Piezo Gyro

Hi Leute,

mich würde mal interessieren, wie so ein Piezo Kreisel aufgebaut ist und wie seine Funktionweise aussieht.
Bin in der Fluggerätemechanik daheim, aber ich kenne nur mechanische und lasergesteuerte Kreisel.


Mit freundlichen Grüßen

trinity2253

[Florian]

Mal ne kleine, dumme Frage:
Was ist das überhaupt? ;-)
Das wars von meiner Seite aus! :lol:

[Minifriese]

Bei so nem Piezosensor hängt ein kleines Teil auf (bzw. in) dem Chip an einem dünnen Steg aus einer Piezokeramik. Wenn jetzt das Teil in eine von der Bauform bestimmte Richtung bewegt wird, will das hängende Teil wegen seiner Trägheit erstmal nicht mit. Es übt also auf die Piezo-Aufhängung eine Kraft aus, was bei Piezokeramiken dann eine Spannung proportional zur Kraft erzeugt. Ich glaube, ganz ähnlich funktionieren auch die Beschleunigungssensoren, die wir hier so gerne diskutieren ;-), bloß daß da lineare Bewegungen ausgewertet werden, beim Kreisel halt Drehbewegungen.

Nils

[Florian]

Achso!
Ich muss Dich aber enttäuschen, Nils!
In den ADXL's sind so Kämme, wo das Feld, wie beim Drehkondensator, gemessen wird, oder so! (siehe Elektor von vor Kurzem) :-)

Das heißt, der Kreisel ist ein Drehbewegungssensor?

[pbürgi]

Im Quatrocopter-Post steht, wenn ich mich recht erinnere, das in dem Gyro ein Ic mit Keramikstäbchen drin ist, das in Schwingungen versetzt wird. Somit kann man jede Bewegung oder Lage messen eben mit dem Kreisl Prinzip. Genaueres weiß ich auch net, weiß auch net obs stimmt.

[Volker-01]

In sachen Gyro bin ich kein Spezialist, aber ich weis, das die Auswertung über die Auswirkung der Corioliskraft auf ein Schwingendes System gemacht wird.

Zum nachsehen was mit Corioliskraft gemeint ist:
http://www.fh-merseburg.de/~wwwfpll/lehrmittel/experimente/corioliskraft.htm

Auch sehr interessante Seite: http://www.ifp.tuwien.ac.at/institut/lva/skripten/0Einfuehrungsvortraege%20Physik%20I%20WS2003/Gurker.pdf

Besonders interessant für den Bastler und Fortgeschrittenen:
http://dbindustrie.work.svhfi.de/AI/resources/1066c7e72ba.pdf

MfG Volker

[Gottfreak]

Gemessen wird mit einem Gyrokreisel die Winkelgeschwindigkeit um eine Achse(gibt auch ICs, die mehrere Achsen integriert haben - 3DGyros).
Bei den mechanischen Vorbildern(so ähnlich müssen auch die piezos arbeiten.) rotiert ein Körper und es wird die Fliehkraft gemessen. Diese ist von Beschleunigungen unabhängig, weil diese auf der einen Seite nach aussen und der anderen nach innen wirkt.
Eine Drehung in die gleiche Richtung, in die sich der Kreisel dreht, ergibt eine Zunahme, eine in die Gegenrichtung eine Abnahme der Fliehkraft. Daraus lässt sich dann die Winkelgeschwindigkeit(und deren Vorzeichen, also die Drehrichtung) ermitteln.

[JavaMasta]

Also was ich weis:
so ein ding sitzt auch auf dem Motherboard als Taktgeber.
Bei verformung gibt er Strom ab.
Bei Stromzufuhr veformt er sich.

und wenn man das mit einer Rückkopplung macht, läuft das ding stabil...so habs ich vor ein paar wochn glernt =)

[Gottfreak]

@JavaMasta:
Du meinst einen Piezo-Kristall allgemein?
Ein Piezo-Kreisel ist ein fertiges Sensorelement, das auf diesem Effekt beruht.

[JavaMasta]

jo genau das wars =)

[king]

Also ihr kennt doch alle diese Feuerzeuge auf die man nur draufdrücken muss und es entsteht ein Funke; (selbstzundende Feuerzeug)

In so einem Feuerzeug ist ein Piezokristall eingebaut. Ein Piezokristall hat die Eigenschaft, das er mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln kann (geht irgendwie mit innerer Reibung).
So funktioniert das auch in diesen Feuerzeugen; du führst mit dem Drücken eine mechanische Energie, in Form einer Kraft, dem Piezokristall zu und der liefert die elektrische Energie einen Funken zu erzeugen.

Ich weis zwar leider nicht genau wie das in einem Piezokreisel aussieht, aber der arbeitet genau mit diesem Effekt.
Kann mir gut vorstellen das der Piezokristall in Form eines Torsionstabes ausgeführt ist. Wird nun der Piezokristall-Torsionsstab in axialrichtung verdreht, zo wirkt durch die Massenträgheit ein Torsionsmoment auf diesen und es entsteht eine messbare Spannung die Proportional der Verdrehung ist.

Die Genauigkeit ist aber nicht mit einem Laserkreisel oder einem mech. Kreisel vergleichbar. Bin auch aus der Flugtechnik-Branche und wie du sicherlich weißt, arbeiten moderne INS-Systeme (InertialNavigationSystem) mit Laserkreisel und dort schaffen wir Mittels eines Iterativen Verfahrens, welches beim INS verwendet wird, eine Abweichung bei Flügen über den Atlantik die sich im zweistelligen Meterbereich bewegen.

Hoffe das ich euch helfen konnte

Hi !

Also bei den ADXLS wird mit den Kämmen keine Kapazität gemessen, sondern es wird mit den Kämmen als Aktor eine Schwingung erzeugt (einmal in x und einmal in y Richtung)
Bei einer Drehbewegung wird dann der Einfluss der Corioliskraft auf die Schwingungen gemessen.
(So weit ich weiß auch kapazitiv)

Da ganze gibts aber auch mit Piezos. Sieht oft aus wie ne Stimmgabel, die dann aufgrund der Rotation verformt wird. Durch den Piezo-effekt, wird dann eine Spannung erzeugt.

Stimmt aber absolut, daß die nicht so gut wie z.B. Faserkreisel o.ä. sind, aber sind kleiner und billiger. Billig schon allein deshalb, weil die Dinger auch im Auto eigensetzt werden.

Sev

[mikro]

Hab solche Gyros gefunden - in einer alten Videokamera von Hitachi - wohl als anti wackel - meine haben die bezeichnung Gyrostar ENC-05A - hab aber keine pinbelegung im netz gefunden