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Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Drehratensensor</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Drehratensensor</span></h1>

</header>

</div>

<th colspan="2" align="center"><a href="Roll-Nick-Gier-Winkel" title="Roll-Nick-Gier-Winkel">Roll-Nick-Gier-Winkel</a> (<a href="Eulersche_Winkel" title="Eulersche Winkel">Eulerwinkel</a>)

</th></tr>

<tr>

</td></tr>

<td style="border-top: 0px; border-right: 0px"><span style="visibility:hidden;">0</span> <a href="Rotationsachse" title="Rotationsachse">Rotationsachsen</a>:

</td>

<td style="border-top: 0px; border-left: 0px">Bewegung:

</td></tr>

<tr>

<td>↙ <a href="L%C3%A4ngsachse" title="Längsachse">Längsachse <small>(Roll-/Wankachse)</small></a>:

</td>

<td><a href="Rollen_(L%C3%A4ngsachse)" title="Rollen (Längsachse)">Rollen</a>, <a href="Wanken" title="Wanken">Wanken</a>

</td></tr>

<tr>

<td>↖ <a href="Querachse" title="Querachse">Querachse <small>(Nickachse)</small></a>:

</td>

<td><a href="Querachse" title="Querachse">Nicken, Stampfen</a>

</td></tr>

<tr>

<td>↓ <a href="Gierachse" title="Gierachse">Vertikalachse <small>(Gierachse)</small></a>:

</td>

<td><a href="Gierachse" title="Gierachse">Gieren <small>(Schlingern)</small></a>

</td></tr></tbody></table>

<p><b>Drehratensensoren</b> (DRS) messen die <a href="Winkelgeschwindigkeit" title="Winkelgeschwindigkeit">Rotationsgeschwindigkeit</a> eines Körpers. Der Drehratensensor gehört zur Gruppe der <a href="Inertialsensor" class="mw-redirect" title="Inertialsensor">Inertialsensoren</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Messprinzip">Messprinzip</h2></div>

<p>Um die Drehrate zu bestimmen, kommen im Wesentlichen zwei <a href="Messprinzip" title="Messprinzip">Messprinzipien</a> zur Anwendung.

</p>

<ol><li><a href="Corioliskraft" title="Corioliskraft">Corioliskraft</a>, die auf ein mechanisch bewegtes System wirkt.

<ul><li><a href="Foucaultsches_Pendel" title="Foucaultsches Pendel">Foucaultsches Pendel</a></li>

<li><a href="Kreiselkompass" title="Kreiselkompass">Kreiselkompass</a></li>

<li>Dynamically Tuned Gyro (DTG), Messfehler < 1°/h</li>

<li><a href="Vibrationskreisel" title="Vibrationskreisel">Vibrationskreisel</a>, Messfehler < 10°/h</li>

<li><a href="Schwingk%C3%B6lbchen" class="mw-redirect" title="Schwingkölbchen">Schwingkölbchen</a></li></ul></li>

<li><a href="Sagnac-Effekt" class="mw-redirect" title="Sagnac-Effekt">Sagnac-Effekt</a>, der bei Licht beobachtet wird.

<ul><li><a href="Ringlaser" class="mw-redirect" title="Ringlaser">Ringlaser</a> (RLG), Messfehler < 0,001°/h</li>

<li><a href="Faserkreisel" title="Faserkreisel">Faserkreisel</a> (FOG), Messfehler < 1°/h</li></ul></li></ol>

<p>Durch Integration der gemessenen Winkelgeschwindigkeit lässt sich ableiten, um welchen Winkel sich ein Körper innerhalb einer <a href="Zeit" title="Zeit">Zeit</a> gedreht hat.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau">Aufbau</h2></div>

<p>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 denen die elektronische Auswerteschaltung und der <a href="Mikrosystem_(Technik)" title="Mikrosystem (Technik)">MEMS</a>-Sensorkern in einem Chip integriert sind, sowie diskreten Sensoren. Sie bestehen aus einem separaten Mikromechanik-Chip (MEMS-Chip) und einem anwenderspezifischen Elektronikchip (<a href="Anwendungsspezifische_integrierte_Schaltung" title="Anwendungsspezifische integrierte Schaltung">ASIC</a>). Seit 2009 finden mikromechanische DRS breite Anwendungen in der Consumer-Elektronik. In Smartphones steuern DRS z. B. Spiele oder Navigationsanwendungen. In Spielekonsolen geben DRS die Bewegungen des Spielers wieder. MEMS-basierte DRS verfügen über zwei mikromechanisch herausgearbeitete Massen, die über eine Federstruktur miteinander verbunden sind. Sie werden über eine i. d. R. elektromagnetisch arbeitende Aktorik in eine Schwingung versetzt. Eine Drehung um das Zentrum dieser Anordnung führt nunmehr zu auf die Massen wirkenden Corioliskräften, welche eine seitliche Auslenkung der Massen bewirken. Diese wird über eine kapazitive Anordnung gemessen.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendung">Anwendung</h2></div>

<ul><li><i>Navigation</i>: In <a href="Inertiales_Navigationssystem" class="mw-redirect" title="Inertiales Navigationssystem"> Trägheits-</a> und <a href="Global_Positioning_System" title="Global Positioning System">GPS</a>-Navigationsgeräten, bei letzterem zur Überbrückung von Strecken ohne Satellitenkontakt.</li>

<li><i>Automobiltechnik</i>: In der Automobiltechnik werden heute für Fahrstabilitäts-Systeme (z. B. <a href="Elektronisches_Stabilit%C3%A4tsprogramm" class="mw-redirect" title="Elektronisches Stabilitätsprogramm">ESP</a>) und Navigation (s. o.) die Gierrate oder für Roll-Over-Detektion alle Drehachsen üblicherweise mit mikromechanischen Drehratensensoren auf Silizium-Basis gemessen. Gemäß Literaturangaben sitzt der Sensor optimalerweise im Fahrzeug-Schwerpunkt<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.</li>

<li><i>Digitalfotografie</i>: Mit sinkenden Preisen für Sensoren auf MEMS-Basis werden <a href="Beschleunigungssensor" title="Beschleunigungssensor">Beschleunigungs-</a> und Drehratensensoren auch zur <a href="Bildstabilisierung" title="Bildstabilisierung">Bildstabilisierung</a> bei <a href="Digitalkamera" title="Digitalkamera">Digitalkameras</a> eingesetzt.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>

<ul><li><a href="Rollrate" title="Rollrate">Rollrate</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: <i>Kraftfahrtechnisches Taschenbuch.</i> 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-23876-3</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Jörg Böttcher: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://messtechnik-und-sensorik.org/drehratensensoren/"><i>Online-Kompendium Messtechnik und Sensorik: Drehratensensoren.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 28. November 2019</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ADrehratensensor&rft.title=Online-Kompendium+Messtechnik+und+Sensorik%3A+Drehratensensoren&rft.description=Online-Kompendium+Messtechnik+und+Sensorik%3A+Drehratensensoren&rft.identifier=https%3A%2F%2Fmesstechnik-und-sensorik.org%2Fdrehratensensoren%2F&rft.creator=J%C3%B6rg+B%C3%B6ttcher&rft.date="> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Bernd Heißing: <i>Fahrwerkhandbuch</i>; 1. Auflage, Vieweg Verlag, Seite 187, ISBN 978-3-8348-0105-0</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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