Gyroskop und Inertial-Sensorsystem für Industrie und Medizin

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Inertial-Messsystem auf MEMS-Basis hat 10 Freiheitsgrade

Eine weitere Innovation ist die dritten Generation der iSensor-MEMS-IMU (Inertial Measurement Unit). Der Baustein ADIS16488 ist ein Sensor mit 10 Freiheitsgraden, der ein Drei-Achsen-Gyroskop, einen Drei-Achsen-Beschleunigungssensor, ein Drei-Achsen-Magnetometer und einen Drucksensor in einem Gehäuse integriert. Diese Inertialmesseinheit ist laut Hersteller die stabilste und umfassendste integrierte Sensorlösung auf dem Markt.

Abgesehen von der wichtigen, auf Tactical-Grade-Niveau liegenden Bias-Stabilität (unter 10°/h) übertrifft der ADIS16488 alle anderen gegenwärtigen Gyroskop/IMU-Lösungen bis um den Faktor 100, was die häufig noch wichtigeren Spezifikationen der Querempfindlichkeit auf Beschleunigungen, des Temperaturkoeffizienten und der Bandbreite angeht. Jeder einzelne Baustein durchläuft im Werk eine präzise Kalibrierprozedur.

Spitzenklasse bei Nullpunkt- und Winkelstabilität

Dazu Scannell: „Designer industrieller und medizinischer Ausrüstungen, die zu Stabilisierungs- oder Navigationszwecken auf eine höchst präzise Detektierung und Kontrolle von Bewegungen angewiesen sind, bietet die IMU ein Leistungsniveau, das bisher nur Anwendern mit unbegrenztem Budget zur Verfügung stand.

Bei einer Leistungsfähigkeit, die in Bezug auf Nullpunktstabilität oder zufälliger Winkelabweichung (Angular Random Walk) das Niveau früherer IMUs der Spitzenklasse erreicht oder sogar übertrifft, wartet der ADIS16488 sogar mit einem Leistungsvorsprung auf, was die häufig noch wichtigeren Parameter Vibrationsunterdrückung, Linearität und Bandbreite betrifft. Darüber hinaus kostet der neue Baustein nur ein Zehntel und nimmt nur ein Viertel der Leistung auf.“

Die IMU arbeitet vollkommen autonom und beinhaltet alle erforderlichen Kompensationen. Binnen 500 ms nach Anlegen der Versorgungsspannung stehen am SPI-Interface gültige Daten zur Verfügung. Die gesamte Kalibrierung erfolgt werkseitig. Ein Interface mit Blackfin-Prozessor übernimmt die Abstimmung der integrierten Filter und steht für weitere Diagnosefunktionen zur Verfügung.

Zum Schluss die wichtige Kenndaten: Nullpunktstabilität (Gyro) 6°/h, Dynamikbereich (Gyro) 450°/s, Angular Random Walk (Gyro) 0,3°/√h, Rauschen (Gyro) 0,005°/s/√Hz rms, Nichtlinearität 0,01 %, Nullpunkt-Temperaturkoeffizient 0,0025°/s/K, Empfindlichkeitstemperaturkoeffizient 35 ppm/K, Nullpunktstabilität (Beschleunigungssensor) 100 µg, Dynamikbereich (Beschleunigungssensor) ±18 g,Genauigkeit der Achsenausrichtung X/Y/Z 0,05°, Bandbreite 330 Hz, Dynamikbereich (Magnetometer) ±3,5 Gauß und Dynamikbereich (Barometer) 10 bis 1200 mbar.

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