Gyroskope

Gyroskope sind integrierte Schaltkreise zur Messung der Winkelgeschwindigkeit des Objekts, an dem sie befestigt sind. Sie kommen unter anderem in folgenden Bereichen zum Einsatz: Roboterbewegung, gestenbasierte Mensch-Maschine-Schnittstellen, Mobiltelefone, Erkennung von Fahrzeugüberschlägen, Trägheitsmessung und Plattformstabilisierung. Gyroskope basieren auf MEMS-Technologie (Mikrosysteme). Es gibt sie für Vorrichtungen, die Messungen in einer, zwei oder drei Richtungsachsen unterstützen. Dreiachsige Vorrichtungen unterstützen die Messung der Winkelgeschwindigkeit entlang der Achsen X, Y und Z. Man spricht hier auch vom Roll- Nick- und Gierwinkel. MEMS-Beschleunigungsmesser sind in der Regel winzig klein, brauchen nur wenig Energie und nutzen serielle Schnittstellen, wie zum Beispiel I2C und SPI.

Ein sehr wichtiger Aspekt bei Gyroskopen ist ein vollumfänglicher Messbereich für die Winkelgeschwindigkeit. Dieser wird in Grad je Sekunde spezifiziert (+/- no/s). Wichtig ist auch die Empfindlichkeit, die normalerweise durch die Bit-Genauigkeit des eingebauten AD-Wandlers begrenzt ist. Ihre Messungen sind Tiefbandmessungen, wodurch der größten messbaren Winkelbeschleunigung Grenzen gesetzt sind. Die maximale Abtastrate entscheidet darüber, wie präzise das Gyroskop eine Momentangeschwindigkeit oder ihre Änderungsquote messen kann. Die Änderungsquote einer Winkelgeschwindigkeit wird als „Drehbeschleunigung“ bezeichnet.

Viele Vorrichtungen gestatten die Synchronisierung von Messungen mit einem Stroboskop. Ferner besitzen sie auswählbare Filter und integrierte FIFO-Speicher zum Speichern von Werten. Die Speicherpufferung ermöglicht dem verarbeitenden System die Ausgabe von Messblöcken, sodass nicht jede Abtastung einzeln verarbeitet werden muss. Die selektive Filterung ermöglicht das Ausblenden hochfrequenter Störungen und Änderungen, die über der Nyquist-Abtastrate liegen. Solche hochfrequenten Frequenzänderungen können Alias-Effekte bewirken, die zu Messfehlern führen.

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