Drehratensensoren ohne Gehäuse

Drehratensensoren ohne Gehäuse – Kompakte Gyroskopsensoren für OEM-Integration

Drehratensensoren ohne Gehäuse sind speziell für die direkte Integration in kundenspezifische Systeme und Anwendungen entwickelt. Im Gegensatz zu vollständig gekapselten Sensoren werden diese Gyroskopsensoren als offene Baugruppen oder Sensormodule geliefert und bieten maximale Flexibilität bei der Integration in eigene Elektronik- oder Gehäusekonzepte. Sie messen präzise die Winkelgeschwindigkeit und Rotationsbewegung eines Objekts und werden insbesondere in OEM-Anwendungen eingesetzt, bei denen Bauraum, Gewicht und individuelle Anpassbarkeit eine entscheidende Rolle spielen.

Gyroskopsensoren werden zur Messung der Drehgeschwindigkeit (°/s) verwendet, ohne dass ein fester Bezugspunkt erforderlich ist. Dies unterscheidet Kreisel von anderen Rotationssensoren wie Rotationssensoren oder Rotationspotentiometern.

Typische Einsatzbereiche sind Industrieautomation, Robotik, Medizintechnik, Fahrzeugtechnik sowie Luft- und Raumfahrtanwendungen, bei denen kompakte und leistungsfähige Sensorsysteme benötigt werden.

Funktionsweise von Drehratensensoren ohne Gehäuse

Drehratensensoren ohne Gehäuse basieren in der Regel auf modernen MEMS-Gyroskop-Technologien oder anderen hochpräzisen Messprinzipien wie dem Coriolis-Effekt. Im Sensor befindet sich eine mikromechanische Struktur, die in Schwingung versetzt wird. Sobald eine Drehbewegung auftritt, wirkt die Corioliskraft auf diese Struktur, wodurch sich deren Schwingungsverhalten verändert. Diese Veränderung wird elektronisch erfasst und in ein Signal umgewandelt, das proportional zur Winkelgeschwindigkeit ist.

Da diese Sensoren ohne schützendes Gehäuse geliefert werden, sind sie für die direkte Integration auf Leiterplatten oder in kundenspezifische Gehäuse ausgelegt. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende und flexible Systemgestaltung.

Neben eingebetteten Kreiseln bieten wir auch:

• Standard-Gyroskop-Sensoren: MEMS-basierte Gyros mit 1, 2, 3 oder 6 Achsen für industrielle und OEM-Anwendungen, genau und kostengünstig. Messbereich 100°/s und 200°/s.
• Hochgenaue Gyroskop-Sensoren: Gyroskope mit 1, 2 oder 3 Achsen für den Einsatz in der Luftfahrt, im Schienenverkehr und in der Automobilindustrie, mit ausgezeichneter Stabilität und geringem Rauschen. Messbereich zwischen 25°/s und 900°/s.
• Inertiale Systeme: IMU-Messplattformen (Inertial Measurement Unit) mit drei Beschleunigungs- und drei Gyroskopsensoren, für Navigationsanwendungen. Messbereich zwischen ±75 °/s und ±900 °/s.

Typische Anwendungen

Drehratensensoren ohne Gehäuse werden insbesondere in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine direkte Integration in bestehende Systeme erforderlich ist:

• OEM-Entwicklungen und kundenspezifische Sensorlösungen
• Robotik und autonome Systeme
• Medizintechnik und portable Geräte
• Fahrzeugtechnik und mobile Systeme
• Luft- und Raumfahrt
• Plattformstabilisierung und Lageregelung
• Industrieautomation und Steuerungssysteme
• Forschung und Entwicklung

Vorteile von Drehratensensoren ohne Gehäuse

• Maximale Integrationsflexibilität
  Ideal für OEM-Anwendungen und kundenspezifische Systemlösungen.
• Kompakte Bauform und geringes Gewicht
  Perfekt für Anwendungen mit begrenztem Bauraum.
• Direkte Integration in Elektroniksysteme
  Geeignet für die Montage auf Leiterplatten oder in eigene Gehäuse.
• Hohe Messgenauigkeit und Dynamik
  Zuverlässige Erfassung von Rotationsbewegungen in unterschiedlichen Anwendungen.
• Kosteneffiziente Systemintegration
  Reduzierung von Bauteilen und Anpassung an spezifische Anforderungen.
• Hohe Zuverlässigkeit
  Bewährte Sensortechnologie für langfristig stabile und präzise Messungen.
• Unempfindlich gegen Vibrationen und Erschütterungen
  Geeignet für anspruchsvolle Anwendungen in dynamischen Umgebungen.
• Geeignet für weite Temperaturbereiche
  Zuverlässiger Betrieb auch unter extremen Temperaturbedingungen.

Wie wählt man den richtigen Drehratensensor ohne Gehäuse aus?

Die Auswahl eines geeigneten Drehratensensors ohne Gehäuse erfordert eine besonders sorgfältige Betrachtung der Anwendung, da diese Sensoren direkt in kundenspezifische Systeme integriert werden. Neben den klassischen Sensorparametern spielen daher auch Integrations- und Umgebungsfaktoren eine entscheidende Rolle.

• Messbereich und Dynamik
  Der Sensor muss für die erwarteten Winkelgeschwindigkeiten ausgelegt sein. Anwendungen mit schnellen Rotationen erfordern größere Messbereiche, während präzise Anwendungen mit kleinen Bewegungen von Sensoren mit höherer Auflösung und geringem Rauschen profitieren.
• Genauigkeit, Drift und Bias-Stabilität
  Für zuverlässige Messungen ist eine geringe Drift entscheidend. Besonders bei kontinuierlichen Messungen oder Regelungssystemen beeinflusst die Bias-Stabilität direkt die Systemleistung und Langzeitgenauigkeit.
• Rauschverhalten und Signalqualität
  Ein niedriges Rauschniveau ist wichtig, um auch kleine Rotationsbewegungen sicher zu erfassen. Dies ist insbesondere bei Stabilisierungssystemen oder präzisen Bewegungsanalysen relevant.
• Mechanische Integration
  Da kein Gehäuse vorhanden ist, muss der Sensor optimal in das mechanische Design integriert werden. Aspekte wie Befestigung, Schutz vor äußeren Einflüssen sowie die Ausrichtung der Messachsen sind entscheidend für die Messqualität.
• Elektrische Integration und Schnittstellen
  Die Auswahl des passenden Sensors hängt auch von der vorhandenen Elektronik ab. Wichtige Faktoren sind Versorgungsspannung, Signaltypen (analog/digital) sowie Schnittstellen wie SPI, UART oder kundenspezifische Lösungen.
• Schutz und Umgebungsbedingungen
  Ohne eigenes Gehäuse ist der Sensor empfindlicher gegenüber Umwelteinflüssen. Daher müssen im Systemdesign Schutzmaßnahmen gegen Feuchtigkeit, Staub, Temperaturbelastung und mechanische Einflüsse vorgesehen werden.
• Temperaturverhalten und Kompensation
  Für Anwendungen mit wechselnden Temperaturen ist ein Sensor mit guter Temperaturstabilität oder integrierter Kompensation wichtig, um Messabweichungen zu minimieren.
• Kalibrierung und Systemabgleich
  Da der Sensor Teil eines Gesamtsystems ist, spielt die Kalibrierung eine zentrale Rolle. Eine systemseitige Kalibrierung kann die Messgenauigkeit deutlich verbessern.

Die Experten von Althen Sensors & Controls unterstützen Sie nicht nur bei der Auswahl des passenden Sensors, sondern auch bei der Integration, Kalibrierung und Optimierung Ihres Gesamtsystems. Kontaktieren Sie uns!