一级方程式赛车配备了各种传感器和电子系统，团队可用来处理各种数据。
通过飞行员或经过微调的汽车，您如何在一级方程式赛车中取得成功？在1980年代，当火球中使用电子系统时，这种争议就爆发了。工程师们孜孜不倦地优化赛车，优化了超过18,000个组件（包括传感器，控制单元和机械零件）的配置。
一级方程式技术团队在各个科学领域工作，从机械和电子学到数据分析和空气动力学。赛车队之间的竞争已成为一项技术竞赛，目的是更好地了解汽车行为的动态，甚至微秒级。
严格的FIA（国际汽车联合会）规则严格限制了技术的使用，以确保在比赛中不会失去特技飞行技巧的重要性。禁止在一级方程式赛车中使用商用车中采用的许多技术和解决方案（例如ABS和自动变速器）。
近年来，赛车发生了重大变化。得益于遥测技术，赛车工程师可以通过分析来自一级方程式赛车不同位置的各种设备的300多个传感器的数据来监控和改善车辆的性能。可以实时测量数百个参数。记录器收集所有数据，并使用位于车辆前部的天线通过无线电将其传输至命令。
迈凯轮赛车（McLaren Racing）电子产品负责人斯蒂芬·瓦特（Stephen Watt）在《电子时报》上说：现在，团队非常依赖数据。数据传输是通过遍布围场的5 Mbps网络进行的。工程师还使用从机载记录仪下载的本地数据。所有这些使工程师可以评估赛车在赛道上的性能和工厂特征，从而可以分析赛车的性能，并根据其他团队的性能调整策略。一流的一级方程式赛车是一种智能的联网数据处理系统，能够以每小时200多公里的速度行驶。每秒都有大量数据从汽车发送给工程师，这些数组包含从轮胎状况到发动机温度的所有数据。”
ECU和传感器
每辆车都配备有多个ECU。系统的中心是标准ECU或SECU。实际上，SECU是一台小型但功能非常强大的计算机，可以管理大量数据以及处理和将这些数据从一级方程式赛车传递到车队。SECU优化了与发动机，变速箱，差速器以及空气动力学系统之间的通信。SECU还是主要的存储和数据收集单元，可为车队和赛车管理人员提供实时遥测数据。这样，车队就可以通过监控发动机的健康状况，轮胎磨损和燃油消耗来实时可视化其车辆的性能。
SECU TAG-320B模型由McLaren Applied（迈凯伦车队的姊妹公司）提供，根据规定，所有一级方程式车队必须使用这些单元。 TAG-320B允许您创建一个可供团队，动力总成供应商（用于监视设备的运行）和FIA使用的平台。 TAG-320B配备有动力总成组件和八速变速器。 TAG-320B还允许FIA限制用于控制各种系统的软件的功能-这确保了团队无法实施牵引力控制等驾驶员辅助系统（或者如果允许团队使用它们，则可以监控其对特技飞行的影响）
这些车配备了约300个传感器，SECU可以监视4000多个参数。在一场普通比赛中，汽车传输约3 GB的遥测数据以及约4 GB的日志，而这些数据仅构成所有计算的基础。在处理和合并其他来源的数据时（例如，在处理音频数据和视频材料时），您可能会发现该团队在整个比赛周末必须处理1 TB的关键数据-并且在比赛期间必须一次又一次返回这些数据。即将到来的季节。
单座位的传感器用于跟踪潜在的问题。工程师可以根据收集到的数据立即做出决策。例如，如果检测到发动机温度升高，您会发现其原因正在接近前方的汽车。在这种情况下，工程师可以告知飞行员他需要离开排气云，并避免排气云直到温度降至可接受的值。
传感器分为3类：与伺服器关联的控制传感器（例如，监视油门踏板的状态），监视车辆状况的传感器（例如，液压）和仪表传感器（例如，用于跟踪润滑剂的非接触式温度传感器）。
一级方程式赛车有很多生命。在排位赛和赛车过程中，它将成为一款轻巧的赛车，具有完成比赛所需的最少设备（尽管即使在这种配置下，赛车也将具有超过1.5公里的连线和200多个传感器）。另一个极端是冬季测试，对汽车进行完整的测试，然后变成车轮的测试实验室。
我们的大部分工作是由对高质量数据的需求驱动的。技术和运动法规的定期更改，以及在赛道上进行的测试数量减少，已经增加了深刻理解赛车在赛道上的工作方式的重要性。
“由COVID-19大流行引起的一级方程式法规的最新变更旨在通过冻结某些汽车开发领域来降低成本。这些变化也改变了我们的使命，使我们能够前所未有地监控预算和供应链，所有这些都是为了最大程度地利用我们有一定自由的那些领域。
自2014年以来，国际汽联已强制要求对各种液体使用流量计（FFM传感器-流体流量计）。FFM传感器使用超声波来测量流体流量，以确保准确的读数并提供对汽车燃油特性的即时分析。超声波测量需要两个压电换能器。这些传感器发送超声波脉冲，将其接收回去，并延时使它们确定流速。
遥测
遥测技术于1980年代后期引入，并在过去的几年中取得了长足的发展。如今，即使是瞬间，收集和处理的数据也要比那些年多得多。因此，赛车工程师有机会向飞行员实时提供战术建议。
遥测和数据分析系统用于各个领域。发动机，发动机制动，扭矩控制，发动机喷射和点火都是可通过这些技术控制的参数。此外，使用遥测和数据分析系统，底盘，轮胎，加速系统，汽车速度和利用汽车的渗透系数进行的空气动力学控制也密切相关。
在谈到一级方程式遥测时，史蒂芬·瓦特说：“遥测一词在一级方程式中并不总是正确使用，通常用于指代SECU中生成并发送到箱内工程师的数据的无线传输。近年来，一级方程式中使用的遥测系统在实用性方面发生了重大变化。“
瓦特还说过”，在此之前，每个团队都将自己的独立无线电遥测系统带到赛道上，“他继续”，因此，这些盒子看上去像是一堆肥大的森林。越来越高。当然，无线电频谱超载，当涉及到这些装置需要在世界范围内运输并适应频谱的本地规定这一事实时，这一切似乎都是一场噩梦。
“最重要的是，这些系统通常无法在某些路线（例如摩纳哥和新加坡）上提供完整的覆盖范围，因此一些团队开始在酒店屋顶上安装中继器等。幸运的是，FOM和FIA介入了比赛，并实施了标准的通信系统，为所有团队提供与飞行员的语音通信和遥测。 FOM现在正在轨道周围部署公共访问点系统，并通过光纤将加密数据从每辆车传输到车队的车库，”他说。
他补充说：“…遥测是当今所有一级方程式车队工作中必不可少的部分。由于汽车和动力总成的复杂性以及体育规则的结合，要求赛车队为多场比赛存储发动机和变速箱，几乎可以肯定不会驾驶未报告的车辆，这些数据是使用一组传感器和遥测技术收集的，这使工程师能够在错误对动力总成组件造成灾难性损坏之前采取措施。纠正后，这可能会浪费赛道时间，甚至可能给车队带来惩罚。”
传感器通过收集有关制动，转弯速度，变速箱，车轮空转，变速箱寿命以及发动机最有效转速范围的数据，帮助监控和优化汽车和驾驶员的性能。生成的数据用于实时分析发动机性能，使工程师可以根据情况采取行动并远程解决问题，从而提高机器的效率。
成功的最大障碍是在赛车过程中由于温度和振动过高而导致的恶劣条件，这些条件降低了传感器的精度，并最终降低了ECU本身的精度。电子组件必须尽可能高效地工作-包括旨在降低漂移因子的设计。漂移是随着时间的流逝而造成的精度损失，从而导致组件损坏和不可逆的发动机故障。在普通赛车中有数百个（或大约）传感器，数据处理系统的整体负载可能非常巨大。
赛车过程中灰尘，油和湿气也会进入汽车。解决此问题的需求对材料提出了很高的要求-这意味着需要能够在困难条件下生产高度可靠的材料的科学和科学家。防振的常见解决方案是与硬件组件一起安装。如果没有保护电子组件免受振动或在设计时没有考虑到关键的抗疲劳性，则可靠性会随着时间的流逝而降低。
数据处理系统
数据采集系统记录的测量结果实际上是通过安装在机器上的传感器进行的。例如，可以使用安装在车轮上的霍尔传感器，光学Correvit传感器和皮托管来测量汽车的速度（大多数一级方程式赛车同时使用三个传感器）。
“皮托管的形式的空气速度传感器也用于一级方程式赛车，并且还必须考虑风速因素。瓦特表示，即使是一级方程式赛车的行驶速度问题也很难找到确切的答案-它需要对来自多个来源的数据及其后处理进行统计分析。
使用常规方法测量每个车轮的转速，以解决车轮打滑的问题。其他传感器是光学的，它们跟踪轨道和GPS。
特殊的传感器可以测量温度，角速度和线速度，角位移和线性位移，压力，材料应力，加速度，磁场变化等指标。加速度计用于测量G力，也称为“拐角”。另外，加速度计可用于确定纵向力（例如制动）-范围从0到4G。
传感器的位置确定可以识别哪个方向。双轴传感器测量转向力和制动力。非接触式温度检测通常用于制动，电机和公共汽车应用中。 MEMS红外传感器用于测量温度，从而可以进行非接触式温度测量。通常，这些传感器使用嗜热材料来吸收和测量由被测物体发出的红外能量，从而检测物体的温度。一组针对轮胎接触区域的热像仪可以监控其状况并控制加热。
“一些参数（例如扭矩和称重传感器读数）以200 Hz的频率记录，即每秒200次。如果发生强烈振动，您可以在机器上放置一个额外的记录器，并更改记录频率，以获取有关机器不同部分振动的信息。为预防起见，一级方程式赛车团队的工程师每次汽车返回维修站时都会收集数据，并将其上传到专用服务器。瓦特说：“在分析悬架运动时，以1 kHz记录日志，尽管在进行振动分析时可以达到100 kHz或更高–通常是检验可靠性的必要条件。
遥测和正确的数据收集是一级方程式的重要因素，因为它们使工程师在赛车时可以收集大量数据。然后可以对数据进行解释并用于确保汽车的最佳性能。一级方程式赛车可以使用两种遥测功能：以小数据包实时传输的数据，以及一次性大爆炸的大型数据阵列，这些信息在赛车进入包装箱时即被卸载。
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