DE102008002748A1 - Mikro-Gyroskop - Google Patents
Mikro-Gyroskop Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008002748A1 DE102008002748A1 DE102008002748A DE102008002748A DE102008002748A1 DE 102008002748 A1 DE102008002748 A1 DE 102008002748A1 DE 102008002748 A DE102008002748 A DE 102008002748A DE 102008002748 A DE102008002748 A DE 102008002748A DE 102008002748 A1 DE102008002748 A1 DE 102008002748A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- masses
- oscillating
- anchor
- previous ones
- springs
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5705—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
- G01C19/5712—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis the devices involving a micromechanical structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
- G01C19/5733—Structural details or topology
- G01C19/574—Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikro-Gyroskop gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
- Mikro-Gyroskope werden in der Regel zur Ermittlung einer Drehbewegung um eine Achse in einem x-y-z-Koordinatensystem verwendet. Um Drehbewegungen des Systems um jede der drei Achsen ermitteln zu können, sind daher drei derartige Mikro-Gyroskope erforderlich. Dies ist kostenintensiv und aufwändig in der Steuerung bzw. Auswertung der Daten.
- Um ein dreidimensionales Gyroskop schaffen zu können, bei welchem Drehungen in allen drei Achsen festgestellt werden können, hat D. Wood et al. in dem Artikel „A monolithic silicone gyroscope capable of sensing about three axes simultaneously" 1996 vorgeschlagen, ein Gyroskop zu schaffen, welches ringförmig um einen zentralen Anker angeordnete oszillierende Massen aufweist, welche sowohl Kipp- als auch eine Drehbewegungen aufgrund auftretender Corioliskräfte feststellen kann. Nachteilig hierbei ist, dass die Fertigung eines solchen Sensors ebenso wie der Antrieb der bewegten Massen schwierig bzw. nicht realisierbar ist. Die Ausführungen von D. Wood et al. blieben daher lediglich theoretischer Art.
- In dem Artikel „Design and dynamics of an innovative micro-gyroscop against coupling effects" von Nan-Chyuan Tsai wurde ebenfalls ein 3D-Gyroskop vorgeschlagen. Nachteilig hierbei ist, dass eine innere Platte und ein äußerer Ring sowie vier bewegte Massen vorhanden sind. Die Auslenkungen, insbesondere der inneren Scheibe, sind nur schwierig zu ermitteln.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen zu vertretbaren Kosten herstellbaren 3D-Mikro-Gyro-Sensor mit hoher Erfassungsgenauigkeit zu schaffen.
- Die Aufgabe wird gelöst mit einem Mikro-Gyroskop mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhaft ist es hierbei, dass an dem Anker sowohl die oszillierenden Massen als auch, jedenfalls mittelbar, die zumindest eine weitere Masse gelagert ist. Die Erfassung der Auslenkungen durch die Corioliskräfte erfolgt durch Sensorelemente, welche den oszillierenden Massen und den weiteren Massen zugeordnet sind. Es werden damit Schwenkbewegungen und/oder Drehbewegungen der Massen erfasst. Der Anker kann einteilig sein oder auch aus verschiedenen Teilen bestehen. Bei einem mehrteiligen Anker kann es sein, dass jede der oszillierenden Massen an einem dieser Teilanker angeordnet ist. Wesentlich ist, dass die oszillierenden Massen einerseits eine radiale Bewegung weg von und hin zu dem oder den Anker(n) erlauben und andererseits auch eine Kippbewegung und eine Drehbewegung um den Anker ermöglichen. Hierdurch ist es einerseits möglich, dass die oszillierenden Massen als Antriebsmassen einsetzbar sind und andererseits Bewegungen aufgrund der Corioliskräfte auf die entsprechenden Massen übertragen werden können. Damit ist es möglich Drehungen des Gyroskops, d. h. insbesondere des Substrats, um eine x-, y- oder z-Achse zusammen mit den jeweils zugeordneten Sensorelementen feststellen zu können.
- Vorzugsweise und nicht einschränkend sind die Sensorelemente zum Erfassen der Auslenkung der oszillierenden Massen unterhalb der oszillierenden Massen, d. h. zwischen den oszillierenden Massen und dem Substrat angeordnet. Die Sensorelemente können dabei, wenn sie beispielsweise kapazitiver Art sind, durch Änderung der Spannungen eine Auslenkung der oszillierenden Massen feststellen. Das Sensorelement zum Erfassen einer Drehbewegung der weiteren Masse kann entweder durch ebenfalls mit der weiteren Masse in Verbindung stehende kapazitive Sensoren oder durch andere gleichwertige Sensoren festgestellt werden, welche eine Abstandsänderung zu einem feststehenden Element dieses Sensorelementes feststellt.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn die weitere Masse die oszillierenden Massen als ein Ring oder Rahmen umgibt. Hierdurch ist gleichzeitig eine Befestigung und Abstützung der oszillierenden Masse an ihrem äußeren Umfang an der weiteren Masse ermöglicht. Es entsteht hierdurch ein stabiles System, welches auch gegenüber äußeren Schockeinflüssen stabil ist.
- Ist die weitere Masse mit Biegefedern an dem Substrat befestigt, so kann sich diese auch entsprechend abstützen, um Stöße, welche von außen auf das System einwirken, dämpfen zu können und Fehlmessungen zu vermeiden.
- Erlauben die Biegefedern eine Rotation der weiteren Masse um die z-Achse, so sind sie dazu geeignet, entsprechende Corioliskräfte, welche eine Rotation der weiteren Masse bewirken, sehr einfach auf eine Auslenkung der weiteren Masse umzusetzen, ohne dem hinderlich zu sein.
- Vorzugsweise ist der eine Anker zentral angeordnet. Dies erlaubt eine gute und gleichmäßige Auslenkung in allen vier Drehachsen.
- Sind die oszillierenden Massen an dem zentralen Anker befestigt, so ist ebenfalls ein gleichmäßiges und symmetrisches System zur guten und gleichmäßigen Erfassung aller drei Drehmöglichkeiten gegeben.
- In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den oszillierenden Massen und dem zentralen Anker eine Zentralplatte angeordnet. Die Zentralplatte kann die Schwenk- und Drehbarkeit der oszillierenden Massen sowie der daran angeordneten weiteren Masse(n) besonders gut realisiert werden. Ist die Zentralplatte an dem Anker nach Art eines Kar dangelenkes befestigt, so erlaubt diese Befestigung eine Schwenkbewegung der Massen um die x- und y-Achse.
- Um die oszillierenden Massen in radialer Richtung beweglich auszugestalten, ist es vorteilhaft, wenn die oszillierenden Massen mittels Federn an der Zentralplatte oder bei Fehlen der Zentralplatte an dem Anker direkt und/oder mittels weiterer Federn an den weiteren Massen befestigt sind. Die oszillierenden Massen sind damit in der Lage, in der x-y-Ebene hin- und herzuschwingen. Vorzugsweise sind die Federn derart ausgestaltet, dass sie eine Bewegung der oszillierenden Massen in z-Richtung vermeiden, insbesondere dann, wenn die oszillierenden Massen an der Zentralplatte, welche ihrerseits wieder beweglich gelagert ist, befestigt sind. Sind die Federn relativ starr in z-Richtung, so ist eine Auslenkung der oszillierenden Massen in z-Richtung nur zusammen mit der elastisch gelagerten Zentralplatte und der in dieser Richtung fest mit den oszillierenden Massen verbundenen weiteren Massen möglich.
- Um ein gleichmäßiges Schwingen der oszillierenden Massen zu ermöglichen, sind vorteilhafterweise Synchronisierfedern vorgesehen, welche die oszillierenden Massen miteinander verbinden. Die Synchronisierfedern erlauben einerseits eine gewisse Elastizität in Umfangsrichtung um den Anker, um zu erlauben, dass die oszillierenden Massen sich bei ihrer linearen Radialbewegung etwas voneinander entfernen. Andererseits behindern sie aber die oszillierenden Massen, sofern diese dazu neigen sollten, nicht gleichmäßig und gleichzeitig nach außen und innen zu schwingen.
- Sind die oszillierenden Massen und die weitere Masse und/oder die Zentralplatte drehbar um die z-Achse gelagert, insbesondere mit entsprechenden Federn, so ist es möglich, dass die oszillierenden Massen und die weitere Masse eine Drehbewegung aufgrund einer Corioliskraft, welche um die z-Achse wirkt, anzuzeigen, indem sich diese Massen in die entsprechende Richtung bewegen. Die Drehbewegung kann mittels Sensorelementen sodann erfasst und ausgewertet werden.
- Zum Antrieb der oszillierenden Massen sind vorzugsweise Elektroden, insbesondere Gabel- oder Kammelektroden, vorgesehen. Diese Elektroden regen die oszillierenden Massen zur jeweiligen Schwingung an und bewirken eine gezielte Schwingung mit einer vorbestimmten Frequenz.
- Weitere Vorteile der Erfindung und weitere erfinderische Gedanken sind in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen dargelegt. Es zeigt:
-
1 einen Überblick über eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung, -
2 das Arbeitsprinzip des Gyroskops gemäß1 , -
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
4 die Antriebsstruktur der Ausführung gemäß3 , -
5 die Zentralplatte der Ausführung gemäß3 und -
6 den äußeren Rahmen der Ausführung gemäß3 . -
1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mikro-Gyroskops. In einem zentralen Anker1 , welcher an einem in der Zeichenebene liegenden Substrat befestigt ist, sind vier oszillierende Antriebsmassen2 angeordnet. Die Massen2 sind mittels Federn3 an dem Anker1 befestigt, so dass die Federn einerseits um den Anker1 herum in der Zeichenebene drehbar sind, andererseits aber auch um eine in der Zeichenebene liegende Drehachse schwenken können. Die Federn3 , welche hier sym bolisch rautenförmig dargestellt sind, ermöglichen darüber hinaus, dass sich die Antriebsmassen2 radial von dem zentralen Anker1 weg und wieder zurück zu diesem hin bewegen können. Die Antriebsmassen oszillieren somit in radialer Richtung. Hierzu sind nicht dargestellte Antriebselemente, beispielsweise Antriebselektroden, vorgesehen, welche die Massen2 in oszillierender Bewegung halten. Die Antriebsmassen2 sind von einer weiteren Masse, hier einem Ring4 , umgeben. Der Ring4 ist mit den Massen2 mittels Federn5 verbunden. Die Federn5 sind derart angeordnet und ausgerichtet, dass sie einerseits die oszillierende Bewegung der Massen2 möglichst wenig behindern, andererseits aber auch eine Kopplung des Rings4 mit den Antriebsmassen2 in Rotations- und in Schwenkrichtung bewirken. Werden die Antriebsmassen2 und der Ring4 aufgrund einer auftretenden Corioliskraft ausgelenkt, so sind sowohl die oszillierenden Massen als auch die weitere Masse in Form des Rings4 miteinander gekoppelt und erfahren die gleiche Auslenkung. Die Federn5 sind dementsprechend so ausgebildet, dass sie in radialer Richtung nachgiebig, in den anderen Richtungen jedoch steif sind. Sie können aber in einer anderen Ausführung auch so ausgebildet sein, dass sie die Kippbewegung der oszillierenden Massen zwar erlauben, nicht aber der weiteren Masse bzw. des Rings4 . Die Federn5 sind in diesem Falle außer in Drehrichtung um die z-Achse weich ausgebildet. Die oszillieren Massen bewegen sich in diesem Falle bei einer Kippbewegung um die x- oder y-Achse relativ zu dem Ring4 und der Ring4 bleibt in seiner x-y-Ebene ungekippt stehen. - Zwischen den vier Antriebsmassen
2 sind jeweils Synchronisierfedern6 angeordnet. Die Synchronisierfedern6 sind derart ausgebildet, dass sie ein synchrones Schwingen der Antriebsmassen2 unterstützen. Sie erlauben somit eine gewisse Dehnung bei einer Vergrößerung des Spaltes zwischen zwei Antriebsmassen2 bei einem radial nach außen Wandern der Antriebsmassen2 und eine Verringerung des Spaltes, wenn die Antriebsmassen2 wieder Richtung Zentrum bewegt werden. Andererseits sind die Synchroni sierfedern allerdings steif, wenn die Antriebsmassen2 versuchen würden, ungleichmäßig zu oszillieren. - Unterhalb der Antriebsmassen
2 und im Bereich des Rings4 , insbesondere an dessen Peripherie, sind Sensorelektroden angeordnet, welche eine Abstandsveränderung feststellen können. Diese Sensorelektroden bestehen beispielsweise aus kapazitiv wirkenden Platten, welche eine Drehbewegung des Systems um den zentralen Anker1 oder eine Kippbewegung um eine der in der Zeichenebene liegenden Achsen feststellt. -
2 zeigt die verschiedenen Bewegungsrichtungen des Mikro-Gyroskops aus1 . Der Antrieb erfolgt durch eine oszillierende Bewegung der vier Antriebsmassen2 in radialer Richtung ausgehend vom Zentralanker1 . Die Antriebsmassen2 oszillieren synchron in der Zeichenebene, d. h. in der x-y-Ebene. Die Federn3 ,5 und6 stabilisieren die Antriebsmassen2 einerseits und erlauben andererseits eine leichtgängige oszillierende Bewegung. Der Ring4 bleibt in dieser Ausgangssituation unbewegt. - Tritt eine Corioliskraft auf, welche eine Drehbewegung des Systems um die x-Achse bewirkt, so bewegen sich die oben und unten dargestellten Massen
2 nach oben bzw. unten. Auch der Ring4 kann in dieser Richtung bewegt werden, wenn die Federn5 dementsprechend ausgebildet sind, d. h. es schwenkt das gesamte System bestehend aus Antriebsmassen2 und dem Ring4 nach oben bzw. unten um die x-Achse. Bei einer anderen Ausführung der Federn5 schwenken jedoch nur die Massen2 nach oben und unten und der Ring4 bleibt ungeschwenkt in der Zeichenebene stehen. Wie in dem mittleren Bild dargestellt, bewegt sich bei einer Corioliskraft, welche eine Drehbewegung des Systems um die y-Achse bewegt, die links und rechts dargestellte Masse2 zusammen mit oder bei entsprechender Ausgestaltung der Federn5 auch ohne dem Ring4 um die y-Achse und schwenken damit nach oben bzw. unten. - Soll eine Corioliskraft festgestellt werden, welche eine Drehung des Systems um die aus der Zeichenebene herausragende z-Achse bewirkt, so dreht sich das System um den Zentralanker
1 . Sowohl die Massen2 als auch der Ring4 werden dabei durch die Steifigkeit der Federn5 in dieser Richtung gemeinsam um die z-Achse bewegt. - Mit dem erfindungsgemäßen System ist es relativ einfach möglich, Bewegungen des Mikro-Gyroskops in drei Drehachsen x, y und z festzustellen. Die jeweiligen Auslenkungen werden durch Sensorelektroden, welche im Bereich der ausgelenkten Massen angeordnet sind, festgestellt.
- In
3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es zeigt einen erfindungsgemäßen Sensor im Überblick. Der vorgeschlagene Sensor ist ein 3D-Miniatur-Gyroskop, welches in der Lage ist, Drehbeschleunigungen um die drei Achsen x, y und z festzustellen. Der Sensor ist in bekannter Micro-Machining-Technik hergestellt. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung sind vier synchron angetriebene Massen2 , welche unter dem Einfluss externer Drehgeschwindigkeiten ihre Bewegung verändern. Diese Bewegungsänderung wird von Elektroden mittels Kapazitätsänderungen festgestellt. Die synchronen Massen2 erlauben eine einzige Antriebskontrollschleife in der zugehörigen Elektronik, wodurch ein einfaches und billiges System resultiert. Um die Kosten des Sensorsystems, d. h. des Mikro-Gyroskops, zusammen mit der Auswerteelektronik zu verringern, kann durch das erfindungsgemäße Sensordesign ein Time-Sharing beim Abfragen der Sensorelektroden vorgenommen werden. Die Winkelgeschwindigkeiten um die x-, y- und z-Achse können durch denselben und einzigen Kanal ausgelesen werden, wobei die einzelnen Winkelgeschwindigkeiten nacheinander in verschiedenen Zeitbereichen abgefragt werden. Hierdurch ist die gesamte Auswerteelektronik wesentlich kostengünstiger herzustellen, ohne dass die Genauigkeit des Systems verloren geht. In den folgenden Figuren werden Einzelheiten des Sensors näher beschrieben. - In
4 ist die Antriebsstruktur des Sensors dargestellt. Die vier Antriebsmassen2 werden oszillierend in radialer Richtung durch nicht dargestellte Antriebselemente, wie beispielsweise Elektroden, in hoher Frequenz angetrieben. Jede der Antriebsmassen ist mit Federn3 ,5 und6 befestigt. Die Feder3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an einer später beschriebenen Zentralplatte an einer Kontaktstelle befestigt. Diese Kontaktstelle ist zentral zwischen zwei weiteren Befestigungsstellen der Feder3 angeordnet, welche an der Masse2 befestigt sind. Hierdurch entsteht ein System, welches eine gewisse Elastizität in radialer Richtung aufweist. Außerdem ist das System elastisch bzgl. Drehbewegungen um die z-Achse. Die Masse2 ist weiterhin befestigt über zwei Federn5 , welche z-artig ausgebildet sind und die Masse2 an einem äußeren Rahmen7 befestigt. Durch die Ausgestaltung dieser beiden Federn5 wird wiederum eine elastische Lagerung der Masse2 in radialer Richtung bewirkt, so dass die Masse2 sich oszillierend bewegen kann. Andererseits können die Federn5 alternativ so ausgestaltet sein, dass sie eine starre oder eine weiche Kopplung der Masse2 mit dem Rahmen7 in Bezug auf Kippbewegungen um die x- oder y-Achse bewirken. Bzgl. Drehbewegungen um die z-Achse sind die Massen2 und der Rahmen7 weitgehend starr über die Federn5 miteinander verbunden. Treten Kräfte auf, welche das System um die x-, y- oder z-Achse bewegen, so kann das System der Masse2 und des Rahmens7 starr miteinander gekoppelt sein, so dass beide gleichermaßen ausgelenkt werden. Die starre Kopplung kann jedoch auch so ausgeführt sein, dass sie nur eine Drehbewegung um die z-Achse betrifft. Bei einer Bewegung um die x- oder y-Achse kippt in dieser Alternative nur die bewegten Massen2 , nicht aber der Rahmen7 . - Um benachbarte Massen
2 synchron oszillierend schwingen lassen zu können, sind diese mit Synchronisierfedern6 verbunden. Diese befinden sich im Spalt zwischen zweier benachbarter Massen2 und erlauben, dass sich der Spalt zwischen den beiden benachbarten Massen2 vergrößert und verkleinert, je nachdem ob sich die Massen nahe dem Zentrum des Sensors oder weiter von diesem entfernt befinden. Andererseits weisen die Synchronisier federn6 eine Stabilität und Steifigkeit auf, wenn die benachbarten Massen versuchen würden, asynchron zu schwingen. Es wird somit nicht zugelassen, dass sich eine der Massen2 näher am Zentrum des Sensors befindet als die benachbarte Masse2 . - Die vier Antriebsmassen
2 schwingen wie durch die Doppelpfeile angedeutet ist. Die Gestalt der Massen2 kann selbstverständlich anders als hier dargestellt sein. So können die Massen beispielsweise eine andere Form aufweisen und insbesondere auch die Antriebselektroden in sich integriert haben. Die Antriebsmassen2 können elektrostatisch mit Antriebselektroden betätigt werden. Sie können als Gabeln, Kämme oder als parallele Elektroden oder auch andersartig ausgestaltet sein. Die Antriebsbewegung wird überwacht durch Antriebsüberwachungselektroden, welche ebenfalls im Bereich der Massen2 angeordnet sein können. Sie können hergestellt sein als Kämme oder wiederum als parallele Elektroden oder auch in anderer Form. Durch diese Elektroden wird kontrolliert, dass der Antrieb der Massen2 ordnungsgemäß und mit einer vorbestimmten Frequenz erfolgt. - Unter jeder der Antriebsmassen
2 sind vorzugsweise Plattenelektroden8 angeordnet, welche eine Auslenkung um die x- oder y-Achse feststellen. - In
5 ist eine Zentralplatte10 näher dargestellt. Die Zentralplatte10 ist ähnlich einem Kardangelenk aufgebaut. Sie besteht aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Rahmen, wobei der innere Rahmen an den Zentralanker1 mit einer in x-Richtung ausgerichteten Feder verbunden ist. Der äußere Rahmen ist mit dem inneren Rahmen über eine in y-Richtung ausgerichtete Feder verbunden. Hierdurch ist es bei entsprechender Ausgestaltung der Federn möglich, dass der äußere Rahmen leichter um die y-Achse schwenkt, während der innere Rahmen zusammen mit dem äußeren Rahmen leichter um die x-Achse schwenkt. Dadurch wird bewirkt, dass die Massen2 und der Rahmen7 , welche ihrerseits an der Zentralplatte10 , insbesondere an dem äußeren Ring der Zentralplatte10 befestigt sind, entspre chend um die x-Achse oder y-Achse schwenkbar sind. Corioliskräfte, welche eine derartige Auslenkung bewirken, können somit festgestellt werden. Selbstverständlich kann die Befestigung der Massen2 auch andersartig an dem Zentralanker1 erfolgen. Bei entsprechender Ausbildung der Federn ist beispielsweise die direkte Befestigung an dem Zentralanker1 möglich. - Die Zentralplatte
10 wird benutzt, um die Federn3 der Antriebsmassen2 zu befestigen. Bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Befestigungsfedern, mit welchen der äußere Rahmen an dem inneren Rahmen und dieser wiederum an dem Zentralanker1 befestigt ist, kann die Zentralplatte10 um die x- und um die y-Achse herumschwenken. Die Zentralplatte10 weist darüber hinaus den Vorteil auf, dass sie äußerst stabil sein kann, insbesondere was Stöße von außen gegen das System betrifft. Sie bewirkt somit eine stabile Lagerung der Massen2 und des Rahmens7 , ohne dass diese Gefahr laufen, bereits bei leichten Schlägen soweit ausgelenkt zu werden, dass sie auf das Substrat aufschlagen und damit Fehlergebnisse erzeugen. Die Zentralplatte10 ist an dem Sensorsubstrat über den zentralen Anker1 befestigt. - In
6 ist der äußere Rahmen7 des Sensors genauer dargestellt. Der äußere Rahmen7 ist über die Federn5 an den bewegten Massen befestigt. Der Rahmen7 kann auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als Ring, wie in1 und2 , oder auch als Ring- oder Rahmensegment, welche die einzelnen benachbarten Massen2 miteinander verbinden. Der Rahmen10 ist mit Rahmenfedern11 mit dem Substrat verbunden. Die Rahmenfedern11 sind so ausgebildet, dass sie eine Drehung des Rahmens10 um die z-Achse erlauben. Sie sind somit bzgl. einer solchen Drehbewegung biegeweich. - Die Rahmenfedern
11 sind an ihrem von dem Rahmen abgewandten Ende mit Federankern12 an dem Substrat befestigt. Drehungen des Rahmens7 können mit Rahmensensorelektroden festgestellt werden, welche in der Rahmenperipherie12 angeordnet sind. Diese Elektroden können als Finger ausgebildet sein, welche radial angeordnet sind oder sie können auch als Kammpaare ausgebildet sein, welche radial angeordnet sind. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es sind viele andere Ausführungen im Rahmen des Wortlautes der Patentansprüche und der Beschreibung möglich. Auch Kombinationen der Ausführungen einzelner Bauteile der Ausführungsbeispiele sind jederzeit untereinander möglich.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - D. Wood et al. in dem Artikel „A monolithic silicone gyroscope capable of sensing about three axes simultaneously” 1996 [0003]
- - D. Wood et al. [0003]
- - „Design and dynamics of an innovative micro-gyroscop against coupling effects” von Nan-Chyuan Tsai [0004]
Claims (13)
- Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse, – mit einem Substrat, auf welchem zumindest ein Anker befestigt ist, – mit mehreren, insbesondere vier radial zu dem Anker oszillierenden Massen, wobei die oszillierenden Massen mittels Federn an dem Anker befestigt sind, – mit Antriebselementen zum oszillierenden Schwingen zumindest einzelner der Massen in x- oder y-Richtung, um bei einer Auslenkung des Substrats Corioliskräfte zu erzeugen und – mit Sensorelementen, um Auslenkungen der Massen aufgrund der erzeugten Corioliskräfte zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass – die oszillierenden Massen mit wenigstens einer weiteren, nicht oszillierenden, aber zusammen mit den oszillierenden Massen auf dem Substrat um den zumindest einen Anker drehbaren Masse verbunden sind und – dieser weiteren Masse ein weiteres Sensorelement zugeordnet ist.
- Mikro-Gyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sensorelemente zum Erfassen der Auslenkung der oszillierenden Massen unterhalb der oszillierenden Massen angeordnet sind.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Masse die oszillierenden Massen als ein Ring umgibt.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Masse mit Biegefedern an dem Substrat befestigt ist.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefedern eine Rotation der weiteren Masse um die z-Achse erlauben.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anker zentral angeordnet ist
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierenden Massen an dem zentralen Anker befestigt sind.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den oszillierenden Massen und dem zentralen Anker eine Zentralplatte angeordnet ist.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralplatte an dem Anker nach Art eines Kardangelenkes befestigt sind, um eine Schwenkbewegung der Massen um die x- und y-Achse zu erlauben.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierenden Massen mittels Federn an der Zentralplatte und/oder der weiteren Masse befestigt sind.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierenden Massen mit Synchronisierfedern miteinander verbunden sind.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierenden Massen und die weitere Masse und/oder die Zentralplatte drehbar um die z-Achse gelagert sind.
- Mikro-Gyroskop nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente der oszillierenden Massen Elektroden, insbesondere Gabelelektroden, sind.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008002748A DE102008002748A1 (de) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Mikro-Gyroskop |
KR1020117001949A KR101665021B1 (ko) | 2008-06-27 | 2009-06-25 | 마이크로자이로스코프 |
CA2729111A CA2729111C (en) | 2008-06-27 | 2009-06-25 | Microgyroscope |
EP09769333.7A EP2294359B1 (de) | 2008-06-27 | 2009-06-25 | Mikro-gyroskop |
JP2011515393A JP5560451B2 (ja) | 2008-06-27 | 2009-06-25 | マイクロジャイロスコープ |
US13/001,126 US8429970B2 (en) | 2008-06-27 | 2009-06-25 | Microgyroscope |
CN200980124429.9A CN102077054B (zh) | 2008-06-27 | 2009-06-25 | 微陀螺仪 |
PCT/EP2009/058000 WO2009156485A1 (de) | 2008-06-27 | 2009-06-25 | Mikro-gyroskop |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008002748A DE102008002748A1 (de) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Mikro-Gyroskop |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008002748A1 true DE102008002748A1 (de) | 2009-12-31 |
Family
ID=41130360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102008002748A Withdrawn DE102008002748A1 (de) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Mikro-Gyroskop |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8429970B2 (de) |
EP (1) | EP2294359B1 (de) |
JP (1) | JP5560451B2 (de) |
KR (1) | KR101665021B1 (de) |
CN (1) | CN102077054B (de) |
CA (1) | CA2729111C (de) |
DE (1) | DE102008002748A1 (de) |
WO (1) | WO2009156485A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010028005A1 (de) * | 2010-04-20 | 2011-10-20 | Sensordynamics Ag | Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Bewegungen |
WO2011136969A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Micromachined piezoelectric z-axis gyroscope |
DE102011057081A1 (de) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Maxim Integrated Products, Inc. | Mikro-Drehratensensor und Verfahren zum Betreiben eines Mikro-Drehratensensors |
US9097524B2 (en) | 2009-09-11 | 2015-08-04 | Invensense, Inc. | MEMS device with improved spring system |
US9683844B2 (en) | 2009-09-11 | 2017-06-20 | Invensense, Inc. | Extension-mode angular velocity sensor |
EP3696501A1 (de) * | 2019-02-15 | 2020-08-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ausgeglichenes mehrachsiges gyroskop |
DE102009061797B3 (de) * | 2009-02-27 | 2020-12-10 | Hanking Electronics, Ltd. | MEMS-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y-, oder z-Achse |
DE102009001248B4 (de) * | 2009-02-27 | 2020-12-17 | Hanking Electronics, Ltd. | MEMS-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110185829A1 (en) * | 2008-08-06 | 2011-08-04 | Pioneer Corporation | Rotational vibration gyro |
ATE496279T1 (de) * | 2008-11-11 | 2011-02-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikromechanischer coriolis-drehratensensor |
IT1391972B1 (it) | 2008-11-26 | 2012-02-02 | St Microelectronics Rousset | Giroscopio microelettromeccanico con movimento di azionamento rotatorio e migliorate caratteristiche elettriche |
IT1392741B1 (it) | 2008-12-23 | 2012-03-16 | St Microelectronics Rousset | Giroscopio microelettromeccanico con migliorata reiezione di disturbi di accelerazione |
DE102009001244A1 (de) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Sensordynamics Ag | Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse |
DE102009002066A1 (de) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Sensordynamics Ag | Verfahren zum Erfassen von Beschleunigungen und Drehraten sowie MEMS-Sensor |
IT1394007B1 (it) | 2009-05-11 | 2012-05-17 | St Microelectronics Rousset | Struttura microelettromeccanica con reiezione migliorata di disturbi di accelerazione |
US8710599B2 (en) | 2009-08-04 | 2014-04-29 | Fairchild Semiconductor Corporation | Micromachined devices and fabricating the same |
ITTO20091042A1 (it) | 2009-12-24 | 2011-06-25 | St Microelectronics Srl | Giroscopio integrato microelettromeccanico con migliorata struttura di azionamento |
KR101871865B1 (ko) | 2010-09-18 | 2018-08-02 | 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 | 멀티-다이 mems 패키지 |
KR101352827B1 (ko) | 2010-09-18 | 2014-01-17 | 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 | 단일 프루프 매스를 가진 미세기계화 3축 가속도계 |
US9352961B2 (en) | 2010-09-18 | 2016-05-31 | Fairchild Semiconductor Corporation | Flexure bearing to reduce quadrature for resonating micromachined devices |
EP2616771B8 (de) | 2010-09-18 | 2018-12-19 | Fairchild Semiconductor Corporation | Mikroverarbeiteter monolithischer inertialsensor mit sechs achsen |
US8813564B2 (en) | 2010-09-18 | 2014-08-26 | Fairchild Semiconductor Corporation | MEMS multi-axis gyroscope with central suspension and gimbal structure |
US9156673B2 (en) | 2010-09-18 | 2015-10-13 | Fairchild Semiconductor Corporation | Packaging to reduce stress on microelectromechanical systems |
KR101332701B1 (ko) | 2010-09-20 | 2013-11-25 | 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 | 기준 커패시터를 포함하는 미소 전자기계 압력 센서 |
WO2012040245A2 (en) | 2010-09-20 | 2012-03-29 | Fairchild Semiconductor Corporation | Through silicon via with reduced shunt capacitance |
JP5652112B2 (ja) * | 2010-10-18 | 2015-01-14 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサーおよび電子機器 |
JP5652117B2 (ja) * | 2010-10-21 | 2015-01-14 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサーおよび電子機器 |
JP5790915B2 (ja) * | 2011-01-13 | 2015-10-07 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー及び電子機器 |
US9354061B2 (en) * | 2011-03-31 | 2016-05-31 | Ramot At Tel Aviv University Ltd. | Compliant structures with time-varying moment of inertia |
ITTO20110806A1 (it) | 2011-09-12 | 2013-03-13 | St Microelectronics Srl | Dispositivo microelettromeccanico integrante un giroscopio e un accelerometro |
EP2573516B1 (de) * | 2011-09-21 | 2013-11-20 | Tronics Microsystems S.A. | Eine mikroelektromechanische Gyroskop-Vorrichtung |
FR2983574B1 (fr) * | 2011-12-06 | 2014-01-10 | Sagem Defense Securite | Capteur angulaire inertiel de type mems equilibre et procede d'equilibrage d'un tel capteur |
US9062972B2 (en) | 2012-01-31 | 2015-06-23 | Fairchild Semiconductor Corporation | MEMS multi-axis accelerometer electrode structure |
US8978475B2 (en) | 2012-02-01 | 2015-03-17 | Fairchild Semiconductor Corporation | MEMS proof mass with split z-axis portions |
US9488693B2 (en) | 2012-04-04 | 2016-11-08 | Fairchild Semiconductor Corporation | Self test of MEMS accelerometer with ASICS integrated capacitors |
US9069006B2 (en) | 2012-04-05 | 2015-06-30 | Fairchild Semiconductor Corporation | Self test of MEMS gyroscope with ASICs integrated capacitors |
EP2648334B1 (de) | 2012-04-05 | 2020-06-10 | Fairchild Semiconductor Corporation | Front-end-Ladungsverstärker einer MEMS-Vorrichtung |
EP2647955B8 (de) | 2012-04-05 | 2018-12-19 | Fairchild Semiconductor Corporation | MEMS-Vorrichtung mit Quadraturphasenverschiebungsauslöschung |
EP2647952B1 (de) | 2012-04-05 | 2017-11-15 | Fairchild Semiconductor Corporation | Automatische Verstärkungsregelungsschleife einer MEMS-Vorrichtung für mechanischen Amplitudenantrieb |
US9094027B2 (en) | 2012-04-12 | 2015-07-28 | Fairchild Semiconductor Corporation | Micro-electro-mechanical-system (MEMS) driver |
US9625272B2 (en) | 2012-04-12 | 2017-04-18 | Fairchild Semiconductor Corporation | MEMS quadrature cancellation and signal demodulation |
DE102013014881B4 (de) | 2012-09-12 | 2023-05-04 | Fairchild Semiconductor Corporation | Verbesserte Silizium-Durchkontaktierung mit einer Füllung aus mehreren Materialien |
CN104870939B (zh) * | 2012-12-11 | 2017-08-01 | 株式会社村田制作所 | 角速度检测元件 |
US9404747B2 (en) | 2013-10-30 | 2016-08-02 | Stmicroelectroncs S.R.L. | Microelectromechanical gyroscope with compensation of quadrature error drift |
TWI580632B (zh) | 2014-03-14 | 2017-05-01 | 財團法人工業技術研究院 | 具用於旋轉元件之摺疊彈簧的微機電裝置 |
WO2015167066A1 (ko) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 주식회사 티엘아이 | 링 스프링을 가지는 3축 마이크로 자이로스코프 |
KR101645940B1 (ko) | 2014-04-28 | 2016-08-05 | 주식회사 티엘아이 | 링 스프링을 가지는 3축 마이크로 자이로스코프 |
US10113873B2 (en) * | 2015-05-22 | 2018-10-30 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Whole angle MEMS gyroscope |
US10317210B2 (en) | 2015-05-22 | 2019-06-11 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Whole angle MEMS gyroscope on hexagonal crystal substrate |
US20160370180A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | Freescale Semiconductor, Inc. | Inertial sensor with couple spring for common mode rejection |
CN104931032B (zh) * | 2015-06-26 | 2018-04-10 | 清华大学 | 一种单锚定点四质量块mems谐振式陀螺仪 |
US9609856B1 (en) | 2015-07-01 | 2017-04-04 | Bite Buddy, LLC | Multi-level programmable alerting system |
KR101717877B1 (ko) * | 2016-01-22 | 2017-03-17 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Z형 커플링 구조를 갖는 일체형 3축 mems 자이로 센서 |
US10696541B2 (en) | 2016-05-26 | 2020-06-30 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for bias suppression in a non-degenerate MEMS sensor |
US10371521B2 (en) | 2016-05-26 | 2019-08-06 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for a four-mass vibrating MEMS structure |
CN106441261B (zh) * | 2016-10-21 | 2019-05-10 | 厦门大学 | 一种微机械陀螺仪 |
US10697994B2 (en) | 2017-02-22 | 2020-06-30 | Semiconductor Components Industries, Llc | Accelerometer techniques to compensate package stress |
CN107192384B (zh) * | 2017-07-24 | 2022-04-05 | 深迪半导体(绍兴)有限公司 | 一种mems三轴陀螺仪 |
JP6891932B2 (ja) * | 2018-10-03 | 2021-06-18 | 株式会社村田製作所 | ピエゾz軸ジャイロスコープ |
EP3671116B1 (de) * | 2018-12-19 | 2021-11-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Synchronisiertes gyroskop mit mehreren achsen |
EP3671118B1 (de) | 2018-12-19 | 2021-08-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrationsrobuster mehrachsiger kreisel |
KR102111568B1 (ko) * | 2019-02-12 | 2020-05-18 | 주식회사 신성씨앤티 | 통합 3축 멤스 자이로스코프 |
EP3696503B1 (de) * | 2019-02-15 | 2022-10-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrationsrobuster mehrachsiger kreisel |
JP7188311B2 (ja) | 2019-07-31 | 2022-12-13 | セイコーエプソン株式会社 | ジャイロセンサー、電子機器、及び移動体 |
FR3102240B1 (fr) * | 2019-10-18 | 2021-10-01 | Safran Electronics & Defense | Capteur à compensation mécanique de l’anisotropie de fréquence |
JP7014267B2 (ja) * | 2020-07-22 | 2022-02-01 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサーおよび電子機器 |
CN112683256B (zh) * | 2020-11-30 | 2023-05-30 | 瑞声科技(南京)有限公司 | Mems陀螺仪 |
CN113607152B (zh) * | 2021-08-30 | 2023-03-17 | 武汉大学 | 一种三轴微机电陀螺仪及其制备封装方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000029855A1 (en) * | 1998-10-14 | 2000-05-25 | Irvine Sensors Corporation | Multi-element micro-gyro |
WO2002103364A2 (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-27 | Microsensors, Inc. | Angular rate sensor having a sense element constrained to motion about a single axis and flexibly attached to a rotary drive mass |
DE19982627C2 (de) * | 1998-06-22 | 2003-04-17 | Tokai Rika Co Ltd | Zweiachsiger Giersensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
EP1832841A1 (de) * | 2006-03-10 | 2007-09-12 | STMicroelectronics S.r.l. | Mikroelektromechanische integrierte Sensorstruktur mit Rotationsantriebsbewegung |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9621873D0 (en) | 1996-10-21 | 1996-12-11 | British Tech Group | A solid state,multi-axis gyroscope |
DE69736630D1 (de) * | 1997-06-19 | 2006-10-19 | St Microelectronics Srl | Hermetisch abgeschlossener Sensor mit beweglicher Mikrostruktur |
JP3753209B2 (ja) * | 1997-08-27 | 2006-03-08 | アイシン精機株式会社 | 角速度センサ |
JPH11351878A (ja) * | 1998-06-10 | 1999-12-24 | Japan Aviation Electronics Ind Ltd | 振動型角速度センサ |
JP3882973B2 (ja) * | 1998-06-22 | 2007-02-21 | アイシン精機株式会社 | 角速度センサ |
DE19938206A1 (de) * | 1999-08-12 | 2001-02-15 | Bosch Gmbh Robert | Mikromechanischer Drehbeschleunigungssensor |
JP2002277248A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
US6722197B2 (en) * | 2001-06-19 | 2004-04-20 | Honeywell International Inc. | Coupled micromachined structure |
US6513380B2 (en) * | 2001-06-19 | 2003-02-04 | Microsensors, Inc. | MEMS sensor with single central anchor and motion-limiting connection geometry |
DE102004017480B4 (de) * | 2004-04-08 | 2009-04-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Rotations-Drehratensensor mit mechanisch entkoppelten Schwingungsmoden |
EP1617178B1 (de) * | 2004-07-12 | 2017-04-12 | STMicroelectronics Srl | Mikroelektromechanische Struktur mit elektrisch isolierten Gebieten und Verfahren zu ihrer Herstellung |
US7100446B1 (en) | 2004-07-20 | 2006-09-05 | The Regents Of The University Of California | Distributed-mass micromachined gyroscopes operated with drive-mode bandwidth enhancement |
DE112005002196B4 (de) * | 2004-09-27 | 2023-12-21 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Drehratensensor |
WO2006126253A1 (ja) * | 2005-05-24 | 2006-11-30 | Japan Aerospace Exploration Agency | ジャイロスコープ |
JP4874067B2 (ja) * | 2006-02-07 | 2012-02-08 | セイコーインスツル株式会社 | 角速度センサ |
JP4310325B2 (ja) * | 2006-05-24 | 2009-08-05 | 日立金属株式会社 | 角速度センサ |
DE102006046772A1 (de) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Siemens Ag | Anordnung zur Messung einer Drehrate mit einem Vibrationssensor |
DE102007017209B4 (de) * | 2007-04-05 | 2014-02-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Mikromechanischer Inertialsensor zur Messung von Drehraten |
WO2009087858A1 (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 角速度センサ |
FI122397B (fi) * | 2008-04-16 | 2011-12-30 | Vti Technologies Oy | Värähtelevä mikromekaaninen kulmanopeusanturi |
DE102009001244A1 (de) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Sensordynamics Ag | Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse |
US8534127B2 (en) * | 2009-09-11 | 2013-09-17 | Invensense, Inc. | Extension-mode angular velocity sensor |
-
2008
- 2008-06-27 DE DE102008002748A patent/DE102008002748A1/de not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-06-25 KR KR1020117001949A patent/KR101665021B1/ko active IP Right Grant
- 2009-06-25 CN CN200980124429.9A patent/CN102077054B/zh active Active
- 2009-06-25 JP JP2011515393A patent/JP5560451B2/ja active Active
- 2009-06-25 EP EP09769333.7A patent/EP2294359B1/de active Active
- 2009-06-25 CA CA2729111A patent/CA2729111C/en active Active
- 2009-06-25 WO PCT/EP2009/058000 patent/WO2009156485A1/de active Application Filing
- 2009-06-25 US US13/001,126 patent/US8429970B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19982627C2 (de) * | 1998-06-22 | 2003-04-17 | Tokai Rika Co Ltd | Zweiachsiger Giersensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
WO2000029855A1 (en) * | 1998-10-14 | 2000-05-25 | Irvine Sensors Corporation | Multi-element micro-gyro |
WO2002103364A2 (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-27 | Microsensors, Inc. | Angular rate sensor having a sense element constrained to motion about a single axis and flexibly attached to a rotary drive mass |
EP1832841A1 (de) * | 2006-03-10 | 2007-09-12 | STMicroelectronics S.r.l. | Mikroelektromechanische integrierte Sensorstruktur mit Rotationsantriebsbewegung |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
"Design and dynamics of an innovative micro-gyroscop against coupling effects" von Nan-Chyuan Tsai |
D. Wood et al. in dem Artikel "A monolithic silicone gyroscope capable of sensing about three axes simultaneously" 1996 |
NAN-CHYUAN,T.,et.al.:Design and dynamics of an innovative micro gyroscope against coupling effects.Microsys Technol,2008,14,S.295-306 * |
WOOD D.,et.al.:A Monolithic Silicon Gyroscope Capable of Sensing About Three Axes Sumultaneously.In:1996 The Institution of Electrical Engineers.Printed and published by the IEE.Savoy Place ,London WC2R,OBL,UK * |
WOOD D.,et.al.:A Monolithic Silicon Gyroscope Capable of Sensing About Three Axes Sumultaneously.In:1996 The Institution of Electrical Engineers.Printed and published by the IEE.Savoy Place ,London WC2R,OBL,UK NAN-CHYUAN,T.,et.al.:Design and dynamics of an innovative micro gyroscope against coupling effects.Microsys Technol,2008,14,S.295-306 |
Cited By (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009001248B4 (de) * | 2009-02-27 | 2020-12-17 | Hanking Electronics, Ltd. | MEMS-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse |
DE102009061797B3 (de) * | 2009-02-27 | 2020-12-10 | Hanking Electronics, Ltd. | MEMS-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y-, oder z-Achse |
US10551193B2 (en) | 2009-09-11 | 2020-02-04 | Invensense, Inc. | MEMS device with improved spring system |
US9891053B2 (en) | 2009-09-11 | 2018-02-13 | Invensense, Inc. | MEMS device with improved spring system |
US9683844B2 (en) | 2009-09-11 | 2017-06-20 | Invensense, Inc. | Extension-mode angular velocity sensor |
US9097524B2 (en) | 2009-09-11 | 2015-08-04 | Invensense, Inc. | MEMS device with improved spring system |
US9157740B2 (en) * | 2010-04-20 | 2015-10-13 | Maxim Integrated Products, Inc. | Micro-gyroscope for detecting motions |
US20130031977A1 (en) * | 2010-04-20 | 2013-02-07 | Maxim Integrated Gmbh | Micro-gyroscope for detecting motions |
CN103026172A (zh) * | 2010-04-20 | 2013-04-03 | 玛克西姆综合公司 | 用于探测运动的微陀螺仪 |
US9857175B2 (en) | 2010-04-20 | 2018-01-02 | Hanking Electronics, Ltd. | Micro-gyroscope for detecting motions |
DE102010028005A1 (de) * | 2010-04-20 | 2011-10-20 | Sensordynamics Ag | Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Bewegungen |
CN103026172B (zh) * | 2010-04-20 | 2016-07-06 | 玛克西姆综合公司 | 用于探测运动的微陀螺仪 |
US9410805B2 (en) | 2010-04-30 | 2016-08-09 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Micromachined piezoelectric z-axis gyroscope |
US10209072B2 (en) | 2010-04-30 | 2019-02-19 | Snaptrack Inc. | Stacked lateral overlap transducer (SLOT) based three-axis accelerometer |
US9032796B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-05-19 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Stacked lateral overlap transducer (SLOT) based three-axis accelerometer |
US9459099B2 (en) | 2010-04-30 | 2016-10-04 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Micromachined piezoelectric x-axis gyroscope |
US9605965B2 (en) | 2010-04-30 | 2017-03-28 | Snaptrack, Inc. | Micromachined piezoelectric x-axis gyroscope |
US9021880B2 (en) | 2010-04-30 | 2015-05-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Micromachined piezoelectric three-axis gyroscope and stacked lateral overlap transducer (slot) based three-axis accelerometer |
WO2011136969A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Micromachined piezoelectric z-axis gyroscope |
US8584522B2 (en) | 2010-04-30 | 2013-11-19 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Micromachined piezoelectric x-axis gyroscope |
US8516887B2 (en) | 2010-04-30 | 2013-08-27 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Micromachined piezoelectric z-axis gyroscope |
US8516886B2 (en) | 2010-04-30 | 2013-08-27 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Micromachined piezoelectric X-Axis gyroscope |
US9151611B2 (en) | 2011-12-28 | 2015-10-06 | Maxim Integrated Products, Inc. | Micro rate of rotation sensor and method for operating a micro rate of rotation sensor |
DE102011057081A1 (de) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Maxim Integrated Products, Inc. | Mikro-Drehratensensor und Verfahren zum Betreiben eines Mikro-Drehratensensors |
US9784580B2 (en) | 2011-12-28 | 2017-10-10 | Hanking Electronics Ltd. | Micro rate of rotation sensor and method for operating a micro rate of rotation sensor |
EP3696501A1 (de) * | 2019-02-15 | 2020-08-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ausgeglichenes mehrachsiges gyroskop |
CN111578922A (zh) * | 2019-02-15 | 2020-08-25 | 株式会社村田制作所 | 平衡多轴陀螺仪 |
US11060866B2 (en) | 2019-02-15 | 2021-07-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Balanced multiaxis gyroscope |
CN111578922B (zh) * | 2019-02-15 | 2023-07-21 | 株式会社村田制作所 | 平衡多轴陀螺仪 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8429970B2 (en) | 2013-04-30 |
EP2294359B1 (de) | 2017-08-02 |
CA2729111C (en) | 2017-03-21 |
WO2009156485A1 (de) | 2009-12-30 |
CN102077054A (zh) | 2011-05-25 |
EP2294359A1 (de) | 2011-03-16 |
JP2011525976A (ja) | 2011-09-29 |
JP5560451B2 (ja) | 2014-07-30 |
CA2729111A1 (en) | 2009-12-30 |
KR101665021B1 (ko) | 2016-10-11 |
US20110094301A1 (en) | 2011-04-28 |
KR20110036741A (ko) | 2011-04-08 |
CN102077054B (zh) | 2013-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2294359B1 (de) | Mikro-gyroskop | |
DE102009001248A1 (de) | MEMS-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse | |
DE102011057081A1 (de) | Mikro-Drehratensensor und Verfahren zum Betreiben eines Mikro-Drehratensensors | |
EP2475960B1 (de) | Doppelaxialer, schockrobuster, drehratensensor mit ineinanderliegenden, linear schwingenden seismischen elementen | |
DE102009002066A1 (de) | Verfahren zum Erfassen von Beschleunigungen und Drehraten sowie MEMS-Sensor | |
EP2435788B1 (de) | Mikro-gyroskop zur ermittlung von rotationsbewegungen um mindestens eine von drei senkrecht aufeinanderstehenden raumachsen | |
DE102011057032B4 (de) | Mikro-Gyroskop und Verfahren zum Betreiben eines Mikro-Gyroskops | |
DE102012219511A1 (de) | Mikromechanische Struktur | |
DE102011056971A1 (de) | Mikromechanischer Coriolis-Drehratensensor | |
DE60033635T2 (de) | Stimmgabelumdrehungsmesser | |
DE102008042369B4 (de) | Koppelstruktur für eine Drehratensensorvorrichtung, Drehratensensorvorrichtung und Herstellungsverfahren | |
DE102009027897A1 (de) | Mikromechanischer Drehratensensor | |
DE112011103124T5 (de) | Biegelager zum Verringern von Quadratur für mitschwingende mikromechanische Vorrichtungen | |
DE102009002702A1 (de) | Mikromechanischer Sensor | |
EP2401579B1 (de) | Mikro-elektro-mechanischer sensor | |
DE102008001863A1 (de) | Beschleunigungssensor mit umgreifender seismischer Masse | |
DE102015117094A1 (de) | MEMS-Drehratensensor | |
EP2997329A1 (de) | Drehratensensor und verfahren zum betrieb eines drehratensensors | |
EP3377855B1 (de) | Mikromechanischer drehratensensor und verfahren zu dessen herstellung | |
WO2018189249A1 (de) | Verfahren und eine vorrichtung zur messung von rotorblattbewegungen eines fluggerätes | |
DE4431232C2 (de) | Integrierbares Feder-Masse-System | |
DE102016216938A1 (de) | Mikrospiegelvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Mikrospiegelvorrichtung | |
DE102018208326A1 (de) | Drehratensensor mit einem, eine Haupterstreckungsebene aufweisenden Substrat und mindestens einem Massenschwinger | |
DE102015107254A1 (de) | Stoßfestes integriertes mehrachsiges Gyroskop | |
EP2957862B1 (de) | Sensorvorrichtung und verfahren zum betreiben einer sensorvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: CANZLER & BERGMEIER PATENTANWAELTE, 85055 INGOLSTA Representative=s name: CANZLER & BERGMEIER PATENTANWAELTE, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HANKING ELECTRONICS, LTD, SOLON, US Free format text: FORMER OWNER: SENSORDYNAMICS AG, LEBRING, AT Effective date: 20111214 Owner name: HANKING ELECTRONICS, LTD., SOLON, US Free format text: FORMER OWNER: SENSORDYNAMICS AG, LEBRING, AT Effective date: 20111214 Owner name: MAXIM INTEGRATED GMBH, AT Free format text: FORMER OWNER: SENSORDYNAMICS AG, LEBRING, AT Effective date: 20111214 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE CANZLER & BERGMEIER PARTNERSCHA, DE Effective date: 20111214 Representative=s name: CANZLER & BERGMEIER PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20111214 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HANKING ELECTRONICS, LTD, SOLON, US Free format text: FORMER OWNER: SENSORDYNAMICS GMBH, GRAZ, AT Effective date: 20120510 Owner name: HANKING ELECTRONICS, LTD., SOLON, US Free format text: FORMER OWNER: SENSORDYNAMICS GMBH, GRAZ, AT Effective date: 20120510 Owner name: MAXIM INTEGRATED GMBH, AT Free format text: FORMER OWNER: SENSORDYNAMICS GMBH, GRAZ, AT Effective date: 20120510 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE CANZLER & BERGMEIER PARTNERSCHA, DE Effective date: 20120510 Representative=s name: CANZLER & BERGMEIER PATENTANWAELTE, DE Effective date: 20120510 |
|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HANKING ELECTRONICS, LTD, SOLON, US Free format text: FORMER OWNER: MAXIM INTEGRATED GMBH, LEBRING, AT Owner name: HANKING ELECTRONICS, LTD., SOLON, US Free format text: FORMER OWNER: MAXIM INTEGRATED GMBH, LEBRING, AT |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE CANZLER & BERGMEIER PARTNERSCHA, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |