Mikroelektromechanisch basierte Einstellungs- und Richtungssysteme (MEMS)
In Flugzeugen sparen mikroelektromechanische Systeme (MEMS) Geräte Platz und Gewicht. Durch die Verwendung von Festkörper-MEMS-Vorrichtungen wird die Zuverlässigkeit hauptsächlich aufgrund des Fehlens beweglicher Teile erhöht. Die Entwicklung der MEMS-Technologie für den Einsatz in der Luftfahrtinstrumentierung integriert sich in die Verwendung von ADCs. Diese neueste technologische Verbesserung ist kostengünstig und verspricht, sich in allen Formen der Luftfahrt auszubreiten.
MEMS für Kreiselanwendungen werden in kleinen Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt sowie in größeren Verkehrsflugzeugen verwendet. Winzige vibrationsbasierte Einheiten mit Widerstands- und Kapazitätsmessaufnehmern sind genau und zuverlässig und nur wenige Millimeter lang und breit. Sie sind normalerweise in einen vollständigen mikroelektronischen Festkörperchip integriert, der so ausgelegt ist, dass er eine Ausgabe liefert, nachdem verschiedene Konditionierungsprozesse durchgeführt wurden. Die Chips, die winzigen Leiterplatten entsprechen, können für die Installation in einem dedizierten Computer oder Modul verpackt werden, das im Flugzeug installiert ist.
Während sich ein großes mechanisches Gyroskop in einer Ebene dreht, wird seine Starrheit im Raum dazu verwendet, die Bewegung des Flugzeugs zu beobachten und zu messen. Die Funktionsgrundlage vieler MEMS-Gyroskope ist trotz ihrer geringen Größe gleich. Der Unterschied besteht darin, dass ein vibrierendes oder oszillierendes piezoelektrisches Gerät den sich drehenden, gewichteten Ring des mechanischen Kreisels ersetzt. Einmal in Bewegung gesetzt, ist jedoch jede Bewegung außerhalb der Ebene durch variierende Mikrospannungen oder Kapazitäten erkennbar, die durch geometrisch angeordnete Aufnehmer erfasst werden. Da piezoelektrische Substanzen eine Beziehung zwischen Bewegung und Elektrizität haben, kann durch mikroelektrische Stimulation ein piezoelektrischer Kreisel in Bewegung versetzt und die durch die Bewegung im Piezo erzeugten winzigen Spannungen extrahiert werden. Sie können als die erforderlichen Variablen eingegeben werden, die zum Berechnen von Lage- oder Richtungsinformationen benötigt werden.
