Drehratensensor

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Drehraten-Sensoren messen die Rotationsgeschwindigkeit eines Körpers. Durch Integration läßt sich daraus ableiten, um welchen Winkel sich ein Körper innerhalb einer Zeit gedreht hat.

[Bearbeiten] Funktionsprinzip und Aufbau

Drehratensensoren messen die Winkelgeschwindigkeit entlang einer Drehachse. Das Messprinzip basiert im Wesentlichen auf zwei Messprinzipien:

Coriolis-Kraft, die auf mechanisch bewegtes System wirkt.

Foucaultsches Pendel
Kreiselkompass
Dynamically Tuned Gyro (DTG), Meßfehler <1°/h
Vibrationskreisel, Meßfehler <10°/h
Schwingkölbchen

Sagnac-Effekt, der bei Licht beobachtet wird.

Ringlaser (RLG), Meßfehler <0.001°/h
Faserkreisel (FOG), Meßfehler <1°/h

Hochgenaue Drehratensensoren für die Navigation von Flugzeugen oder Raketen basieren heute auf Faserkreiseln (Sagnac-Effekt). Bei den preiswerteren mikromechanischen Drehratensensoren unterscheidet man zwischen integrierten Sensoren, bei dem die elektronische Auswerteschaltung und der MEMS-Sensorkern in einem Chip integriert sind und zwischen diskreten Sensoren. Sie bestehen aus einem separatem Mikromechanik-Chip (MEMS-Chip) und einem anwenderspezifischen Elektronikchip (ASIC).

[Bearbeiten] Anwendung

Navigation In Trägheits- und GPS-Navigationsgeräten, bei letzterem zur Überbrückung von Strecken ohne Satellitenkontakt.
Automobiltechnik In der Automobiltechnik werden heute für Fahrstabilitäts-Systeme (z.B. ESP) und Navigation (s.o.) die Gierrate oder für Roll-Over-Detektion alle Drehachsen üblicherweise mit mikromechanische Drehratensensoren auf Silizium-Basis gemessen.
Digitalfotografie Mit sinkenden Preisen für Sensoren auf MEMs-Basis werden Beschleunigungs- und Drehratensensoren auch zur Bildstabilisierung bei Digitalkameras eingesetzt.