Rubrica: Telemetria (sensori di spostamento)
Titolo o argomento: Telemetria, accelerazione laterale e qualche dubbio
Rispondendo a Giovanni
Giovanni ci chiede, dopo aver letto l’articolo Telemetria -parte 4-, come mai se la vettura si trova ad esempio nella situazione in cui perde aderenza e scivola via, l’accelerometro non indica un’accelerazione laterale maggiore. Comprendo benissimo i dubbi che ti portano a questa domanda.
Intro
In una vettura da corsa si usano prevalentemente accelerometri bi-assiali, per indicare le componenti tangenziali e normali dell’accelerazione istantanea. Il dispositivo deve essere montato in corrispondenza del centro di massa (baricentro), oppure ai centri degli assi se ne vengono montati due mono-assiali. La componente tangenziale (alla traiettoria) misura la variazione del modulo della velocità, quella normale misura invece la rapidità di variazione della direzione della velocità.
-
In rettilineo è ovviamente diversa da zero soltanto la componente longitudinale
-
In curva la componente normale è sempre diversa da zero mentre quella longitudinale può esserlo o meno.
L’accelerazione e’ determinata dalla risultante delle forze esterne che agiscono sulla vettura: forze di attrito e spinte aerodinamiche.
L’accelerometro e le forze (centrifuga e centripeta)
L’accelerometro si trova ovviamente a bordo della vettura. Abbiamo un sistema costituito dalla vettura, il pilota e l’accelerometro. Un sistema non inerziale ossia un sistema accelerato rispetto alla Terra. Quando l’auto prende una curva (ad esempio dopo un lungo rettilineo) il pilota, la macchina e con essa quindi anche l’accelerometro tenderanno a mantenere la direzione che avevano poco prima. Quello che il pilota sente è la forza centrifuga da considerare nelle cosiddette forze fittizie. La forza centrifuga tende a spingere, durante la curva, il sistema vettura-pilota-accelerometro verso l’esterno. La forza centripeta, al contrario è la reazione opposta data dal grip meccanico (gomme) e quello aerodinamico (ali) che permette alla vettura di percorrere la curva. Più il veicolo aderisce alla strada mantenendo la sua traiettoria e più sull’accelerometro, come sul pilota e su tutto il corpo vettura, agirà una maggiore forza centrifuga che tenderà a far proseguire a tali corpi la direzione che avevano nell’istante precedente.
Se invece il veicolo perde aderenza e parte per la tangente, “tirando dritto”, sia sul pilota che sull’accelerometro e l’auto non agiscono forze che tendono a trattenerli nel precendente moto. Questo perchè la precedente direzione, anche se con un diverso equilibrio del veicolo, sta già continuando. Tutto parte per la tangente come se il pilota improvvisamente decidesse di tirar dritto… Vi sono sempre e comunque forze che agiscono su pilota, auto e accelerometro ma gli effetti sono meno incisivi in quanto la situazione assomiglia, almeno nell’istante prima che il mezzo inizi a scomporsi, ad un prolungamento del rettilineo. Con le dovute approssimazioni è come se non si verificassero cambiamenti di direzione dell’auto da corsa.
In realtà poi la vettura non starà procedendo sull’asfalto, inoltre il pilota avrà abbondantemente agito sui freni e lo sterzo. L’equilibrio della vettura non sussisterà più e starà saltellando sulla ghiaia magari… Quindi sull’insieme pilota-vettura-accelerometro staranno agendo comunque altre forze.
Link correlati
La curva ideale di apertura del gas – Articolo in modalità PRO
La telemetria delle F1 degli anni ’90
La differenza tra la telemetria ed il rilevamento dati
Sensori di spostamento: Potenziometro lineare
Sensori inerziali: Accelerometro – Giroscopio
Sensori di spostamento: LVDT linear variable differential transformer
Sensori per l’aerodinamica: Tubo di Pitot
Sensori per l’aerodinamica: Calibrare il tubo di Pitot
Sensori di velocità: ABS, controlli trazione, controlli stabilità
Telemetria, accelerazione laterale e qualche dubbio…
Sensori di velocità: Un chiaro esempio
Sensori altezza vettura
Parentesi sui controlli attivi su un volante di Formula1
Sensori di torsione
Sensori di torsione: Un chiaro esempio
Sensori di spostamento: Un chiaro esempio: Estensione/Compressione
Interpretare le prestazioni del differenziale autobloccante tramite la telemetria
