Ein mikroelektromechanisches System oder MEMS-Gyroskop ist eine integrierte Trägheitssensorschaltung, die den Winkel und die Rotationsgeschwindigkeit in einem Objekt oder System misst. Diese für gezielte Anwendungen programmierbare Technologie basiert auf dreidimensionalen Abtastachsen, die X (Neigung), Y (Rolle) und Z (Gier) sind. Die Geräte können komplexe Bewegungen präzise verfolgen, ohne von Faktoren wie Gravitation oder Magnetfeldern beeinflusst zu werden. Diese Technologie, die einst Transportmittel und Fahrzeuge beschäftigte, taucht heute in einer Vielzahl von Verbrauchertechnologien auf.
Mikroelektromechanische Systeme sind Technologien, die auf mikrogefertigten integrierten Schaltkreisen beruhen. Diese Geräte nutzen aktive Wahrnehmungs- und Steuerungsfunktionen, um zwei Zwecken zu dienen: als Mikrosensoren und als Aktoren. Ein MEMS-Gyroskop ist empfindlich genug, um selbst geringfügige Drehungen zu erkennen, wodurch die von Beschleunigungsmessern gemessenen linearen Bewegungsfaktoren eliminiert werden. Dies dient dazu, die Technik auf eine absolute Position im physischen Raum auszurichten.
Trägheitserkennung bezieht sich auf Messungen vieler Arten von Bewegungen, einschließlich Beschleunigung, Stoß und Neigung. Zahlreiche Geräte werden entwickelt, um sich diesen Fragen auf ihre ganz eigene Weise zu nähern und werden oft gebündelt, um die Erfassung und Verarbeitung mit sensibler Wirksamkeit zu ermöglichen. Sie bevölkern High- und Low-Gravity-Anwendungen in allen Branchen.
Es gibt mehrere Arten von MEMS-Gyroskopen. Dazu gehören die Stimmgabel, der Vibrationsring, die piezoelektrische Platte und Weinglasgyroskope. Das Stimmgabelmodell beruht auf einer resonanten Verschiebung von einer Schwingungsebene, die ein der Orientierung entsprechendes Signal sendet. Vibrationsringtypen verwenden die Drehung eines Rads, um Signale an einen Wandler zu senden.
Das piezoelektrische Modell misst Reaktionen zwischen Schwingung und Corioliskraft; dies ist das Verhältnis der Trägheit zur Erdrotation. Ein Weinglas-Resonator misst die Resonanz von Punkten auf einer Halbkugel, um die Rotation zu erkennen. Die Funktionalität von MEMS-Gyroskopkomponenten dient zahlreichen Technologien und Branchen.
Diese Geräte werden oft mit integrierten Schaltkreisen und Beschleunigungsmessern gebündelt und bieten digitale und analoge Ausgänge. Die Anwendungen können von militärischen Großprojekten bis hin zu Desktop-Geräten reichen. Diese Kreisel sind in gelenkter Munition und Orientierungsschiffen und Satelliten zu finden. In Konsumgütern werden sie für Fernbedienungen, Spielzeug, persönliche Navigation und Bildstabilisierung in Digitalkameras verwendet. Sie finden auch Verwendung in medizinischen Umgebungen.
Zusammen mit dem MEMS-Gyroskop können MEMS-Geräte Beschleunigungsmesser, Aktuatoren und Kompasse umfassen. Andere Gyroskoptypen bestehen aus der rotierenden Variante, die oft auf Kardanringen montiert ist, und optischen Typen, die die Wechselwirkungen von Laserwellenlängen lesen. Diese Geräte, die alles von persönlichen Transportgeräten über Modellhubschrauber bis hin zu Videospielen ausbalancieren, funktionieren alle nach dem ähnlichen Grundprinzip, dass vibrierende Objekte trotz der Bewegung einer Stütze dazu neigen, ihre Schwingungsebene beizubehalten.