師學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，速度記錄已被打破。在飆車世界中，當(dāng)DAQ系統(tǒng)大約15年前開始出現(xiàn)在賽車上時(shí)，性能和可靠性大幅提升。比賽繼續(xù)進(jìn)行，以獲得最完美的賽車。

專為賽車而設(shè)計(jì)。Indy汽車，例如Penske賽車，配備內(nèi)置數(shù)字儀表板和Pi Research的可選數(shù)據(jù)采集和遙測(cè)系統(tǒng)。

Pi提供“黑匣子”數(shù)據(jù)記錄器，發(fā)射器，接收器，賽車計(jì)算機(jī)(MRC)，可編程LCD儀表板和軟件，讓團(tuán)隊(duì)收集，顯示和分析遙測(cè)數(shù)據(jù)，并改變汽車的懸架，沖擊，空氣動(dòng)力學(xué)，發(fā)動(dòng)機(jī)和輪胎。

Pi還為發(fā)動(dòng)機(jī)，輪胎，懸架位置和安裝在懸架管上的應(yīng)變儀提供傳感器，以感應(yīng)負(fù)載，以及轉(zhuǎn)向角，節(jié)氣門角度和制動(dòng)管路壓力傳感器。

Pi的系統(tǒng)有一個(gè)連接器，可讓車輛的工程師插入來自發(fā)動(dòng)機(jī)的信號(hào)。該系統(tǒng)可生成1,000多個(gè)直接和派生參數(shù)，使工程師能夠持續(xù)監(jiān)控和微調(diào)汽車。在比賽期間，汽車的發(fā)射器將數(shù)據(jù)發(fā)送到維修區(qū)。在比賽結(jié)束時(shí)，工程師插入他們的筆記本電腦從MRC的RAM下載數(shù)據(jù)，以便他們可以分析整個(gè)比賽。

貨運(yùn)數(shù)據(jù)。與越野卡車賽車相比，Indy賽車更加舒適 - 這對(duì)于卡車和駕駛員來說都是一項(xiàng)殘酷的運(yùn)動(dòng)。比賽覆蓋了500或甚至1,000英里的崎嶇沙漠地形，司機(jī)在顛簸時(shí)盡可能快地操縱他們的卡車 - 通常在空中飛行6到10英尺。在這些條件下限制卡車速度的主要因素是駕駛員的不適，使得懸架系統(tǒng)成為獲勝車輛的關(guān)鍵。

凸起高2英尺，間隔約30英尺。沒有良好的懸架系統(tǒng)，震動(dòng)變得如此之大，以至于駕駛員被迫減速。懸架允許大量的車輪行程與精確調(diào)節(jié)的減震器相結(jié)合，讓輪胎“親吻”顛簸的頂部。由于駕駛室保持水平，駕駛員可以保持60至90英里/小時(shí)的速度。

典型的越野卡車懸架的后輪上下輪距離為24至30英寸，前輪距離為18至25英寸。每個(gè)車輪都配有三個(gè)減震器，帶有用于冷卻液體的遠(yuǎn)程儲(chǔ)液器。高度的車輪行程在崎嶇的地形中是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗试S卡車停留在顛簸的頂部并越過它們，而不是爬上一側(cè)而另一側(cè)。

為了完善Team MacPherson的越野卡車的懸掛系統(tǒng)，加利福尼亞州Catheys Valley的Light Racing公司在模擬競(jìng)賽條件下測(cè)試了系統(tǒng)組件，并使用來自伊利諾斯州Champaign的SoMat公司的2100型現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)記錄了性能數(shù)據(jù)。這款小巧便攜的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠承受各種元素，并且堅(jiān)固耐用，可以應(yīng)對(duì)越野賽車的顛簸。

Model 2100是一系列類似總線的架構(gòu)中的可堆疊模塊。最多可堆疊20個(gè)模塊，幾乎可以處理任何數(shù)據(jù)收集工作。重新配置系統(tǒng)以獲取不同的數(shù)據(jù)包括刪除一個(gè)模塊并添加另一個(gè)模塊，并在筆記本電腦上使用SoMat的測(cè)試控制軟件修改測(cè)試設(shè)置文件。收集數(shù)據(jù)后，工程師可以將其傳輸?shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)或軟件包進(jìn)行進(jìn)一步分析。

為了盡可能增加輪胎與地面的接觸，Light Racing進(jìn)行了測(cè)試，以完善減震系統(tǒng)。越野車輛使用的沖擊與典型的速度敏感沖擊不同 - 它們還提供位置敏感控制。隨著速度的提高，無論車輪位置如何，普通減震器都可以增加負(fù)載。越野賽車需要在車輪向上行駛時(shí)變得更硬的沖擊 - 除了速度之外，減震是車輪位置的函數(shù)。

為了充分利用對(duì)位置敏感的沖擊，工程師需要在比賽期間獲得有關(guān)車輪位置的信息。安裝在車輪上的位置傳感器直接連接到位于駕駛室內(nèi)的2100型，以記錄模擬比賽期間的車輪位置。位置數(shù)據(jù)也給出了車輪速度，因?yàn)樗俣仁菚r(shí)間的函數(shù)，由2100連續(xù)監(jiān)測(cè)。通過確定車輪行程的各個(gè)位置的車輪速度，

數(shù)據(jù)采集??系統(tǒng)的剖析

許多數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)涉及臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦，用于存儲(chǔ)，分析，查看和存檔數(shù)據(jù)。對(duì)于賽車應(yīng)用，這些PC需要很強(qiáng)硬。無論是在車輛，維修站還是拖車中，PC都需要經(jīng)受電噪聲，振動(dòng)，熱量和灰塵。

典型的基于PC的數(shù)據(jù)采集(DAQ)系統(tǒng)還包括軟件，包含模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的插入式DAQ板，傳感器和信號(hào)調(diào)理硬件。車輛上的PC的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)傳感器讀數(shù)。在將數(shù)據(jù)傳輸或下載到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)(通常是電池供電的筆記本電腦)后，機(jī)載計(jì)算機(jī)將重置并準(zhǔn)備好收集更多數(shù)據(jù)。

易于使用的軟件是基于PC的DAQ系統(tǒng)的必需品 - 有些軟件包不需要編程，有些軟件包提供直觀的圖形化編程。驅(qū)動(dòng)程序軟件提供對(duì)DAQ板功能的訪問。應(yīng)用軟件簡(jiǎn)化了這些功能與數(shù)據(jù)分析和表示的結(jié)合。

最常見的DAQ硬件設(shè)備是多功能板。它通常具有用于測(cè)量參數(shù)的模擬輸入，例如電壓和溫度，用于感測(cè)電源中斷或開關(guān)閉合的數(shù)字輸入，用于控制設(shè)備電源的數(shù)字輸出，以及用于同步的定時(shí)I / O.它可能包括用于生成校準(zhǔn)信號(hào)或輸出采樣波形的模擬輸出。

模擬傳感器輸出通常監(jiān)視溫度或力等參數(shù)。例如，熱電偶，熱敏電阻和RTD通常測(cè)量溫度;應(yīng)變計(jì)測(cè)量力。

在大多數(shù)情況下，傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)在連接到DAQ板上的模擬輸入之前需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。信號(hào)調(diào)節(jié)可以是熱電偶的放大，濾波，線性化或冷端補(bǔ)償。應(yīng)變計(jì)需要激勵(lì)和橋接完成。數(shù)字信號(hào)是計(jì)算機(jī)就緒的。

CART，IRL改變了規(guī)則

兩組比賽Indy賽車：冠軍賽車隊(duì)(CART)，由Indy車主Roger Penske和Pat Patrick于1978年創(chuàng)立的團(tuán)隊(duì)，以及由印第安納波利斯總統(tǒng)創(chuàng)辦的Indy賽車聯(lián)盟(IRL)賽車場(chǎng)(IMS)。IRL于1996年1月舉行了第一場(chǎng)比賽;其5場(chǎng)比賽賽道包括在IMS舉行的印第安納波利斯500賽道。

去年，IRL的第一個(gè)賽季，CART在印第安納州布魯克林區(qū)舉行了500美元的比賽。今年，CART已經(jīng)放棄了直接挑戰(zhàn)，而是在500比賽前一天舉行了比賽。圣路易斯附近的新賽道。

CART和印第安納波利斯賽道之間最近的庭外和解為CART車隊(duì)再次參加Indy 500打開了大門--Byy 500是體育界最富有，最負(fù)盛名的比賽。

1996年，IRL使用的賽車與使用的CART類似。但今年，IRL擁有所有新車和發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，CART仍然使用2.65升渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，但1997年IRL汽車有4.0升發(fā)動(dòng)機(jī)沒有渦輪增壓器。因此，CART汽車無法進(jìn)行IRL比賽。

同時(shí)參加Indy 500賽車的最后一位CART車主Derrick Walker表示他將不會(huì)在1997年進(jìn)入印第安納波利斯，因?yàn)樗麤]有資源投放兩輛不同的賽車。