Gyroskop i mems-teknologi

Analog Devices sender verdens første fuldt integrerede gyroskop på markedet. Enheden er opbygget i samme mikroelektromekaniske (mems) teknologi, som siden 1993 er brugt til produktion af over 100 millioner accelerometre.

Det kræver kun syv gange syv millimeter og tre millimeter i højden at opbygge et enakset gyroskop med tilhørende signalbehandling, hvis man gør det i et enkelt stykke silicium med den mikroelektromekaniske mems-teknologi. Det har firmaet Analog Devices præsteret i et nyt elektronisk gyroskop, der netop er sendt på markedet.

Et elektronisk gyroskop kan benyttes til at måle den vinkelhastighed, som værtsobjektet roterer med, og kan også give styresignaler til mekanisk stabilisering af objektet. Der er dog ingen roterende dele i Analog Devices implementering - i stedet anvendes en siliciumramme, der påvirkes elektrostatisk til resonans. Hvis rammen drejes omkring en akse vinkelret på sit plan, påvirkes den af en coriolis-kraft, og den resulterende bevægelse detekteres kapacitivt.

Opbygningen i mems-teknologi gør gyroskopet ekstremt tolerant over for mekaniske rystelser, og det kan levere et stabilt udgangssignal selv ved en påvirkning på 2.000 g. Det er en vigtig egenskab i for eksempel airbag-sensorer til biler, hvor gyroskopet kan detektere, at bilen ruller rundt, selv om den samtidig slår mod vejbanen og kolliderer med forhindringer.

En anden oplagt anvendelse for den nye gyroskopkreds er til løbende positionsberegning i GPS-systemer, hvor den kan fungere som reservesystem, hvis GPS-signalerne falder ud. Desuden kan den bruges til traditionelle stabiliseringsopgaver i for eksempel robotter, antenner, industrielt udstyr, biler og fly.

Kredsen har både mekanisk og elektronisk selvtest, der begge kan afvikles samtidig med, at gyroskopet er aktivt.

Gyroskopet bruger kun 5 mA ved 5 V og fås i to udgaver med dynamikområder på henholdsvis 150 og 300 grader/s. Prisen er i øjeblikket 30 dollar ved 1.000 styk, men Analog Devices divisionschef Franklin Weigold forventer, at der vil kunne fremstilles gyroskoper af høj kvalitet i mems-teknologi til en pris helt ned på 10 dollar.