SensorDynamics 2D- und 3D-MEMS-Drehraten-Sensoren

2D- und 3D-MEMS-Drehraten-Sensoren von SensorDynamics

Die neuen kompakten zwei- und dreiachsigen Drehraten-Sensorelemente von SensorDynamics messen die Drehrate gleichzeitig in zwei oder drei Raumrichtungen und eröffnen neue Perspektiven für hoch integrierte inertiale Messeinheiten (IMUs).

Die patentierten Sensorelemente werden im MEMS–Prozess PSM-X2 gefertigt, der seit Januar 2010 auf 8-Zoll-Wafern läuft. Die Basis beider Drehratensensorelemente ist ein mit Eigenresonanz schwingendes Feder-Masse-System. Bei einer äußeren Drehbewegung wirkt die Corioliskraft auf die schwingende Masse und lenkt sie senkrecht zur Schwingungsrichtung aus. Diese Auslenkung verläuft proportional zur Drehrate und liefert das Messsignal. SensorDynamics ist es gelungen, das 2D- und 3D-MEMS-Sensorelement nach diesem Prinzip so zu konstruieren, dass die Drehrate um 2 bzw. 3 Achsen gleichzeitig mit nur einem einzigen oszillierenden Masseelement gemessen und in unabhängige Ausgangssignale umgesetzt werden kann. Die Eigenschaften dieser vielachsigen Drehratensensorelemente entsprechen denjenigen der einachsigen Elemente der Produktfamilien SD75x, SD70x und SD77x/78x, die bereits in Massenproduktion hergestellt werden. Die höhere Integrationsdichte bringt jedoch deutliche Kostenvorteile.

Ab Mai sollen die 2D- und 3D-MEMS Drehratensensoren als Einzelsensoren für Anwendungen in Industrie, Automatisierungstechnik, Medizin und Navigation sowie für den hochwertigen Endverbraucherbereich verfügbar sein. Eine automobiltaugliche, nach AEC-Q100 qualifizierte Variante für den Temperaturbereich von -40 bis +125 °C soll zu einem späteren Zeitpunkt auf den Markt kommen. Unter Nutzung der ebenfalls von SensorDynamics patentierten Zweikammer-Technologie wird der neue 3D-Drehratensensor im nächsten Schritt mit einem 3D-Bescheunigungssensor integriert. Damit ist eine komplette inertiale Messeinheit mit 6 Freiheitsgraden (6DoF-IMU) auf nur wenigen Quadratmillimetern Chipfläche realisiert. Ein  entsprechendes Produkt für den Konsumerbereich wird spätestens in einem Jahr verfügbar sein.