Drehratensensoren: ‘tactical grade’ Spitzenleistung zu vernünftigen Kosten

FOG-Leistung für höchste Navigationsanforderungen

Ein kritischer Parameter für die Mikrogravitationsforschung in Bremen ist die exakte Erfassung und Verarbeitung minimaler Winkelgeschwindigkeiten, die typischerweise bei Falltests beobachtet werden. Der extrem präzise Messbereich des ASC 283-010 von +/-10 °/s ermöglicht dies. Die ASC 283-Serie ist aber auch mit Messbereichen von bis zu 400 °/s erhältlich, um ein breites Spektrum von Anwendungen zu unterstützen.

Die Bias-Stabilität von unter 0,1 °/h dieses MEMS-basierten Vibrationskreisels entspricht jener von faseroptischen Gyroskopen (FOGs) und anderen High-end- Lösungen, die in der Regel nur zu wesentlich höheren Kosten erhältlich sind. Diese überzeugende Bias-Stabilität ist entscheidend, um jene Messgenauigkeit zu erreichen, die für sehr hohe Anforderungen wie in der Mikrogravitationsforschung, im Gyro-Compassing oder bei Fluglagen-/Kursreferenzsystemen (Attitude Heading Reference Systems, AHRS) in der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie erforderlich ist.

Hervorragende Auflösung bei minimalem Rauschen

Ein weiterer Parameter von entscheidender Bedeutung für die Leistung von Drehratensensoren ist der ARW-Wert (Angular Random Walk). Ähnlich wie die Rauschdichte eines Beschleunigungssensors charakterisiert der ARW das weiße Rauschen in der Winkelgeschwindigkeit und damit die Leistung von Präzisionsnavigationssystemen.

Die inertiale ASC 283-Serie erreicht einen ARW von unter 0,01 °/√h. Sie wird daher in der Navigation von Schiffen, Unterwasserfahrzeugen und ferngesteuerten Tauchrobotern eingesetzt, um eine exakte Orientierung zu gewährleisten, da GNSS-Signale selbst in flachem Wasser nicht verfügbar sind und Magnetfeldsensoren meist durch die metallischen Außenwände der Fahrzeuge gestört werden.

Auch in der Luftfahrt werden Trägheitsreferenzsysteme zur Navigation eingesetzt. Sie bestimmen die Position, Geschwindigkeit und Fluglage eines Flugzeugs in Bezug zur Erde. In diesen Systemen kommen unter anderem Inertial Measurement Units (IMUs) zur Anwendung, die als Bestandteil eines AHRS zur Ermittlung der Roll-Nick-Gier-Winkeländerungen eingesetzt werden. Die Systeme arbeiten allerdings nur dann mit der erforderlichen Präzision, wenn die Bias-Stabilität der darin integrierten Gyroskope besser als 5 °/h ist. Mit seiner Bias-Stabilität von <0,1 °/h ist der ASC 283 ideal für den Einsatz in diesen IMUs.

Erstklassige ‘industry grade’ Gyroskope

Allerdings erfordert nicht jede Sensoranwendung das selbe Maß an Präzision und ‘strategic grade‘-Investition. Die meisten herkömmlichen Anforderungen – zum Beispiel beim Testen von Automobilen, der Zertifizierung von Schienenfahrzeugen oder in der Strukturüberwachung von Gebäuden, bei denen dynamische Kräfte im Vordergrund stehen – werden durch den Einsatz hochwertiger ‘industrial grade‘ Drehratensensoren der ASC 27x Serie erfüllt.

Diese uniaxialen und triaxialen Sensoren sind noch kostengünstiger und bieten einen Messbereich von 75-900 °/s, Bias-Stabilität von 12 °/h und einen ARW von 0,2 °/√h. Sie sind auch kompakter, so dass sie in engste Räume passen, und werden überall dort eingesetzt, wo die Erfassung eines Originalsignals mit hoher Präzision ausreicht; während Gyroskope höherer Qualität dort benötigt werden, wo die ursprüngliche, physikalische Messgröße weiterverarbeitet wird. Zum Beispiel, um aus der Messung der Winkelgeschwindigkeit tatsächliche Winkel zu berechnen. Je anspruchsvoller die Aufgabe, umso wichtiger werden außergewöhnliche Bias-Stabilität und der ARW-Wert der verwendeten Sensortechnik.

Deshalb bietet ASC sowohl ein preisgünstiges Sortiment an ‘industry grade‘ Drehratensensoren als auch hochwertige ‘tactical grade‘ Lösungen an, die überall dort herausragende Präzision liefern, wo es auf exakte Ortung, Orientierung und präzise Navigation ankommt.