DE102004045528A1

DE102004045528A1 - Vibrationssensor

Info

Publication number: DE102004045528A1
Application number: DE200410045528
Authority: DE
Inventors: Jens Makuth; Dirk Scheibner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-09-20
Filing date: 2004-09-20
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-21
Also published as: DE102004045528B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vibrationssensor sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vibrationsanalyse. Um eine einfache und kostengünstige Vibrationsanalyse durchzuführen, wird vorgeschlagen, für die Vibrationsanalyse frequenzselektive Vibrationssensoren einzusetzen, die nach dem Prinzip der Resonanzüberhöhung frequenzselektiv arbeiten. Im Gegensatz zu breitbandigen Sensoren arbeitet die frequenzselektive Sensorstruktur wie ein mechanisches Filter bei (ideal) einer Frequenz, was eine nachfolgende Fast Fourier-Transformation unnötig macht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vibrationssensor sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vibrationsanalyse.
In der Industrie können Produktionsausfälle durch unerwartete Maschinendefekte oder dergleichen je nach Branche und Art der Prozesse direkte und Folgeschäden in Millionenhöhe verursachen. Das führt dazu, dass insbesondere Verschleißteile bereits vor dem Ende ihrer typischen Standzeit ausgetauscht werden.

Der Bedarf an Verschleiß- und Defekterkennung insbesondere bei Produktionsmaschinen, Werkzeugmaschinen, verfahrenstechnischen Anlagen, Transportsystemen usw. steigt stetig an. Um eine solche Verschleiß- und Defekterkennung durchführen zu können, werden immer öfter Vibrationsanalysesysteme eingesetzt. Neben der Verschleißerkennung kann eine Vibrationsanalyse auch dazu dienen, das Überschreiten bestimmter Vibrationsschwellwerte zu erkennen, so dass in die betreffenden Prozesse, beispielsweise spanabhebende Bearbeitungen, Walzprozesse oder Transportvorgänge usw., steuernd eingegriffen werden kann.

Vibrationsanalysesysteme werden derzeit ausschließlich in Form von Expertensystemen eingesetzt. Der hohe Preis derartiger Systeme und das notwendige Applikations-Know-How verhindern bis heute den breiten Einsatz in der Industrie. Permanente Überwachungen sind auf Grund der Kosten nicht möglich.

Bekannte Vibrationsanalysesysteme verwenden breitbandig arbeitende piezokeramische Beschleunigungssensoren. Der Einsatz von breitbandig arbeitenden Sensoren ist problematisch im gestörten Umfeld. Dazu gehört u.a. der Umrichterbetrieb von Motoren, in dem das Motorgehäuse zum Lautsprecher wird. Der Breitbandsensor wird übersteuert und damit quasi "taub". Die Nutzsignale gehen in den großen Störsignalen verloren. In diesem Fall verursachen die steilflankigen Ströme Vibrationen im Motor derart, dass das Motorgehäuse quasi als Lautsprechermembran dient. Diese Störungen können so groß sein, dass die Nutzsignale überdeckt werden. Mit anderen Worten werden die Breitbandsensoren durch große Störsignale derart übersteuert, dass es äußerst schwierig ist, Veränderungen in den Nutzsignalen zu erkennen. Den breitbandigen Sensoren nachgeschaltet sind Vorrichtung zur weiteren Signalbearbeitung, insbesondere zur Durchführung einer Fast Fourier-Transformation, sowie Systeme zur Fehlerklassifikation. Hierfür ist je nach Leistungsklasse eine zum Teil beachtliche und aufwändige Rechenleistung erforderlich. Die Gesamtkosten für derartige Systeme sind sehr hoch.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und kostengünstige Vibrationsanalyse durchzuführen. Diese Aufgabe wird durch einen Vibrationssensor nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach Anspruch 2 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 3 gelöst.

Ein Kerngedanke der Erfindung ist es, für die Vibrationsanalyse frequenzselektive Vibrationssensoren einzusetzen, die nach dem Prinzip der Resonanzüberhöhung frequenzselektiv arbeiten derart, dass der Aufwand für eine nächgestaltete Signalaufbereitung minimal ist. Damit wird eine Integration und Miniaturisierung der erforderlichen Systemkomponenten möglich derart, dass ein preiswertes Vibrationsanalyse-Mikrosystem geschaffen werden kann.

Im Gegensatz zu breitbandigen Sensoren arbeitet die frequenzselektive Sensorstruktur wie ein mechanisches Filter bei (ideal) einer Frequenz, was eine nachfolgende Fast Fourier-Transformation unnötig macht. Die Einstellung der Bandbreite und der Resonanzfrequenz der Sensorstruktur erfolgt durch geometrische und Prozessparameter bei dessen Herstellung. Durch den Gütefaktor der Sensorstruktur wird eine Verstärkung des Sensorsignals erreicht.

Mit der beschriebenen Sensortechnik ist es möglich, Signale außerhalb der durch die Eigenfrequenz (Resonanzfrequenz) der Sensorstruktur bestimmten Messfrequenz auszublenden und Signale mit der Messfrequenz zu verstärken. Dies wirkt sich insbesondere bei einem Einsatz bei Motoren, die im Umrichterbetrieb betrieben werden, also bei Störungen mit großen Amplituden, positiv auf das Messergebnis aus. Mit anderen Worten wird mit den erfindungsgemäßen Vibrationssensoren ein Einsatz unter schwierigen bzw. extrem gestörten Bedingungen möglich, bei dem herkömmliche Systeme mit Breitbandsensoren versagen.

Die Güte der Sensorstrukturen und damit die Bandbreite des resonanten Sensorelements ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung derart eingestellt, dass eine elektrische Filterung des erzeugten Sensorsignals entfallen kann. Die spektralen Informationen können vielmehr dem Sensorsignal direkt entnommen werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Anwendung des Prinzips der elektrostatischen Steifigkeitsmodulation vor. Damit kann die Eigenfrequenz der Sensorstruktur und damit die Messfrequenz des Sensors in einem Frequenzbereich verändert werden. Ein derart abstimmbarer Vibrationssensor ist besonders vielfältig einsetzbar. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Anzahl derartiger Vibrationssensoren in einem Array angeordnet sind derart, dass sich die durch die einzelnen Vibrationssensoren abgedeckten Frequenzbereiche überlappen. Dadurch wird mit einer einzigen Sensoranordnung eine Vibrationsanalyse in einem sehr weiten Messbereich möglich.

Ganz besonders vorteilhaft ist die Verwendung der beschriebenen Vibrationssensoren in einem Vibrationsanalyse-Mikrosystem. In diesem Mikrosystem ist neben einem Sensor-Array eine Kontrolleinheit vorgesehen, die zum einen für Sensormanagement, Abstimmung und Signalgewinnung (Analog-Elektronik) und zum anderen für die Datenverarbeitung, insbesondere Ansteuerung, Auswertung, Verarbeitung und Selbsttest (Digital-Elektronik) zuständig ist. Verbunden mit einer eigenen Stromversorgung und einer Schnittstelle zum Ein- bzw. Auslesen von Daten wird damit ein autonom arbeitendes Mikrosystem gebildet, das sich sowohl für einen permanenten als auch einen Masseneinsatz im industriellen Umfeld eignet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das mit Hilfe der Figuren beschrieben wird. Hierbei zeigen:
1 eine Übertragungsfunktion eines Vibrationssensors,
2 eine prinzipielle Darstellung einer elektrostatischen Steifigkeitsmodulation,
3 eine Abstimmcharakteristik einer Sensorstruktur,
4 eine Kombination mehrer Zellen zu einem Array,
5 eine detaillierte schematische Darstellung eines Vibrationsanalyse-Mikrosystems,
6 einen Schnitt durch ein auf einer Grundplatte angeordnetes Vibrationsanalyse-Mikrosystem,
7 einen Schnitt durch ein in einem Gehäuse angeordnetes Vibrationsanalyse-Mikrosystem.
In 1 ist ein Eingangssignal 1 mit Störungen und eine Übertragungsfunktion 2 eines Vibrationssensors abgebildet. Das frequenzselektive Funktionsprinzip bewirkt eine Unterdrückung der Eingangssignale 2 außerhalb der Resonanzfrequenz 3 und die Verstärkung des Signals an der Resonanzfrequenz der Sensorstruktur. Das Sensorsignal 4 des Vibrationssensors liegt in dem zu überwachenden Frequenzbereich 5. Der Vibrationssensor arbeitet quasi als mechanisches Filter.
Die Güte der Sensorstruktur wird durch die Wahl einer geeigneten Geometrie und der Herstellungsparameter eingestellt. Da die Güte durch Dämpfungsverluste begrenzt wird, erfolgt zur Beeinflussung der Güte eine gezielte Einstellung der Dämpfung. Dies ist durch hermetische Verkappung mit definiertem Innendruck möglich. Darüber hinaus steigt die Güte proportional zur bewegten Masse an. Damit ist durch Anpassung der bewegten Masse des Resonators ebenfalls eine gezielte Einstellung der Güte möglich. Um eine hohe Güte für einen frequenzselektiven Sensor zu erhalten, sind mit anderen Worten der Innendruck im Gehäuse niedrig und die bewegte Masse groß zu gestalten.
Mit der Einstellung der Güte der Sensorstruktur kann deren Bandbreite beeinflusst werden. Die Bandbreite ist dabei derart verkleinert, das keine elektrische Nachfilterung des Sensorsignals 4 notwendig ist. Dadurch ist eine scharfe Trennung bzw. eine Auswertung auch eng benachbarter Signale im Eingangssignal 1 möglich.
2 zeigt eine schematische Abbildung einer solchen Sensorstruktur 6. Die Herstellung der Sensorstruktur 6 eines erfindungsgemäßen Vibrationssensors erfolgt vorzugsweise in Silizium-Mikrotechnologie, beispielsweise in oberflächennaher Silizium-Bulk-Mikrotechnologie. Die Sensorstruktur weist einen an vier Federn an einem geerdeten Rahmen 8 aufgehängten, lateral beweglichen Resonator 7 auf. An dem Resonator 7 befinden sich Kammsysteme 9 zur kapazitiven Signaldetektion und zur elektrostatischen Frequenzabstimmung. Schwingt der Resonator 7 in Schwingungsrichtung 12, so wird die Änderung der Detektionskapazität als von der Sensorstruktur erzeugtes Sensorsignal mittels geeigneter Verfahren ausgewertet. Eine Möglichkeit besteht im Anlegen einer Polarisationsspannung zwischen Resonator 7 und den festen Detektionskämmen (nicht dargestellt). Bei Auslenkung des Resonators und der damit verbundenen Kapazitätsänderung fließen Umladeströme, die durch Strom-Spannungs-Wandler ausgewertet werden.
Mit Hilfe einer direkten elektrostatischen Steifigkeitsmodulation ist es möglich, die Resonanzfrequenz des Vibrationssensors in einem weiten Bereich zu verschieben. Dadurch erhält man ein durchstimmbares Sensorelement mit in gewissen Grenzen variabel einstellbarer Resonanzfrequenz. Dabei wirken an dem als seismische Masse m dienenden Resonator 7 zusätzliche elektrostatische Kräfte F_el1, F_el2 die eine Verringerung der Steifigkeit und damit ein spannungsproportionales Absinken der Resonanzfrequenz f_res zur Folge haben. Auf diese Weise lässt sich die Resonanzfrequenz f_res über eine an Abstimmelektroden 10, 11 anliegende Steuerspannung U_tun in einem weiten Bereich verschieben. Die Abstimmelektroden 10, 11 weisen hierzu ebenfalls Kammsysteme 9 auf, die mit den Kammsystemen am Resonator 7 zusammenwirken.
Größere elektrostatische Kräfte ziehen den Resonator 7 immer weiter in die aktuelle Schwingrichtung, beispielsweise in Richtung der Abstimmelektrode 10, wie dies in 2 angedeutet ist. In der Folge wirkt das System weicher, als es mechanisch eigentlich ist und die Resonanzfrequenz f_res sinkt. Mit anderen Worten wird durch Anlegen der veränderlichen Steuerspannung U_tun an beide Seiten des Resonators 7 die Resonanzfrequenz f_res entsprechend folgender Gleichung abgesenkt.
Dabei bezeichnen k₀ die Federkonstante und C(x) die Gesamtkapazität der Kammsysteme zur elektrostatischen Steifigkeitsmodulation in Abhängigkeit von x, der Schwingamplitude des Resonators 7.
Ein Vorteil dieses Prinzips liegt in der einfachen spektralen Signalgewinnung ohne Fourier-Transformation. Dies erlaubt eine starke Vereinfachung der Auswerteelektronik. Darüber hinaus verbessert sich der Signal-Rausch-Abstand erheblich, da das Anregungssignal um den Gütefaktor der Sensorstruktur 6 verstärkt wird. Die Abstimmbarkeit der Resonanzfrequenz f_res erlaubt eine flexible Anpassung des Messbereichs.
3 illustriert eine Abstimmcharakteristik einer Sensorstruktur 6. Dabei sind die Übertragungsfunktionen 2 einer einzelnen Sensorstruktur für bestimmte Abstimmspannungen U_tun abgebildet. Bei wachsenden Abstimmspannungen U_tun werden sinkende Resonanzfrequenzen bestimmbar. So liegt die Resonanzfrequenz der Sensorstruktur beispielsweise bei einer Abstimmspannung U_tun = 35 V bei ca. 5250 Hz, während die Resonanzfrequenz ohne eine angelegte Abstimmspannung ca. 6550 Hz beträgt. Eine Erhöhung der Güte der Sensorstrukturen 6 durch geeignete Herstellungsverfahren ist mit einer Verringerung der Bandbreite verbunden. Mit anderen Worten werden die in 3 abgebildeten Übertragungsfunktionen bei steigender Güte schmaler.
Vorzugsweise werden in einem Vibrationssensor mehrere Sensorstrukturen 6 nach Art von Zellen zu einem Sensorarray 13 kombiniert. In 4 ist ein solches Sensorarray 13 abgebildet, bei dem acht Sensorstrukturen 6 mit gestuften Grundfrequenzen und überlappenden Abstimmbereichen zur Erweiterung des Frequenzbereiches des Vibrationssensors vorgesehen sind. Das gesamte Sensorarray 13 hat im Beispiel eine Abmessung von etwa 3 × 7 mm. Die Anzahl der Sensorstrukturen im Sensorarray richtet sich nach dem abzudeckenden Zielfrequenzbereich.
5 zeigt eine schematische Abbildung der Systemarchitektur eines Vibrationsanalyse-Mikrosystems 14. Dieses besteht im Wesentlichen aus vier Modulen, nämlich einem Sensormodul 15, einem Analogmodul 16, einem Digitalmodul 17 und einem Interfacemodul 18 in einem gemeinsamen Gehäuse 19.
Das Sensormodul 15 umfasst im Wesentlichen ein Sensorarray 13 mit acht Sensorstrukturen 6. Die von dem Sensorarray 13 ausgegebenen Umladeströme, die Sensorsignale i_a und i_b, werden über einen Strom-Spannungs-Wandler 20 und einen Gleichrichter 21, die gemeinsam die Analogsignalverarbeitung durchführen, in einen Analog-Digital-Konverter 22 eingespeist, der Teil eines Mikrocontrollers 23 ist. Über eine UART-Schnittstelle 24 des Mikrocontrollers 23 ist dieser mit einer seriellen Digitalschnittstelle 25 verbunden, die dazu dient, mit der Außenwelt, beispielsweise einem Personalcomputer 26, zu kommunizieren. Ein Taktgeber 27 dient zur Vorgabe des Systemtaktes für den Mikrocontroller 23. Ebenso ist eine externe Spannungsversorgung 28 vorgesehen, die das Vibrationsanalyse-Mikrosystem 14 mit Energie versorgt. Dies kann über eine Batterie oder aber über einen externen Spannungsanschluss sowie einen Spannungsstabilisator 29 erfolgen.
Der Mikrocontroller 23 verfügt darüber hinaus über einen Digital-Analog-Konverter 30, der über einen Hochspannungsverstärker 31 mit dem Sensorarray 13 verbunden ist. Über diesen Eingang erfolgt das Anlegen der Abstimmspannung U_tun zur Ansteuerung des Sensorarrays 13. Für die Bestimmung der Resonanzfrequenzen f₁, f₂, ..., f₈ der einzelnen Sensorstrukturen 6 sind die einzelnen Sensorstrukturen 6 derart miteinander verbunden, dass sie einzeln ausgewählt werden können. Hierzu sind die Sensorstrukturen 6 mit einem Umschalter (MUX) 32 verbunden, der über digitale Steuerleitungen 33 des Mikrocontrollers 23 angesteuert wird und an das Sensorarray 13 je nachdem, welche Sensorstruktur 6 ausgewählt werden soll, eine bestimmte Polarisationsspannung U_pol anlegt, die dem Umschalter hierzu zur Verfügung gestellt wird.
Für eine Kalibrierung des Sensorarrays 13 werden zunächst alle acht Sensorstrukturen 6 angesteuert und die erhaltenen Kalibrierdaten in einem Kalibrierdatenspeicher 34 im Mikrocontroller 23 abgelegt. Nach der Kalibrierung des Sensorarrays 13 (Selbsttest) kann ein Durchfahren des gesamten Messbereichs sämtlicher acht Sensorstrukturen 6 erfolgen, um die in dem jeweiligen Anwendungsfall relevanten Vibrationsfrequenzen zu ermitteln. Im Anschluss daran ist es beispielsweise möglich, eine oder mehrere dieser ermittelten Frequenzen auszuwählen und permanent oder zyklisch zu überwachen. Eine andere Überwachungstechnik ist beispielsweise ein permanentes oder zyklisches Durchlaufen des gesamten Messbereichs, um neu auftretende Vibrationsfrequenzen aufzufinden.
In dem Sensorarray 13 ist ein Temperatursensor (nicht abgebildet) vorgesehen. Dieser dient zur Erfassung der Temperatur an der Messstelle. Dem Mikrocontroller 23 dienen die Temperaturwerte zur Korrektur der Sensorsignale.
Auf Grund der hohen Güte der Sensorstrukturen 6 entfällt die nachfolgende elektronische Bandbreitenfilterung, beispielsweise durch phasenselektive Gleichrichtung, so dass das Vibrationsanalyse-Mikrosystem 14 weniger aufwändig und damit robuster und preiswerter herzustellen ist. Mit anderen Worten ist die Architektur insbesondere des Analogmoduls 16 durch die rein mechanische Filterung im Sensorarray 13 stark vereinfacht.
Auf Grund des modularen Aufbaus des Vibrationsanalyse-Mikrosystems 14 ergeben sich insbesondere Vorteile bei der Wartung. So sind beispielsweise Änderungen in einem Modul durch einen einfachen Austausch dieses Moduls möglich, ohne dass ein Zugriff auf die anderen Module erfolgen muss.
Wie in 6 abgebildet, kann das Vibrationsanalyse-Mikrosystem 14 in einer Grundplatte 36 befestigt sein, die mit Hilfe von Schraubverbindungen 37 an ein zu überwachendes Maschinenteil oder dergleichen (nicht abgebildet) angebracht ist. Anstelle einer Schraubverbindung kann auch eine Klebe- oder Klammerverbindung gewählt werden. In dem in die Grundplatte 36 eingelassenen Bereich, dem Sensorkopf, befindet sich das auf einer Leiterplatte 38 angeordnete Sensorarray 13. Die Leiterplatte 38 weist dabei mit Hilfe von Abstandhaltern 39, beispielsweise eines Abstandsringes, einen definierten Abstand zu einem auf der Grundplatte 36 flächig aufliegenden Sensor-Deckel 40 auf. Oberhalb der Leiterplatte 38, die das Sensorarray 13 trägt, sind etagenartig die weiteren Module, nämlich Analogmodul 16, Digitalmodul 17 und Interfacemodul 18 mit Energieversorgung angeordnet. Die gesamte Anordnung ist mit einer Gehäusekappe 41 versehen, die in der Grundplatte 36 verankert ist und das Vibrationsanalyse-Mikrosystem 14 nach außen abschließt. An der Außenseite der Gehäusekappe 41 sind von dem Mikrocontroller 23 ansteuerbare Anzeigeelemente 42 vorgesehen, die beispielsweise den Status des Vibrationsanalyse-Mikrosystems 14 anzeigen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beispielsweise an einer Maschine oder dergleichen mehrere dieser Vibrationsanalyse-Mikrosysteme 14 angebracht sind und durch optische Signalgebung in einem Wartungs-, Stör- oder Resonanzfall ein Hinweis an einen Wartungstechniker gegeben werden kann. Eine andere Möglichkeit der Alarmierung besteht darin, Alarmsignale nach Überschreiten festgelegter Schwingungsgrenzen per Funk oder dergleichen an eine zentrale Steuerung zu senden.
7 zeigt schließlich die prinzipielle Darstellung einer gehäusten Version eines Vibrationsanalyse-Mikrosystems 14. Das Gehäuse 43 besteht vorzugsweise aus Metall und weist dichtbare Öffnungen für die Anzeigeelemente (nicht abgebildet), beispielsweise LEDs, und Interfacestecker (nicht abgebildet) auf. Insbesondere in dieser Version sind durch die Auswahl des Gehäuses verschiedene IP-Schutzarten realisierbar. Die Befestigung des Gehäuses 43 an einem Maschinenteil oder dergleichen (nicht abgebildet) erfolgt in diesem Beispiel wiederum mit Hilfe von Schraubverbindungen 37. Ist das Sensorarray 13 lediglich in einer Richtung sensitiv, kann die Schwingungsebene durch entsprechende Anordnung der Gehäusebefestigungen gewählt werden.
In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, kommen in einem Vibrationsanalyse-Mikrosystem 14 zwei oder mehr Sensorarrays 13 zum Einsatz, die in verschiedenen Ebenen versetzt zueinander angeordnet sind. Damit können verschiedene Schwingungsebenen und somit beispielsweise eine horizonta le und eine vertikale Schwingung gleichzeitig gemessen werden. In dieser Art ist neben einer zweidimensionalen auch eine dreidimensionale Vibrationsmessung möglich.

Claims

Vibrationssensor zum Empfangen eines Eingangssignals (1) und zum Erzeugen eines Sensorsignals (4) mit einer Sensorstruktur (6) derart, dass in dem Sensorsignal (4) Eingangssignalanteile, welche die Eigenfrequenz (3) der Sensorstruktur (6) aufweisen, verstärkt und Eingangssignalanteile mit anderen Frequenzen unterdrückt sind
Vibrationssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstruktur (6) derart frequenzselektiv ausgebildet ist, dass eine elektronische Bandbreitenfilterung des erzeugten Sensorsignals (4) vor dessen Auswertung nicht erforderlich ist.
Vibrationssensor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen elektrostatischen Steifigkeitsmodulator (9) zur Änderung der Eigenfrequenz der Sensorstruktur (6).
Vorrichtung (14) zur Vibrationsanalyse, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Vibrationssensoren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Ausbildung eines Sensorarrays (13), wobei die einzelnen Sensorstrukturen (6) unterschiedliche Eigenfrequenzen (3) aufweisen.
Verfahren zur Vibrationsanalyse mit den Schritten: – Empfangen eines Eingangsignals (1) durch eine Sensorstruktur (6) eines Vibrationssensors, – Erzeugen eines Sensorsignals (4) durch den Vibrationssensor durch Verstärken von Eingangssignalanteilen mit der Eigenfrequenz (3) der Sensorstruktur (6) und Unterdrücken von Eingangssignalanteilen mit anderen Frequenzen und – Auswerten des Sensorsignals (4).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten des Sensorsignals (4) ohne vorherige elektronische Bandbreitenfilterung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine elektrostatische Steifigkeitsmodulation zum Einstellen der Eigenfrequenz (3) der Sensorstruktur (6).