Rubrica: Telemetria (sensori di spostamento)
Titolo o argomento: Sensori basati su potenziometro lineare
L’importanza dell’acquisizione di dati in una corsa moderna è indiscussa. I dati possono essere utilizzati non solo per confermare feedback dal conducente, ma anche per quantificare problemi. Un ingegnere di pista che ha buoni dati dalla sua telemetria ed ha una buona familiarità con le misure entro le quali deve trovarsi il veicolo, sa come intervenire in ogni situazione e con maggiore precisione quanto più è precisa la telemetria stessa. Questo aiuta a portare il veicolo più vicino alle sue prestazioni ottimali nel limitato tempo di prova e pratica permesso. Lo stesso si fa confrontando gli effetti di vari schemi di guida. Gli aspetti del comportamento dei veicoli possono essere valutati dai cosiddetti “studi inerziali,” studiando l’accelerazione e il movimento della macchina.
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Misure di accelerazione longitudinale e laterale mostrano semplicemente quanto duramente la macchina sta frenando, girando, e accelerando.
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Analisi dettagliate dell’accelerazione laterale mostrano il bilanciamento della vettura durante le curve.
I dati necessari per gli studi inerziali vengono dai sensori che rilevano la velocità delle ruote e dai sensori inerziali. I sensori inerziali includono accelerometri e “rate sensors” chiamati comunemente giroscopi.
Accelerometro
Un accelerometro può essere posizionato per misurare:
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Accelerazione longitudinale (per studiare accelerazione e decelerazione del veicolo). Vedi anche il Beccheggio sul nostro sito del reparto corse.
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Accelerazione laterale (per studiare come sta girando l’auto lungo la curva). Vedi anche Rollio e Imbardata sul nostro sito del reparto corse.
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Accelerazione verticale (per sapere come stanno lavorando le sospensioni). Vedi anche il fenomeno di Pompaggio sul nostro sito del reparto corse.
Posizionamento accelerometro
Un’alternativa all’utilizzo di un accelerometro per misurare l’accelerazione longitudinale è ricavarsi la derivata della velocità misurata. Questo è incluso in un Math Channel presente nel software di Analisi PI Version 6 di PI Research. Tuttavia qualsiasi inesattezza nella misura della velocità di ogni ruota data ad esempio dal bloccaggio di una ruota o dalla crescita del diametro di un pneumatico in seguito al surriscaldamento, o ancora inesattezze dovute agli effetti che si manifestano nella percorrenza della curva porteranno a una valutazione imprecisa dell’accelerazione longitudinale.
Accelerometro a 3 assi PI Research
Accelerometro giroscopio Pi Research della F1 degli anni ’90
Giroscopio
Un giroscopio misura il tasso angolare di svolta. Ad esempio, se un giroscopio sta girando ad un tasso di una rotazione (360°) ogni 10 secondi, allora misurerà 36 livelli al secondo. I cambiamenti agli angoli di rollio, imbardata e beccheggio su una macchina con sospensioni rigide, sono generalmente piccoli, e quindi non vengono misurati nel modo migliore utilizzando un giroscopio.
Posizionamento giroscopio
Giroscopio PI Research
Esempio
Riprendiamo l’esempio dell’articolo precedente (Telemetria parte 3) e ricordiamo che la sezione del tracciato presa in considerazione corrisponde al momento in cui il pilota, a seguito di un errore, è andato abbondantemente sul cordolo creando forti oscillazioni sulle sospensioni lato sinistro. Come stiamo per vedere in questo articolo, il pilota ha causato una perdita di velocità improvvisa evidenziata nel primo dei due grafici (nell’immagine in basso) da un improvviso scalino sul diagramma della velocità. Ma non solo: questa volta sotto il diagramma della velocità, abbiamo impostato il diagramma “Lateral G” ossia il diagramma dell’accelerazione laterale. Quest’ultima viene rilevata dall’asse perpendicolare al senso di marcia dell’accelerometro. Cosa osserviamo sul grafico dell’accelerazione laterale? Finché il grafico si trova sotto lo zero, la vettura sta sterzando a sinistra. Sopra lo zero la vettura sta sterzando a destra. Vediamo che il grafico passa per lo zero in quanto il pilota che inizialmente sterzava verso sinistra, dopo essere passato sul cordolo, inizia a sterzare verso destra per entrare nella curva successiva. Più è alta la tenuta di strada della vettura e più il grafico si allontana dallo zero (stiamo parlando solo dell’accelerazione laterale al momento). Quando il grafico si trova nei pressi dello ZERO il pilota procede in un rettilineo, o si trova nell’istante (come in questo esempio) in cui passa da una curva a sinistra ad una verso destra (o viceversa), o ancora, sta perdendo aderenza… Ovvero il suo sistema: telaio-sospensioni-gomme non sta funzionando a dovere e scivola.
Accelerometro: esempio telemetria
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Ringrazio vivamente:
Il mio caro amico “Giorgio” per la gentile concessione della sua telemetria.
La PI research per i preziosi dati concessi.
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