kiertoliikeantureita

Kiertoliikeantureita ovat sensorit, jotka mittaavat kulmanopeutta eli kiertoliikettä. Ne ovat keskeisiä komponentteja järjestelmissä, joissa on tarve tietää kohteen pyörimissuunta tai -nopeus. Yksiköinä käytetään yleisimmin rad/s eli radians per second tai deg/s.

Kiertoliikeantureita on useita teknologioita. Yleisin on MEMS-gyroskooppi, joka mittaa kiertoilmiön aiheuttamaa Coriolis-voimaa värähtelevässä rakenteessa. MEMS-gyroskooppien etuja ovat pieni koko, alhainen hinta ja sopivuus massamuunnoksiaa varten, mutta ne voivat olla herkempiä lämpötilan vaihteluille ja niihin liittyville virheille. Toiminnan perusteisiin kuuluvat bias-viive, herkkyys, häiriöääni sekä skaalatekijävirheet.

Toiset kiertoliikeanturit hyödyntävät optisia periaatteita, kuten Sagnac-efektiä. Näitä ovat ring laser gyros (RLG) ja fiber optic gyros (FOG). Ne tarjoavat usein erittäin alhaisen virheen ja hyvän vakauden, mutta ovat suurempia, kalliimpia ja soveltuvat paremmin vaativiin sovelluksiin kuten ilmailu ja avaruustekniikka.

Kiertoliikeantureita käytetään laajasti IMU-yhdistelmissä, joissa ne työskentelevät kiihtyvyysmittareiden kanssa tarjoten kolmeulotteisen kulmanopeuden tiedon. Siksi ne ovat tärkeitä esimerkiksi älypuhelimissa, autojen ajonvakautuksessa, drooneissa sekä robotiikassa ja navigaatiossa.

Tärkeimmät haasteet ovat mittausvirheet, bias-drift, lämpötilariippuvuus ja laajenevan mittausnopeuden hallinta. Kalibrointi ja lämpötilakustannettu kompensaatio parantavat luotettavuutta sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä.