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Drehratensensoren (Gyroskopsensoren)

Zur Erfassung der Drehrate ohne festen Bezugspunkt.

Drehratensensoren & Gyroskope zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit

Drehratensensoren (Gyroskopsensoren) bzw. Drehratenaufnehmer kommen immer dann zum Einsatz, wenn die Drehrate ohne feststehenden Bezugspunkt erfasst werden muss. Die Gyroskope sind mit den neuesten Silizium-MEMS-Sensoren ausgestattet und verfügen entweder über einen analogen oder digitalen Ausgang. Sie werden in Hochleistungsanwendungen eingesetzt, bei denen eine präzise Messung erforderlich ist, und liefern zuverlässige Messergebnisse, selbst bei starken Stößen und Vibrationen. Daher eignen sich Gyroskopsensoren besonders für Anwendungen wie z.B. Stabilisierungsplattformen, autonome Fahrzeuge, für den Einsatz in der Luftfahrt sowie maritimen oder industriellen Anwendungen. Der Messbereich reicht von -75°/s bis 2.700°/s.

Drehratenmesstechnik von Althen: zur Erfassung der Drehrate ohne feststehenden Bezugspunkt

Grundsätzlich dienen Gyroskope zur Stabilisierung von Gegenständen. Unsere Drehratensensoren ( MEMS-Gyroskope) werden immer dann benutzt, wenn eine Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit (°/s) ohne einen feststehenden Bezugspunkt erforderlich ist. Dies unterscheidet Gyroskope von allen anderen Instrumenten, die eine Drehung messen, wie z.B. einem Tachometer oder einem Potentiometer.

Diese Sensoren (auch Schwingstrukturkreisel genannt) arbeiten nach dem Coriolis-Prinzip. Sie erfassen die Rotationsrate durch das als Coriolis bekannte Phänomen.

Wie funktionieren unsere Drehratensensoren?

Unsere Drehratensensoren verwenden einen Vibrations- oder Resonanzring, der unter Verwendung eines DRIE (Deep Reactive Ion Etch)-Bulk-Siliziumprozesses hergestellt wird. Der Ring wird im freien Raum durch acht Paare von hundefußartigen symmetrischen Speichen abgestützt.

 

Das Bulk-Silizium-Ätzverfahren und die einzigartige patentierte Ringkonstruktion ermöglichen geometrische Eigenschaften in engen Toleranzen für eine präzise Balance sowie thermische Stabilität.

Wie unterscheiden sie sich von anderen MEMS-Gyroskopen?

Im Unterschied zu anderen MEMS-Gyroskopen existieren keine schmalen Spalte, die Interferenz- und Haftreibungsprobleme erzeugen können. Diese Merkmale tragen signifikant zur Leistungsfähigkeit unserer Drehratensensoren hinsichtlich der Stabilität ihrer Vorspannung und ihres Skalierungsfaktors über einen Temperaturbereich hinweg sowie zu ihrer Vibrations- und Stoßbeständigkeit bei.  Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion besteht in der inhärenten Unempfindlichkeit gegenüber einem durch Beschleunigung ausgelösten Ratenfehler bzw. einer ‘g-Sensitivität’.