Drehratensensor

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Roll-Nick-Gier-Winkel (Eulerwinkel)
Rollpitchyawplain deutsch.png
0 Rotationsachsen: Bewegung:
Längsachse (Roll-/Wankachse): Rollen, Wanken
Querachse (Nickachse): Nicken, Stampfen
Vertikalachse (Gierachse): Gieren (Schlingern)

Drehraten-Sensoren messen die Rotationsgeschwindigkeit eines Körpers. Der Drehratensensor gehört zur Gruppe der Inertialsensoren.

Messprinzip[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Um die Drehrate zu bestimmen kommen im Wesentlichen zwei Messprinzipien zur Anwendung.

  1. Corioliskraft, die auf mechanisch bewegtes System wirkt.
  2. Sagnac-Effekt, der bei Licht beobachtet wird.

Durch Integration der gemessenen Winkelgeschwindigkeit lässt sich ableiten, um welchen Winkel sich ein Körper innerhalb einer Zeit gedreht hat.

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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, sowie diskreten Sensoren. Sie bestehen aus einem separaten Mikromechanik-Chip (MEMS-Chip) und einem anwenderspezifischen Elektronikchip (ASIC). Seit 2009 finden mikromechanische DRS breite Anwendungen in der Consumer-Elektronik. In Smart-Phones steuern DRS z. B. Spiele oder Navigationsanwendungen. In Spielekonsolen geben DRS die Bewegungen des Spielers wieder.

Anwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 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.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-23876-3