Interessante Anwendungen aus dem Bereich Luft- und Raumfahrt

Im Bereich der Luft- und Raumfahrt ist die Forderung nach einer extrem hohen Zuverlässigkeit selbstverständlich. Hinzu kommen zusätzliche Anforderungen aus den extremen Umgebungsbedingungen: In breiten Temperaturbereichen mit zumeist schnell wechselnden Temperaturen, werden die Systeme oftmals zusätzlich auch hohen Strahlungen ausgesetzt - dennoch müssen Elektronik-Systeme und Sensoren einwandfrei und mit hoher Performance funktionieren.

MagnetoResistive Sensoren bieten hierbei Vorteile bezüglich Robustheit gegenüber Temperatur und Strahlung, die es erlaubt, einfache und dennoch zuverlässige Systeme zu realisieren.

Spirit, Opportunity und Curiosity Mobilität auf dem Mars seit über 10 Jahren

Hintergrund

Bereits 2004 landeten Spirit und Opportunity auf dem Mars, um die Oberfläche zu erkunden und unter anderem Ausschau nach Wasser zu halten. Die für 90 Tage geplante Mission war ein voller Erfolg, denn beide Rover konnten durch Langlebigkeit und Durchhaltevermögen überzeugen: Sie sendeten mehrere Jahre Daten von der Marsoberfläche zur Erde. 

In 2012 folgte dann der "große Bruder" Curiosity mit einem spektakulären Landemanöver auf der Marsoberfläche. In der Größe eines Kleinwagens beherbergt er ein Labor für Analysen von Gesteinsproben und konnte ebenfalls viele Kilometer auf der Oberfläche zurücklegen, um beeindruckende Bilder zur Ende zu senden.

Sensorlösung

  • Die Sensorlösung, die durch die NASA in die Rover integriert wurde, ist ein AMR FixPitch Sensor mit einem Polrad.
  • Die Sensor-Polrad-Kombination kann an vielen Messstellen (z. B. Räder, Greifarme, Fahrwerk) eingesetzt werden. Wichtig ist die Funktion der Antenne, welche optimal zwecks Kommunikation zur Erde ausgerichtet sein muss. 
  • Die Sensoren werden als bare-die ohne Abdeckung verwendet, um mechanischen Stress durch die hohen Temperaturwechsel (-130°C bis +85°C) auf die Aufbautechnik zu vermeiden.

Vorteile

  • Berührungslos, verschleißfreies Funktionsprinzip
  • Einfache und strahlungsrobuste Sensortechnologie basierend auf NiFe-Strukturen
  • Trotz einfacher Sensoren sehr gute Performance zur Regelung und Positionierung

Absolutencoder für Satellitensysteme Strahlungstoleranter Winkelencoder-Demonstrator

Hintergrund

Im Rahmen eines Projektes mit einem renommierten Raumfahrtzulieferer, wurde für einen Mehrachs-Mechanismus ein 180°-Absolutmesssystem gefordert.

Das erste Design eines Demonstrators sollte dabei bereits strahlungstolerant ausgelegt sein und eine Messgenauigkeit von 0,01° aufweisen. Im Vorfeld wurden einige Randbedingungen durch die Projektpartner festgelegt und das Konzept auf Basis eines magnetischen Polrings als Maßverkörperung ausgewählt.

Sensorlösung

  • Basierend auf 2 AMR FixPitch Sensoren, kombiniert mit einem Polring, wurde ein Absolutwinkel-Messsystem inklusive Signalverarbeitung und digitaler Schnittstelle für die Positionsinformation realisiert.
  • Für die Erreichung der hohen Genauigkeitsanforderung bietet das System neben einem Temperaturabgleich mittels Fehlerkorrekturtabelle ebenso die Möglichkeit einer externen Kalibrierung. Hier werden die Daten durch einen hochgenauen, externen Geber in einem Kalibiermodus ermittelt und hinterlegt.
  • Der Polring wird mit zwei Spuren zu einer Absolutkodierung (Nonius) für einen Messbereich von 180° magnetisiert.

Weitere Informationen zu den Encoder Produkten

Vorteile

  • Kompaktes und damit flexibel einsetzbares Sensormodul inkl. Signalverarbeitung
  • Digitales Ausgangssignal zur direkten Weiterverarbeitung in der Steuerung
  • Temperaturkalibrationsmöglichkeit zur Erreichung der hohen Winkelgenauigkeit

Trägerrakete Ariane Satelliten-Transporter für die geostationäre Transferbahn

Hintergrund

In der neuen Oberstufe der europäischen Trägerrakete Ariane der Generation 6 soll eine elektromechanische Schubvektorsteuerung realisiert werden. Hierbei müssen hohe Ströme gemessen werden, mit gleichzeitig möglichst wenig Verlustleistung während der Strommessung. 

Schubvektorsteuerungen werden benutzt, um den Abgasstrahl der Triebwerke gezielt auszurichten. Dadurch wird die korrekte Flugbahn erreicht bzw. gehalten, bzw. die Stabilisierung der Rakete schon während der Startphase gewährleistet und dadurch ein Wegkippen verhindert.

Die Funktion ist elektromechanisch - daher werden Antriebe und eine Strommessung benötigt.

Sensorlösung

  • In Zusammenarbeit mit dem Kunden wurde unser Standard-Stromsensorkonzept ausgewählt.
  • Der Stromsensor, bestehend aus AMR-Sensor und Stützmagneten, wird in ein keramisches Package integriert.

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