具有帶有主延伸平面的襯底的用于探測轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及根據(jù)主權(quán)利要求的前序部分的轉(zhuǎn)速傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)速傳感器由現(xiàn)有技術(shù)已知并且能夠確定旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)速。例如，由文獻WO 03064975Al已知一種具有兩個擺動的質(zhì)量塊元件（Massenelementen)(雙質(zhì)量塊系統(tǒng)）的 轉(zhuǎn)速傳感器。通常，所述轉(zhuǎn)速傳感器具有兩個有擺動能力的質(zhì)量塊（部分擺動器），它們W 反平行的模式驅(qū)動。當存在轉(zhuǎn)速時，通過科里奧利力激勵反平行的探測擺動，所述探測擺動 被容性地檢測并且借助分析處理電子器件換算成轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)有技術(shù)是，部分擺動器由驅(qū)動擺 動器和科里奧利擺動器構(gòu)造。驅(qū)動擺動器僅僅經(jīng)受驅(qū)動運動而不經(jīng)受探測擺動?？评飱W利 元件不僅經(jīng)受驅(qū)動擺動也經(jīng)受探測擺動。除科里奧利力W外，對于實際上重要的使用情形 存在其它的力，傳感器或者所述傳感器的部分暴露給所述其他的力并且它們同樣可W引起 信號或者它們可W使分配給科里奧利力的信號變差、尤其通過線性加速W及通過旋轉(zhuǎn)加速 引起的慣性力。所述力的出現(xiàn)不利地導致運行中的誤差信號，因為例如W圍繞敏感軸線的 旋轉(zhuǎn)擺動形式的旋轉(zhuǎn)加速直接導致轉(zhuǎn)速信號。特別地，當旋轉(zhuǎn)擺動W能夠驅(qū)動轉(zhuǎn)速傳感器 的頻率進行并且在具有科里奧利力的階段中進行時引起特別大的可干擾性。此外，沿著探 測方向的線性加速也導致部分擺動器的不期望的偏轉(zhuǎn)。
[0003] 此外，已知W下所述轉(zhuǎn)速傳感器：在所述轉(zhuǎn)速傳感器中多個雙質(zhì)量塊系統(tǒng)通過彈 黃連接，W便在多于一個方向上探測轉(zhuǎn)速。在此，傳感器構(gòu)造的對此需要的復雜性增大使轉(zhuǎn) 速傳感器對于干擾模式易受干擾影響并且因此使所測量的電容向轉(zhuǎn)速的分配變難。
[0004] 因此，本發(fā)明的任務是提供一種轉(zhuǎn)速傳感器，其不具有現(xiàn)有技術(shù)的不利并且在此 仍然是緊湊的，尤其當設及多通道的轉(zhuǎn)速傳感器時。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]所述任務通過包括四個震動（seismisch)質(zhì)量塊的轉(zhuǎn)速傳感器來解決，其中所述 四個震動質(zhì)量塊可W細分成震動質(zhì)量塊的由第一主要質(zhì)量塊和第二主要質(zhì)量塊組成的主 要對W及震動質(zhì)量塊的由第一次要質(zhì)量塊和第二次要質(zhì)量塊組成的次要對。在此根據(jù)本發(fā) 明設置，不僅主要對而且次要對直接或者間接地優(yōu)選通過彈黃如此布置在襯底上，使得所 有四個震動質(zhì)量塊（即主要對和次要對）能夠在平行于主延伸平面延伸的方向上相對于 襯底運動（尤其能夠被驅(qū)動）。在此，主要對基本上分別平行地沿著主要偏轉(zhuǎn)方向運動，而 次要對基本上分別平行地沿著次要偏轉(zhuǎn)方向運動，其中主要偏轉(zhuǎn)方向和次要偏轉(zhuǎn)方向彼此 垂直地延伸。此外，根據(jù)本發(fā)明設置，一方面第一和第二主要質(zhì)量塊、而另一方面第一和第 二次要質(zhì)量塊或者彼此平行地運動或者反平行地運動。優(yōu)選地，一方面第一和第二主要質(zhì) 量塊或者另一方面第一和第二次要質(zhì)量塊彼此相反相位地擺動，即它們基本上W相反的方 向運動。此外根據(jù)本發(fā)明設置，主要震動質(zhì)量塊對和次要對被如此驅(qū)動，使得在轉(zhuǎn)速傳感器 的旋轉(zhuǎn)時科里奧利力引起第一主要質(zhì)量塊和第二主要質(zhì)量塊和/或第一次要質(zhì)量塊和第 二次要質(zhì)量塊的偏轉(zhuǎn)。在此設置，轉(zhuǎn)速傳感器能夠檢測沿著至少一個方向、優(yōu)選多個方向的 轉(zhuǎn)速。在此，與現(xiàn)有技術(shù)相比有利的是，主要震動質(zhì)量塊對的運動或者次要震動質(zhì)量塊對的 運動可W不僅是驅(qū)動運動、而且是科里奧利運動、而且是探測運動。當轉(zhuǎn)速傳感器沒有旋轉(zhuǎn) 時、即當不存在轉(zhuǎn)速時進行的所有運動稱作驅(qū)動運動?？评飱W利運動理解為由科里奧利力 的作用引起的運動，而探測運動理解為容性地、尤其通過電極檢測的并且由此用于轉(zhuǎn)速的 數(shù)量上的確定的運動。因為主要震動質(zhì)量塊對和次要對W彼此垂直的方向運動，所W與此 相應地由轉(zhuǎn)速傳感器求取至少兩個轉(zhuǎn)速，它們的方向同樣彼此垂直，因為震動質(zhì)量塊的第 一和第二對的震動質(zhì)量塊分別不僅可W進行驅(qū)動運動而且可W進行科里奧利運動。由此得 到W下優(yōu)點：能夠W由僅僅四個震動質(zhì)量塊組成的非常緊湊的形式構(gòu)成轉(zhuǎn)速傳感器，所述 轉(zhuǎn)速傳感器能夠同時測量多個在不同方向上進行的轉(zhuǎn)速。
[0006] 在一種特別緊湊的實施方式中，在平行于主延伸平面的平面中主要震動質(zhì)量塊對 包圍次要震動質(zhì)量塊對，即第一主要質(zhì)量塊和第二主要質(zhì)量塊相對于彼此地布置并且次要 震動質(zhì)量塊對位于第一主要質(zhì)量塊和第二主要質(zhì)量塊之間。
[0007] 在一種特別優(yōu)選的實施方式中，第一和第二主要質(zhì)量塊通過兩個禪合元件、尤其 兩個擺動狀的禪合元件彼此連接，其中次要震動質(zhì)量塊對布置不僅在第一和第二主要質(zhì)量 塊之間而且在兩個（擺動狀的）禪合元件之間。此外，在所述實施方式中設置，第一和第二 次要質(zhì)量塊通過（擺動狀的）禪合元件并且通過主要震動質(zhì)量塊對如此有效連接，使得第 一和第二次要質(zhì)量塊不能（彼此）平行地沿著次要偏轉(zhuǎn)方向運動或者偏轉(zhuǎn)。更確切地說，當 第一和第二次要質(zhì)量塊期望W同一彼此平行的方向運動時，第一和第二次要質(zhì)量塊通過擺 動狀的禪合元件的禪合防止或者阻塞所述偏轉(zhuǎn)。因此，當設置次要對沿著次要偏轉(zhuǎn)方向的 偏轉(zhuǎn)作為探測運動時，使第一和第二次要質(zhì)量塊朝次要偏轉(zhuǎn)方向的偏轉(zhuǎn)的外部力作用（例 如沿著次要偏轉(zhuǎn)方向的線性加速和/或垂直于主延伸平面定向的旋轉(zhuǎn)加速）通過有利的方 式通常可W不引起干擾信號。所述禪合附加地防止，第一和第二主要質(zhì)量塊能夠同時W同 一方向運動。
[0008] 在一種替代的實施方式中，主要震動質(zhì)量塊對進行沿著主要偏轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動運動 和沿著垂直于所述主要主偏轉(zhuǎn)方向的（并且平行于主延伸平面延伸的）方向的科里奧利運 動，而所述科里奧利運動（通過擺動狀的禪合）引起沿著次要震動質(zhì)量塊對的次要偏轉(zhuǎn)方 向的探測運動。借助所述傳感器可W確定垂直于主延伸平面進行的轉(zhuǎn)速。主要對和次要對 通過擺動狀的禪合元件的禪合則可W降低轉(zhuǎn)速傳感器相對于線性加速和圍繞垂直于主延 伸平面的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)加速的靈敏度。（也就是說，能夠W有利的方式降低所述干擾影 響的信號貢獻，其在次要震動質(zhì)量塊對上的力作用在平行于次要偏轉(zhuǎn)方向延伸的方向上實 施。）在此，一方面，（擺動狀的）禪合防止干擾地影響次要對的探測運動，而另一方面，外 部的力作用不能影響主要震動質(zhì)量塊對的科里奧利運動（并且因此不能通過擺動狀的禪 合影響次要震動質(zhì)量塊對的探測運動）。
[0009] 在另一特別優(yōu)選的實施方式中，主要震動質(zhì)量塊對和次要對之間的（擺動狀的） 禪合用于實現(xiàn)次要震動質(zhì)量塊對的驅(qū)動運動。在此設置，第一和第二主要質(zhì)量塊優(yōu)選通過 驅(qū)動電極激勵成反平行的擺動。所述反平行的擺動在其方面引起通過禪合元件來驅(qū)動第一 和第二次要質(zhì)量塊，其中所述兩個震動質(zhì)量塊同樣彼此反平行地運動。運W有利的方式降 低轉(zhuǎn)速傳感器的為了驅(qū)動震動質(zhì)量塊所需要的驅(qū)動電路和分析處理電路的復雜性，因為否 則必須分別單獨地驅(qū)動主要震動質(zhì)量塊對和次要震動質(zhì)量塊對。
[0010] 在另一實施方式中，次要對通過禪合元件通過主要對的偏轉(zhuǎn)運動驅(qū)動成沿著次要 偏轉(zhuǎn)方向的偏轉(zhuǎn)運動。在此設置，實現(xiàn)不僅用于主要震動質(zhì)量塊對的而且用于次要對的、沿 著垂直于主延伸平面延伸的方向的探測運動。探測機構(gòu)優(yōu)選設及具有襯底和震動質(zhì)量塊的 電極。所述轉(zhuǎn)速傳感器設置用于確定平行于主延伸平面進行的轉(zhuǎn)速并且W有利的方式穩(wěn) 健地抵抗其力作用在平行于主延伸平面的方向上實施的干擾影響、例如線性加速和旋轉(zhuǎn)加 速。
[0011] 在另一實施方式中，禪合元件如此構(gòu)造，使得次要震動質(zhì)量塊對能夠附加地進行 W垂直于次要偏轉(zhuǎn)方向并且平行于主延伸平面延伸的方向的探測運動，即第一和第二次要 質(zhì)量塊能夠W所述方向運動。在所述實施方式中，轉(zhuǎn)速傳感器不僅可W求取平行于主延伸 平面持續(xù)的轉(zhuǎn)速而且垂直于主延伸平面持續(xù)的轉(zhuǎn)速，并且W有利的方式穩(wěn)健地抵抗其力作 用在平行于并且垂直于主延伸平面的方向上實施的干擾影響、尤其線性加速和旋轉(zhuǎn)加速。
[0012] 在另一有利的實施方式中，不僅主要震動質(zhì)量塊對而且次要震動質(zhì)量塊對僅僅通 過禪合元件與襯底連接。在所述實施方式中，向震動質(zhì)量塊W有利的方式給予用于驅(qū)動運 動、科里奧利運動和探測運動的盡可能多的運動自由度，因為它們的運動自由度不僅限制 通過彈黃與襯底的禪合。
[0013] 在另一實施方式中，主要對和/或次要對包括探測質(zhì)量塊。在此，可W如此布置探 測質(zhì)量塊，使得所述探測質(zhì)量塊僅僅進行探測運動。由此，W有利的方式提高抵抗干擾加速 的穩(wěn)健性。
【附圖說明】
[0014] 圖1 :單通道Qz轉(zhuǎn)速傳感器的一種根據(jù)本發(fā)明的實施方式，其中圖1(a)示出沒 有轉(zhuǎn)速時的運行狀態(tài)，圖1(b)示出具有沿著垂直于主延伸平面的方向（Z方向）的轉(zhuǎn)速的 運行狀態(tài)，
[0015] 圖2 :雙通道Qxy轉(zhuǎn)速傳感器的根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，其中圖2(a)示出沒 有轉(zhuǎn)速時的運行狀態(tài)，圖2(b)示出具有沿著平行于主延伸平面的第一轉(zhuǎn)速方向（y方向） 的轉(zhuǎn)速的運行狀態(tài)，而圖2(c)示出具有沿著平行于主延伸平面的第二轉(zhuǎn)速方向（X方向） 的轉(zhuǎn)速的運行狀態(tài)，