專利名稱：旋轉(zhuǎn)速率傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)速率傳感器。
背景技術(shù)：
已知的是，在可旋轉(zhuǎn)的物體上安置旋轉(zhuǎn)速率傳感器，用于測量物體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)速率。旋轉(zhuǎn)速率傳感器通常具有兩個能振動的質(zhì)量，它們也可以被稱為分振動器。這兩個能振動的質(zhì)量也可以被稱為第一振動質(zhì)量和第二振動質(zhì)量，它們可以利用驅(qū)動器被驅(qū)動至相互反向的振動。也就是說，第一振動質(zhì)量和第二振動質(zhì)量相互錯開180°相位地(逆平行地)振動。因此，第一振動質(zhì)量和第二振動質(zhì)量的振動運(yùn)動通常也被稱為相互反向的振動運(yùn)動或者逆平行模式。如果物體連同設(shè)置在其上的旋轉(zhuǎn)速率傳感器在兩個振動質(zhì)量被同時激勵至其逆平行的振動運(yùn)動時執(zhí)行圍繞不與振動質(zhì)量的振動方向平行的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，則科里奧利力作用于兩個振動的振動質(zhì)量上。通過科里奧利力使兩個振動質(zhì)量分別垂直于其振動方向偏轉(zhuǎn)。由于兩個振動質(zhì)量的振動運(yùn)動的逆平行性，兩個振動質(zhì)量在相反的方向上偏轉(zhuǎn)。 這種相反的振動方向也可以稱為逆平行的檢測振動。逆平行的檢測振動可以電容式地獲得并且利用分析處理電子裝置換算成旋轉(zhuǎn)速率。在此振動質(zhì)量的偏轉(zhuǎn)與作用于振動質(zhì)量上的科里奧利力成比例。因此振動質(zhì)量的偏轉(zhuǎn)對應(yīng)于物體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)速率。例如由公開文獻(xiàn)DE 10 2008 042 369 Al已知這種旋轉(zhuǎn)速率傳感器。這種旋轉(zhuǎn)速率傳感器在現(xiàn)有技術(shù)中除了其兩個有效模式、即驅(qū)動模式和檢測模式以外還可能具有其它振動模式，即所謂的干擾模式。這些干擾模式在旋轉(zhuǎn)速率傳感器的運(yùn)行中疊加并且可能導(dǎo)致錯誤信號。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，給出一種旋轉(zhuǎn)速率傳感器，它克服已知的缺陷并且尤其是有效地抑制干擾模式，由此避免錯誤信號。這個目的利用如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器實現(xiàn)。本發(fā)明的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。本發(fā)明包括以下構(gòu)思提供一種旋轉(zhuǎn)速率傳感器，它包括驅(qū)動裝置、至少一個科里奧利元件和一個具有至少兩個檢測元件的檢測裝置。旋轉(zhuǎn)速率傳感器可以是例如微機(jī)械的旋轉(zhuǎn)速率傳感器?？评飱W利元件尤其包括一個能振動的質(zhì)量。科里奧利元件也可以稱為科里奧利振動器。優(yōu)選也可以設(shè)有多個科里奧利元件，尤其構(gòu)成兩個科里奧利元件。此外所述驅(qū)動裝置這樣與科里奧利元件連接，使得科里奧利元件執(zhí)行振動。當(dāng)構(gòu)成多個、尤其兩個科里奧利元件時，驅(qū)動裝置與多個科里奧利元件這樣連接，使得這些科里奧利元件執(zhí)行反向的振動。尤其在兩個科里奧利元件的情況下這兩個科里奧利元件執(zhí)行逆平行的共線的驅(qū)動振動。根據(jù)本發(fā)明旋轉(zhuǎn)速率傳感器還包括耦聯(lián)裝置，該耦聯(lián)裝置使所述至少兩個檢測元
3件相互耦聯(lián)。此外所述旋轉(zhuǎn)速率傳感器包括一個與檢測裝置和科里奧利元件連接的另外的耦聯(lián)裝置。該耦聯(lián)裝置將科里奧利元件在振動平面中在與驅(qū)動振動正交的方向上的偏轉(zhuǎn)耦聯(lián)到檢測裝置上。因此，在科里奧利元件相應(yīng)偏轉(zhuǎn)時所述至少兩個檢測元件同樣偏轉(zhuǎn)。所述檢測裝置優(yōu)選包括一個或多個檢測電極，所述檢測電極尤其與所述至少兩個檢測元件連接，使得檢測元件的偏轉(zhuǎn)也引起所述檢測電極的偏轉(zhuǎn)。該偏轉(zhuǎn)可以例如利用一個相對于檢測裝置位置固定地設(shè)置的電極電容地檢測，其中在此也可以設(shè)置多個位置固定地設(shè)置的電極。電容式檢測尤其可以利用分析處理電子裝置換算成旋轉(zhuǎn)速率。位置固定地設(shè)置的電極也可以稱為配對電極。檢測元件相對于該或這些配對電極的偏轉(zhuǎn)也可以稱為差分偏轉(zhuǎn)。在以下實施形式中描述根據(jù)本發(fā)明的例如具有兩個科里奧利元件的旋轉(zhuǎn)速率傳感器。但是本發(fā)明不局限于此。在最簡單的情況下一個科里奧利元件就足夠了。對于下面的其它實施例，如下地定義三個空間軸、即χ軸、y軸和ζ軸。y軸平行于兩個科里奧利元件的振動，即，驅(qū)動裝置激勵兩個科里奧利元件至逆平行的共線的沿著y 軸的驅(qū)動振動。χ軸與y軸正交并且在驅(qū)動振動平面中。ζ軸與χ和y軸正交并且垂直于驅(qū)動振動平面。如果旋轉(zhuǎn)速率傳感器也旋轉(zhuǎn)，以至于形成具有垂直于振動平面的分量(即ζ向的分量)的旋轉(zhuǎn)速率，則這種旋轉(zhuǎn)速率導(dǎo)致力作用，該力作用引起兩個科里奧利元件沿著X軸的逆平行的且非共線的偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)也可以稱為檢測振動。科里奧利元件參與該振動并且利用所述另外的耦聯(lián)裝置傳遞其運(yùn)動到檢測裝置、尤其所述至少兩個檢測元件上。所述檢測裝置優(yōu)選也可以稱為檢測振動器。因為根據(jù)本發(fā)明所述至少兩個檢測元件利用耦聯(lián)裝置相互耦聯(lián)，所以所述至少兩個檢測元件的平行振動模式(即兩個檢測元件同向或同相振動)比所述兩個檢測元件的逆平行振動模式(即兩個檢測元件相互錯開180°相位地振動)具有更高的頻率。因此，與在已知的旋轉(zhuǎn)速率傳感器中相比，在按照本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)速率傳感器中干擾模式、尤其是平行的檢測模式和平行的驅(qū)動模式偏移到更高的頻率。尤其在平行的檢測模式中兩個科里奧利元件同向地沿著X軸運(yùn)動。尤其在平行的驅(qū)動模式中驅(qū)動器件和科里奧利元件同向地沿著y軸運(yùn)動。有效模式和干擾模式在頻率范圍中的這種增強(qiáng)分離導(dǎo)致干擾模式的更少激勵并由此尤其導(dǎo)致特別穩(wěn)定的運(yùn)行。在旋轉(zhuǎn)速率傳感器的一種優(yōu)選構(gòu)型中，耦聯(lián)裝置包括至少一個雙擺桿 (Doppelwippe)。雙擺桿可以尤其包括兩個擺桿、尤其是耦聯(lián)擺桿，它們分別使所述至少兩個檢測元件相互耦聯(lián)。雙擺桿可以尤其稱為耦聯(lián)元件。優(yōu)選地，兩個擺桿這樣地設(shè)置在兩個檢測元件上，使得兩個擺桿包圍、尤其是至少部分地包圍兩個檢測元件。由這些擺桿構(gòu)成的雙擺桿也可以被稱為包圍兩個檢測元件的雙擺桿。在檢測元件或檢測振動器直線偏轉(zhuǎn)時， 耦聯(lián)擺桿執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這尤其導(dǎo)致兩個檢測元件的逆平行的振動模式比兩個檢測元件的平行的振動模式具有更低的頻率。在旋轉(zhuǎn)速率傳感器的一種示例性的實施形式中，兩個耦合元件相互耦聯(lián)。這種耦聯(lián)可以例如利用耦聯(lián)彈簧引起，即兩個科里奧利元件利用這種耦聯(lián)彈簧耦聯(lián)。這尤其提供了優(yōu)點，即能夠消除平行的驅(qū)動模式與逆平行的驅(qū)動模式之間的簡并。按照旋轉(zhuǎn)速率傳感器的另一示例性的實施形式，所述驅(qū)動裝置具有兩個驅(qū)動器件，它們各與一個科里奧利元件連接。這種驅(qū)動器件也可以稱為驅(qū)動振動器。驅(qū)動器件優(yōu)選具有用于靜電驅(qū)動的驅(qū)動梳。這種驅(qū)動梳尤其具有叉指式結(jié)構(gòu)。在另一優(yōu)選的示例性構(gòu)型中，兩個驅(qū)動器件、尤其是兩個驅(qū)動梳相互耦聯(lián)，優(yōu)選利用耦聯(lián)彈簧。按照另一示例性的實施形式，不僅兩個驅(qū)動器件、尤其是兩個驅(qū)動梳而且兩個科里奧利元件相互耦聯(lián)，例如利用彈簧，尤其利用耦聯(lián)彈簧，優(yōu)選扭簧、彎曲彈簧、U形彈簧或S形彈簧。在另一優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)速率傳感器實施形式中，旋轉(zhuǎn)速率傳感器包括襯底。驅(qū)動裝置、 兩個科里奧利元件和檢測裝置優(yōu)選設(shè)置、尤其錨定在襯底上。但是在此兩個科里奧利元件和檢測裝置這樣設(shè)置在襯底上，使得不僅兩個科里奧利元件而且檢測裝置、尤其是所述至少兩個檢測元件都還可以自由振動。襯底的使用尤其是提供了以下優(yōu)點這種旋轉(zhuǎn)速率傳感器可以簡單并以微少的費(fèi)用安裝到裝置如移動電話、便攜式多媒體播放設(shè)備或移動計算機(jī)中。在這里應(yīng)用不應(yīng)只局限于上述裝置?？梢韵氲降氖瞧渲幸_定旋轉(zhuǎn)速率的所有裝置。在旋轉(zhuǎn)速率傳感器的另一示例性的構(gòu)型中，所述至少兩個檢測元件具有格柵形狀。優(yōu)選格柵形狀利用多個檢測電極構(gòu)成。尤其是檢測元件包括多個相互平行設(shè)置的檢測電極。


下面借助于優(yōu)選的實施形式參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。在此圖1示出一個旋轉(zhuǎn)速率傳感器；圖2示出圖1的旋轉(zhuǎn)速率傳感器在檢測模式中的運(yùn)動的示意圖；圖3示出圖1的具有轉(zhuǎn)向框架的旋轉(zhuǎn)速率傳感器；圖4示出圖3的旋轉(zhuǎn)速率傳感器的驅(qū)動模式的示意圖；圖5示出另一具有轉(zhuǎn)向框架的旋轉(zhuǎn)速率傳感器；圖6示出圖5的沒有轉(zhuǎn)向框架的旋轉(zhuǎn)速率傳感器；圖7示出一個另外的旋轉(zhuǎn)速率傳感器；和圖8示出另一個旋轉(zhuǎn)速率傳感器。下面在圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
具體實施例方式圖1示出包括襯底102的旋轉(zhuǎn)速率傳感器101。該襯底102具有矩形形狀。艮口， 襯底102是矩形襯底。在另一未示出的實施例中襯底102也可以具有正方形形狀。在另一未示出的實施例中襯底102也可以具有三角形狀或多角形狀，尤其五角形狀、六角形狀或八角形狀。在特別優(yōu)選的在此未示出的實施形式中襯底102也可以具有圓形形狀或橢圓形狀。在另一未示出的實施例中旋轉(zhuǎn)速率傳感器101可以構(gòu)造為微機(jī)械的旋轉(zhuǎn)速率傳感器。旋轉(zhuǎn)速率傳感器101還具有一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置具有兩個驅(qū)動器件103。兩個驅(qū)動器件103分別設(shè)置在襯底102的上部區(qū)域和下部區(qū)域中。在此驅(qū)動器件103通過懸掛器件105固定在襯底102上的錨定器件107上。懸掛器件105的作用是使驅(qū)動器件103可在y軸方向上運(yùn)動。優(yōu)選驅(qū)動器件103利用作為懸掛器件的彈簧懸掛在錨定器件107上。 彈簧優(yōu)選是U形彈簧。驅(qū)動器件103分別包括驅(qū)動梳109。優(yōu)選驅(qū)動梳109構(gòu)成為叉指式結(jié)構(gòu)。驅(qū)動梳109優(yōu)選被配置用于靜電驅(qū)動。所述驅(qū)動器件103分別具有垂直于驅(qū)動梳109設(shè)置的耦聯(lián)臂111，耦聯(lián)臂將驅(qū)動器件103分別耦聯(lián)到一個科里奧利元件113上。S卩，耦聯(lián)臂111將兩個驅(qū)動器件103與兩個科里奧利元件113連接，用于驅(qū)動兩個科里奧利元件113反向振動?？评飱W利元件113 通過科里奧利懸掛器件117懸掛在錨定器件107上，其中錨定器件107固定在襯底102上。 科里奧利懸掛器件107的作用尤其是，使科里奧利元件113可在χ和y軸方向上運(yùn)動?？评飱W利懸掛器件117優(yōu)選構(gòu)成為彎曲彈簧，尤其曲折的彎曲彈簧。即，彎曲彈簧可以具有曲折形狀。尤其曲折的回環(huán)平行于χ軸和y軸。優(yōu)選可以設(shè)有帶拐角的曲折形狀。可以說曲折的彎曲彈簧圍繞拐角構(gòu)成。箭頭114例如表征兩個科里奧利元件113在半相期間、即當(dāng)兩個驅(qū)動器件103驅(qū)動兩個科里奧利元件113反向振動時的運(yùn)動。旋轉(zhuǎn)速率傳感器101還具有包括兩個檢測元件119的檢測裝置。這兩個檢測元件 119利用耦聯(lián)裝置相互耦聯(lián)。在這里所示的實施例中耦聯(lián)裝置包括一個包圍兩個檢測元件 119的雙擺桿121，該雙擺桿由兩個設(shè)置在檢測元件119側(cè)旁的耦聯(lián)擺桿121a和121b構(gòu)成。 兩個耦聯(lián)擺桿121a和121b分別利用兩個耦聯(lián)梁123與檢測元件119連接。耦聯(lián)擺桿121a 和121b利用檢測襯底錨定器件125設(shè)置、尤其錨定在襯底上。這兩個檢測元件119還利用一個另外的耦聯(lián)裝置耦聯(lián)到兩個科里奧利元件113 上。在這里所示的實施例中，該另外的耦聯(lián)裝置包括兩個耦聯(lián)彈簧127，這些耦聯(lián)彈簧各將一個科里奧利元件113耦聯(lián)到一個檢測元件119上。即，檢測裝置與兩個科里奧利元件113 這樣連接，使得兩個科里奧利元件113的在振動平面中、即在x_y平面中在與驅(qū)動振動正交的方向上、即在χ軸方向上的偏轉(zhuǎn)被耦聯(lián)在檢測裝置上。在此當(dāng)兩個科里奧利元件113在 χ軸方向上相應(yīng)偏轉(zhuǎn)時兩個檢測元件119同樣偏轉(zhuǎn)，尤其是在χ軸方向上偏轉(zhuǎn)。檢測元件119具有多個平行設(shè)置的檢測電極129。檢測電極129在兩側(cè)由位置固定設(shè)置的電極(未示出)包圍，由此可以電容地獲得檢測電極129的偏轉(zhuǎn)。然后可以利用未示出的分析處理電子裝置將這種相對于位置固定設(shè)置的電極的偏轉(zhuǎn)換算成旋轉(zhuǎn)速率，位置固定設(shè)置的電極也可以稱為配對電極。在旋轉(zhuǎn)速率傳感器101的運(yùn)行中驅(qū)動器件103激勵兩個科里奧利元件113至逆平行且共線的沿著y軸的驅(qū)動振動。不僅驅(qū)動梳109而且兩個科里奧利元件113也參與該驅(qū)動振動。具有兩個檢測元件119的檢測裝置不參與該驅(qū)動振動，檢測元件也可以稱為檢測振動器。這一點尤其利用適合的相對于襯底102的彈簧懸掛并且利用各個組成部分之間的適合的彈簧實現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)速率傳感器101的具有垂直于襯底102、即在ζ軸方向上的分量的旋轉(zhuǎn)速率導(dǎo)致力作用，它引起科里奧利元件113沿著χ軸的逆平行且非共線的偏轉(zhuǎn)。這個沿著χ軸的偏轉(zhuǎn)也可以稱為檢測振動。兩個科里奧利元件113參與這個檢測振動并且將其運(yùn)動傳遞到檢測裝置或檢測振動器、即檢測元件119上。驅(qū)動梳109不參與該檢測振動。由于兩個檢測元件119根據(jù)本發(fā)明利用兩個位于外部的擺桿結(jié)構(gòu)、即雙擺桿121耦聯(lián)，雙擺桿121a和 121b執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其中，檢測元件119直線地沿著χ軸運(yùn)動。這導(dǎo)致，逆平行的振動模式比平行的振動模式具有更低的頻率。相對于位置固定設(shè)置的配對電極的差分偏轉(zhuǎn)被電容式地檢測并且利用分析處理電子裝置換算為旋轉(zhuǎn)速率。該偏轉(zhuǎn)在圖1中利用箭頭130表示。
在圖1中所示的實施例中兩個科里奧利元件113利用兩個科里奧利耦聯(lián)彈簧115 相互耦聯(lián)?？评飱W利耦聯(lián)彈簧115的作用尤其是，消除平行的驅(qū)動模式與逆平行的驅(qū)動模式之間的簡并。科里奧利耦聯(lián)彈簧115僅僅是可選擇的，S卩，旋轉(zhuǎn)速率傳感器101也可以沒有這種科里奧利耦聯(lián)彈簧115。也就是說，兩個科里奧利元件113不相互耦聯(lián)。就此而言兩個科里奧利元件113在這個未示出的實施例中去耦聯(lián)。按照一種示例性的構(gòu)型可以規(guī)定， 兩個驅(qū)動器件103、尤其是兩個驅(qū)動梳109相互耦聯(lián)作為兩個科里奧利元件113的耦聯(lián)的附加或替代。優(yōu)選地，該耦聯(lián)可以利用一個或多個耦聯(lián)彈簧實現(xiàn)。按照本發(fā)明的構(gòu)思，即兩個檢測元件119利用耦聯(lián)裝置(在這里例如包括雙擺桿 121)相互耦聯(lián)，尤其提供了以下優(yōu)點干擾模式、尤其平行的檢測模式和平行的驅(qū)動模式偏移到比在目前已知的旋轉(zhuǎn)速率傳感器中更高的頻率。在此在平行的檢測模式中兩個科里奧利元件113同向地沿著χ軸運(yùn)動。在平行的驅(qū)動模式中驅(qū)動器件103和科里奧利元件 113同向地沿著y軸運(yùn)動。圖2示出圖1的旋轉(zhuǎn)速率傳感器101在檢測模式中的運(yùn)動的示意圖，其中出于清楚的考慮不是所有的元件都具有附圖標(biāo)記。該檢測模式利用科里奧利力被激勵。兩個檢測元件119的同向的平行運(yùn)動被抑制。相應(yīng)的運(yùn)動在圖2中利用箭頭標(biāo)出。圖3示出圖1的旋轉(zhuǎn)速率傳感器101，其中，在圖3中所示的實施例中旋轉(zhuǎn)速率傳感器101具有轉(zhuǎn)向框架131。轉(zhuǎn)向框架131環(huán)繞地圍繞科里奧利元件113和具有兩個檢測元件119的檢測裝置構(gòu)成。利用四個臂133a、133b、133c和133d形成轉(zhuǎn)向框架131，其中臂133a、133b、133c和133d各具有一個直角的有角形狀。臂133a和133d分別利用臂耦聯(lián)彈簧134與相應(yīng)的臂133c和133b耦聯(lián)。此外臂133a、133b、133c和133d分別利用一個另外的耦聯(lián)短臂Illa耦聯(lián)在驅(qū)動梳109上，由此在驅(qū)動梳109的驅(qū)動運(yùn)動中也驅(qū)動相應(yīng)的臂 133a、133b、133c和133d。臂133a、133b、133c和133d利用轉(zhuǎn)向框架懸掛器件135懸掛在襯底上，其中，轉(zhuǎn)向框架懸掛器件135尤其包括彈簧和襯底懸掛。這樣設(shè)置該懸掛，使得在驅(qū)動梳109的驅(qū)動運(yùn)動中臂133a、133b、133c和133d可以執(zhí)行圍繞想象的旋轉(zhuǎn)點139的運(yùn)動。利用彎曲的虛線箭頭137表征臂133a、133b、133c和133d的該運(yùn)動。利用轉(zhuǎn)向框架131 (它使驅(qū)動器件103相互耦聯(lián))消除平行的(干擾的)驅(qū)動模式與逆平行的(有效模式)驅(qū)動模式之間的簡并并且使干擾模式比有效模式更剛性。這一點通過也可以稱為傳遞彈簧的臂耦聯(lián)彈簧134相對于同向(彎曲)或反向(剪切)負(fù)荷的不同剛性引起。圖4示出圖3的旋轉(zhuǎn)速率傳感器101的驅(qū)動模式的示意圖，該驅(qū)動模式通過驅(qū)動器件103激勵。此外示出轉(zhuǎn)向框架131的臂133a、133b、133c和133d的相應(yīng)運(yùn)動。與圖2 類似，出于清楚的考慮沒有標(biāo)出所有的附圖標(biāo)記。圖5示出具有轉(zhuǎn)向框架131的旋轉(zhuǎn)速率傳感器101的另一實施形式。但是在此檢測元件119和科里奧利元件113整體地構(gòu)成。也就是說，它們形成一個單元并且可以說疊合到一起，其中，它們即不僅檢測元件119而且科里奧利元件113參與驅(qū)動運(yùn)動。該實施形式尤其具有結(jié)構(gòu)特別緊湊的優(yōu)點。圖6示出圖5的在沒有轉(zhuǎn)向元件131的實施形式中的旋轉(zhuǎn)速率傳感器。驅(qū)動模式的簡并在此利用耦聯(lián)彈簧元件140消除，該耦聯(lián)彈簧元件布置在整體地構(gòu)成的兩個檢測元件119或科里奧利元件113之間以使它們耦聯(lián)。
圖7示出旋轉(zhuǎn)速率傳感器101的另一個示例性的實施例，其中，在這里對于目前的實施例附加地使科里奧利元件113分別具有多個另外的檢測電極141。這些另外的檢測電極141優(yōu)選設(shè)置在科里奧利元件113下面。因此以有利的方式實現(xiàn)了圍繞ζ軸和圍繞χ軸的旋轉(zhuǎn)速率的同時測量。這種旋轉(zhuǎn)速率傳感器101也可以稱為雙通道的旋轉(zhuǎn)速率傳感器。 在出現(xiàn)圍繞χ軸的旋轉(zhuǎn)速率時，在科里奧利元件113上作用一個在ζ方向上的科里奧利力 143，它可以利用另外的檢測電極141被分析處理。圖8示出旋轉(zhuǎn)速率傳感器101的另一個優(yōu)選的實施例。在這里與在圖5和6中所示的實施例類似，檢測元件119和科里奧利元件113整體地構(gòu)成，即它們疊合到一起并且作為一個單元參與驅(qū)動運(yùn)動。與在圖7中所示的實施例類似，圖8中的旋轉(zhuǎn)速率傳感器101 具有另外的檢測電極141，它們被科里奧利元件113或檢測元件119包圍。例如在此僅示出兩個另外的檢測電極141。也可以優(yōu)選地設(shè)置多個另外的檢測電極141。因此，以有利的方式可以實現(xiàn)正交校準(zhǔn)和靜電正反饋。檢測電極141優(yōu)選設(shè)置在科里奧利元件113下面、尤其是設(shè)置在襯底上。也可以例如規(guī)定，檢測電極141設(shè)置在檢測元件119下面和/或在旋轉(zhuǎn)速率傳感器101的其它元件上，尤其是在襯底102上。優(yōu)選地，所述另外的檢測電極141 設(shè)置在科里奧利元件113下面。利用在圖8中所示的旋轉(zhuǎn)速率傳感器101能夠同時測量圍繞ζ軸的旋轉(zhuǎn)速率和圍繞χ軸的旋轉(zhuǎn)速率。在出現(xiàn)圍繞χ軸的旋轉(zhuǎn)速率時，與圖7類似地在科里奧利元件113上作用一個在ζ方向上的科里奧利力143，它可以利用所述另外的檢測電極141被分析處理。包圍的耦聯(lián)擺桿121a和121b在x、y平面中運(yùn)動時以在從x、y平面中運(yùn)動出來時相同的方式作用。在從χ、y平面運(yùn)動出來時，逆平行的運(yùn)動比平行的運(yùn)動頻率更低，使得尤其是實現(xiàn)干擾模式與有效模式之間的分離。在圖8中所示的旋轉(zhuǎn)速率傳感器101也可以稱為雙通道的旋轉(zhuǎn)速率傳感器。按照另一優(yōu)選的未示出的實施形式，所述另外的檢測電極141也可以集成到一個蓋中或者設(shè)置在這樣的蓋上。這個蓋優(yōu)選覆蓋襯底102，由此構(gòu)成一個旋轉(zhuǎn)速率傳感器殼體。優(yōu)選使蓋與襯底102粘接。例如使旋轉(zhuǎn)速率傳感器殼體的內(nèi)室抽真空。即，在內(nèi)室中存在真空或負(fù)壓。設(shè)置或集成到這個蓋中的另外的電極141也可以稱為蓋電極。負(fù)壓的作用尤其是，降低振動的且旋轉(zhuǎn)的、即運(yùn)動的元件的運(yùn)動阻力。由此可以以有利的方式施加更低的驅(qū)動電壓到驅(qū)動裝置上。
8
權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)速率傳感器(101)，包括一驅(qū)動裝置(103，109)，至少一個科里奧利元件(113)，一具有至少兩個檢測元件(119)的檢測裝置，所述檢測元件利用一耦聯(lián)裝置(121， 121a，121b，123)相互耦聯(lián)，其中，所述驅(qū)動裝置(103，109)與所述科里奧利元件(11 連接用于驅(qū)動所述科里奧利元件(11 振動，以及一與所述檢測裝置和所述科里奧利元件(11 連接的另外的耦聯(lián)裝置(127)，用于將所述科里奧利元件(11 在振動平面中在與振動正交的方向上的偏轉(zhuǎn)耦聯(lián)到所述檢測裝置上。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器(101)，其中，構(gòu)成有兩個科里奧利元件(113)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述耦聯(lián)裝置(121，121a，121b， 123)包括至少一個雙擺桿(121)。
4.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述至少一個雙擺桿(121)利用至少一個耦聯(lián)梁(12 與所述兩個檢測元件(119)連接。
5.如在引用權(quán)利要求2時權(quán)利要求2至4中任一項所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述兩個科里奧利元件(11 和所述至少兩個檢測元件(119)整體地構(gòu)成。
6.如在引用權(quán)利要求2時權(quán)利要求2至5中任一項所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述兩個科里奧利元件(11 相互耦聯(lián)。
7.如在引用權(quán)利要求2時權(quán)利要求2至6中任一項所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述驅(qū)動裝置(103，109)具有兩個驅(qū)動器件(103)，所述驅(qū)動器件各與一個科里奧利元件(113) 連接。
8.如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述兩個驅(qū)動器件(10 相互耦聯(lián)。
9.如權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述兩個驅(qū)動器件(103)利用一個至少部分地環(huán)繞所述科里奧利元件(113)的轉(zhuǎn)向框架(131)相互耦聯(lián)。
10.如權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述轉(zhuǎn)向框架(131)至少兩部分地構(gòu)成并且所述轉(zhuǎn)向框架的所述至少兩個部分相互耦聯(lián)。
11.如上述權(quán)利要求中任一項所述的旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其中，所述科里奧利元件(113) 具有至少一個另外的電極(141)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)速率傳感器(101)，包括一驅(qū)動裝置(103，109)；至少一個科里奧利元件(113)；一具有至少兩個檢測元件(119)的檢測裝置，所述檢測元件利用一耦聯(lián)裝置(121，121a，121b，123)相互耦聯(lián)，其中，所述驅(qū)動裝置(103，109)與所述科里奧利元件(113)連接用于驅(qū)動所述科里奧利元件(113)振動；以及一與所述檢測裝置和所述科里奧利元件(113)連接的另外的耦聯(lián)裝置(127)，用于將所述科里奧利元件(113)在振動平面中在與振動正交的方向上的偏轉(zhuǎn)耦聯(lián)到所述檢測裝置上。
文檔編號G01P15/125GK102269589SQ20111015767
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者B·庫爾曼, D·C·邁澤爾, R·舍本, T·奧姆斯 申請人:羅伯特·博世有限公司