Gyrosensoren

Gyrosensoren sind Sensoren, die die Winkelgeschwindigkeit eines Objekts um eine oder mehrere Achsen messen. Sie liefern Informationen über die aktuelle Drehung und werden häufig in Inertialmesssystemen (IMUs) und Orientierungssystemen eingesetzt. Anders als Beschleunigungssensoren messen Gyrosensoren primär die Rotationsrate, nicht die lineare Beschleunigung.

Technologien umfassen MEMS-Gyroskope, bei denen der Nachweis der Drehbewegung auf dem Coriolis-Effekt eines schwingenden Elements beruht. Weitere Technologien sind Quarz-Gyroskope, Faseroptik-Gyroskope (FOG) und Ringlaser-Gyroskope (RLG). Jedes dieser Konzepte bietet unterschiedliche Empfindlichkeit, Größe und Kosten.

Gyrosensoren gibt es als 1-, 2- oder 3-Achsen-Geräte; dreiachsige Sensoren liefern Rotationsdaten um alle Hauptebenen. MEMS-Gyroskope sind heute in vielen Geräten standard, darunter Smartphones, Tablets, Drohnen, Robotik und Fahrzeugsysteme zur Stabilisierung. Sie arbeiten oft in Kombination mit Beschleunigungssensoren in einer Inertialmessungseinheit (IMU).

Die Leistung von Gyrosensoren wird durch Parameter wie Bias-Stabilität, Skalenfaktor, Rauschdichte und Temperaturabhängigkeit beschrieben. Kurzzeitdrift (Drift) und langsame Alterung erfordern Kalibrierung oder Software-Filter, typischerweise durch Sensorfusion mit Beschleunigern oder Magnetometern.

Ausblick: Der Trend geht zu kleineren, energieeffizienteren MEMS-Gyroskopen mit verbesserten Rausch- und Stabilitätskennwerten. Anwendungen reichen von mobilen Endgeräten über autonome Systeme bis hin zur präzisen Navigation, wo Gyrosensoren als Bestandteil von IMUs eine zentrale Rolle spielen.