250英里小时的速度下检查车速表时将目光从赛道上移开

250英里/小时的速度下检查车速表时将目光从赛道上移开?油量表?油门位置?数据采集​​或DAQ系统可以比任何驾驶员更频繁地进行检查 - 他们检查汽车传感器并每十分之一秒或百分之一秒存储读数。实际上，传感器可连续测量油压，车轮速度，悬架运动以及许多其他参数。车载计算机以指定的时间间隔对传感器读数进行采样，并在汽车环绕轨道时存储数据。这些设备大部分都是印地赛车的标准配置。

有两种方法可以从赛车计算机获取数据。当汽车停在维修站时，许多团队通过电缆将数据传输到笔记本电脑。大多数Indy汽车通过无线电将数据传输到轨旁计算机，无论是实时还是突发模式。

如何处理所有这些数据?Dragster可以在5秒内生成16兆字节。工程师使用配备专用软件的PC来分析数据并在几秒钟内以图形方式显示数据。结果不会产生直接答案，但指出了车辆设置的方向或如何改进驾驶员技术。车辆的变化范围可以从改变整个部件以改善空气动力学到改变点火正时。

许多专业赛车队运行两辆车，因此他们可以快速收集数据两次。来自每辆车的数据可以叠加在图表上，以显示一个驾驶员在赛道上比另一个更快的位置。工程师可以使用这些数据来加速较慢的汽车。此外，工程师可以对汽车进行不同的更改以解决相同的问题，并查看哪种设置效果最佳。

数据娱乐。参加CART(冠军赛车队)系列的Penske Racing工程师Gary Denton使用Keithley-Metrabyte的数据采集板，它有两个模拟输出来测试Indy汽车。

该装置是一个底盘装置，在汽车的前角有一个液压油缸，可以重新创建一圈来测试悬架，车轮和减震器。道路输入来自吉时利DAS-1802卡的输出。

该卡从比赛期间实际坐在车内的DAQ系统获取道路数据。“我们的汽车配备了Pi Research Ltd.(英国剑桥)的DAQ系统，用于测量悬架行程和载荷，”Denton说。在Pi系统中，以不同速率工作的大约100个信道每圈收集200千字节。

DAS-1802 ISA板以333,000样本/秒的速度采集数据，并提供16个单端或8个差分输入。它的两个模拟输出可以将收集的数据发送到执行器或其他设备，供工程师进行实验和评估。

基于IBM 486的台式PC，是测试装置的一部分，通过Visual Basic与Keithley卡接口。在测试期间，工程师测量轮胎偏转和加速度，这些都是由于发动机振动而导致汽车实际比赛时难以测量的。在底盘装备上，引擎未运行。

工程师使用Excel查看数据并使用结果调整汽车的动态;例如，改变阻尼和弹簧刚度以最小化加速度。

“我们专注于让汽车变得更好，”丹顿说。“我们的车手是Al Unser Jr.和Paul Tracey，他们通常完成彼此的十分之一到百分之一秒，并且不需要我们告诉他们如何开车。

“汽车总是会变得更快，”丹顿继续说道，“一切都在加速，而DAQ加速了这一点。”

随着速度的提高，出于安全原因，比赛规则会改变以减慢速度。今年，CART汽车的最大涡轮增压量从45英寸减少到40英寸，马力降低了约100马力。此外，汽车空气动力学已经改变，以减少约20%的下压力，从而降低转弯速度。

五秒钟比赛。位于拉斯维加斯的Kell汽车公司使用NI的LabWindows / CVI版本4.1 for Windows 95作为用户界面和控制软件，用于定制数据采集硬件，设计用于获取发动机参数数据并优化竞赛性能。该软件包允许用户生成C代码来控制数据采集系统 - 以及任何“虚拟”仪器 - 使用功能面板而不是逐行编写代码。Kell工程师还编写了很多自己的C代码，并从LabWindows / CVI中调用它。

定制DAQ系统的核心是由Terry Kell和他的合作伙伴Blake Gover在过去七年中设计和制造的坚固耐用的计算机。对他们来说最大的挑战是确保系统能够在恶劣的赛车环境中运行。

凯尔说：“几乎所有你不想要的东西都在赛车上。”“随着我们运行的汽车，点火器的电线不能是无线电抑制电线。因此干扰非常大。大多数电脑，当你把它们放在靠近这种引擎的任何地方时，它们只是平坦的标志。”

Kell和Gover在他们自己的发动机车间设计了他们的计算机。大多数DAQ硬件通常设计在一些电子公司，然后适应汽车世界。

John Force飙车队目前正在使用该系统。力量，六次搞笑车冠军，1996年当选为年度最佳车手 - 这是该奖项30年历史中第一次获得该赛事的荣誉。他在1996年7月在Heartland-Park Topeka赛车时以4.88秒的成绩创造了四分之一英里的全国经过时间记录，这使他成为第一个打破4.90障碍的搞笑车手。

“On Force的汽车，我们在四个模拟和四个数字通道上采样100,000个样本/秒/通道”，Kell说。

数字通道通过读取零速数字磁传感器来监控发动机转速和曲轴谐波。

“我们测量的其中一件事就是人们说我们永远无法使用这样的发动机就是燃烧室内的气缸压力，”Kell表示。“我们在气缸内安装了一个光纤模拟传感器，可以读取压力。”

模拟通道还监控点火波迹。当火花进入气缸时，它会产生Kell记录的波形图案，因此他可以对其进行分类，以确保点火正时应该在哪里。否则，凯尔警告说，当赛车在赛道中途时，性能会受到影响或发动机会爆炸。

工程师在开始运行前打开dragster中的DAQ计算机。Kell在比赛结束时建立了一个特殊的光纤通信链路来下载数据，因为这样一来，数据就不会被其他车辆损坏。另外，当两台计算机都打开时，他们不必担心电脑会因电脑故障而插入电脑。400万字节/秒的数据传输速率当然也没有损害问题。

在一次5秒的运行中，计算机获取大约16兆字节的数据。凯尔强调说：“你必须能够迅速将它从汽车中取出并观察它并决定下一次运行的调整。”随着时间的推移，比赛越来越近 - 比赛之间的最短时间约为一个半小时。“但是你必须意识到他们必须完全拆卸汽车，彻底拆卸发动机，将所有东西重新组合在一起，让它在那段时间内启动，检查并备份到生产线上。在那里的某个地方，有人'

首先，工程师将数据下载到车外计算机中，该计算机对数据进行排序并以图形格式呈现。Kell估计他们在两分钟内就可以获得数据并进行分析。“我们选择了LabWindows / CVI，因为它摆脱了为图形生成所有网格的普通任务，”他说。“如果我们没有像这样的软件包，我们就必须重新发明轮子。”

在分析数据后，团队有时会立即对下一场比赛进行调整。其他时候，数据会导致工程师加工不同的组件以抵消未来竞赛中的问题。

这个过程永无止境：“在赛车中没有像完美的赛车那样的东西，”凯尔说。“你总是知道你可以走得更快。”

凯尔表示，由于数据采集的复杂程度和工程师学到的经验教训，速度记录已被打破。在飙车世界中，当DAQ系统大约15年前开始出现在赛车上时，性能和可靠性大幅提升。比赛继续进行，以获得最完美的赛车。

专为赛车而设计。Indy汽车，例如Penske赛车，配备内置数字仪表板和Pi Research的可选数据采集和遥测系统。

Pi提供“黑匣子”数据记录器，发射器，接收器，赛车计算机(MRC)，可编程LCD仪表板和软件，让团队收集，显示和分析遥测数据，并改变汽车的悬架，冲击，空气动力学，发动机和轮胎。

Pi还为发动机，轮胎，悬架位置和安装在悬架管上的应变仪提供传感器，以感应负载，以及转向角，节气门角度和制动管路压力传感器。

Pi的系统有一个连接器，可让车辆的工程师插入来自发动机的信号。该系统可生成1,000多个直接和派生参数，使工程师能够持续监控和微调汽车。在比赛期间，汽车的发射器将数据发送到维修区。在比赛结束时，工程师插入他们的笔记本电脑从MRC的RAM下载数据，以便他们可以分析整个比赛。

货运数据。与越野卡车赛车相比，Indy赛车更加舒适 - 这对于卡车和驾驶员来说都是一项残酷的运动。比赛覆盖了500或甚至1,000英里的崎岖沙漠地形，司机在颠簸时尽可能快地操纵他们的卡车 - 通常在空中飞行6到10英尺。在这些条件下限制卡车速度的主要因素是驾驶员的不适，使得悬架系统成为获胜车辆的关键。

凸起高2英尺，间隔约30英尺。没有良好的悬架系统，震动变得如此之大，以至于驾驶员被迫减速。悬架允许大量的车轮行程与精确调节的减震器相结合，让轮胎“亲吻”颠簸的顶部。由于驾驶室保持水平，驾驶员可以保持60至90英里/小时的速度。

典型的越野卡车悬架的后轮上下轮距离为24至30英寸，前轮距离为18至25英寸。每个车轮都配有三个减震器，带有用于冷却液体的远程储液器。高度的车轮行程在崎岖的地形中是一个优势，因为它允许卡车停留在颠簸的顶部并越过它们，而不是爬上一侧而另一侧。

为了完善Team MacPherson的越野卡车的悬挂系统，加利福尼亚州Catheys Valley的Light Racing公司在模拟竞赛条件下测试了系统组件，并使用来自伊利诺斯州Champaign的SoMat公司的2100型现场计算机系统记录了性能数据。这款小巧便携的数据采集系统能够承受各种元素，并且坚固耐用，可以应对越野赛车的颠簸。

Model 2100是一系列类似总线的架构中的可堆叠模块。最多可堆叠20个模块，几乎可以处理任何数据收集工作。重新配置系统以获取不同的数据包括删除一个模块并添加另一个模块，并在笔记本电脑上使用SoMat的测试控制软件修改测试设置文件。收集数据后，工程师可以将其传输到另一台计算机或软件包进行进一步分析。

为了尽可能增加轮胎与地面的接触，Light Racing进行了测试，以完善减震系统。越野车辆使用的冲击与典型的速度敏感冲击不同 - 它们还提供位置敏感控制。随着速度的提高，无论车轮位置如何，普通减震器都可以增加负载。越野赛车需要在车轮向上行驶时变得更硬的冲击 - 除了速度之外，减震是车轮位置的函数。

为了充分利用对位置敏感的冲击，工程师需要在比赛期间获得有关车轮位置的信息。安装在车轮上的位置传感器直接连接到位于驾驶室内的2100型，以记录模拟比赛期间的车轮位置。位置数据也给出了车轮速度，因为速度是时间的函数，由2100连续监测。通过确定车轮行程的各个位置的车轮速度，

数据采集​​系统的剖析

许多数据采集系统涉及台式机或笔记本电脑，用于存储，分析，查看和存档数据。对于赛车应用，这些PC需要很强硬。无论是在车辆，维修站还是拖车中，PC都需要经受电噪声，振动，热量和灰尘。

典型的基于PC的数据采集(DAQ)系统还包括软件，包含模数转换电路的插入式DAQ板，传感器和信号调理硬件。车辆上的PC的存储器存储传感器读数。在将数据传输或下载到另一台计算机(通常是电池供电的笔记本电脑)后，机载计算机将重置并准备好收集更多数据。

易于使用的软件是基于PC的DAQ系统的必需品 - 有些软件包不需要编程，有些软件包提供直观的图形化编程。驱动程序软件提供对DAQ板功能的访问。应用软件简化了这些功能与数据分析和表示的结合。

最常见的DAQ硬件设备是多功能板。它通常具有用于测量参数的模拟输入，例如电压和温度，用于感测电源中断或开关闭合的数字输入，用于控制设备电源的数字输出，以及用于同步的定时I / O.它可能包括用于生成校准信号或输出采样波形的模拟输出。

模拟传感器输出通常监视温度或力等参数。例如，热电偶，热敏电阻和RTD通常测量温度;应变计测量力。

在大多数情况下，传感器产生的模拟信号在连接到DAQ板上的模拟输入之前需要进行调节。信号调节可以是热电偶的放大，滤波，线性化或冷端补偿。应变计需要激励和桥接完成。数字信号是计算机就绪的。

CART，IRL改变了规则

两组比赛Indy赛车：冠军赛车队(CART)，由Indy车主Roger Penske和Pat Patrick于1978年创立的团队，以及由印第安纳波利斯总统创办的Indy赛车联盟(IRL)赛车场(IMS)。IRL于1996年1月举行了第一场比赛;其5场比赛赛道包括在IMS举行的印第安纳波利斯500赛道。

去年，IRL的第一个赛季，CART在印第安纳州布鲁克林区举行了500美元的比赛。今年，CART已经放弃了直接挑战，而是在500比赛前一天举行了比赛。圣路易斯附近的新赛道。

CART和印第安纳波利斯赛道之间最近的庭外和解为CART车队再次参加Indy 500打开了大门--Byy 500是体育界最富有，最负盛名的比赛。

1996年，IRL使用的赛车与使用的CART类似。但今年，IRL拥有所有新车和发动机。例如，CART仍然使用2.65升涡轮增压发动机，但1997年IRL汽车有4.0升发动机没有涡轮增压器。因此，CART汽车无法进行IRL比赛。

同时参加Indy 500赛车的最后一位CART车主Derrick Walker表示他将不会在1997年进入印第安纳波利斯，因为他没有资源投放两辆不同的赛车。