DE102008040567B4 - Method for operating a sensor module and a sensor module - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Sensormoduls (1) mit einer ersten Elektrode (2), einer zweiten Elektrode (3) und einer Kapazität-Erfassungseinrichtung, wobei eine der ersten und zweiten Elektrode (2, 3) relativ zur anderen der ersten und zweiten Elektrode (2, 3) beweglich angeordnet ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) eine elektrische erste Testspannung (20) angelegt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt eine elektrische erste Kapazität (10) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung gemessen wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) eine elektrische zweite Testspannung (21) angelegt wird und wobei in einem vierten Verfahrensschritt eine elektrische zweite Kapazität (11) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem fünften Verfahrensschritt in Abhängigkeit der ersten und der zweiten Kapazität (10, 11) eine elektrische Offsetspannung (30) des Sensormoduls (1) ermittelt wird.

Figure DE102008040567B4_0000
Method for operating a sensor module (1) with a first electrode (2), a second electrode (3) and a capacitance detection device, wherein one of the first and second electrodes (2, 3) is relative to the other of the first and second electrodes (2 , 3) is movably arranged, wherein in a first method step between the first and the second electrode (2, 3) an electrical first test voltage (20) is applied, wherein in a second method step an electrical first capacitance (10) between the first and the second electrode (2, 3) is measured by means of the capacitance detection device, in a third method step between the first and the second electrode (2, 3) an electrical second test voltage (21) is applied and in a fourth method step an electrical second capacitance (11) between the first and the second electrode (2, 3) is measured by means of the capacitance detection device, characterized in that In a fifth method step, an electrical offset voltage (30) of the sensor module (1) is determined as a function of the first and second capacitance (10, 11).
Figure DE102008040567B4_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a method according to the preamble of claim 1.

Solche Verfahren sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 103 50 536 B3 ein Verfahren zur Verringerung des Einflusses des Substratpotentials auf das Ausgangssignal eines mikromechanischen Sensors, insbesondere eines Beschleunigungssensors, mit einer über einem Substrat angeordneten ersten Kapazität und einer zweiten Kapazität bekannt, wobei die beiden Kapazitäten eine gemeinsame, beweglich gelagerte Mittelelektrode aufweisen, wobei zur Erfassung einer dynamischen Größe wie beispielsweise einer Beschleunigung aufgrund einer Krafteinwirkung auf die Mittelelektrode nach einem differenzkapazitiven Messprinzip getaktete Potentiale auf Elektroden der Kapazitäten derart angelegt werden, dass in ein mindestens einen Messtakt aufweisendes Taktschema während des Messtaktes eine positive Spannung auf die erste Außenelektrode und eine negative Spannung auf die zweite Außenelektrode beaufschlagt wird und wobei das Taktschema mindestens einen Kompensationstakt aufweist, wobei während des mindestens einen Kompensationstaktes eine negative Spannung auf die erste Außenelektrode und eine positive Spannung auf die zweite Außenelektrode beaufschlagt wird. Die Kompensationstakte dienen dazu, den Einfluss des Substratpotentials auf das Ausgangssignal des mikromechanischen Sensor zu reduzieren, so dass die Auswirkungen insbesondere von Drifterscheinungen im Substrat, welche aus unkontrollierten Veränderungen der elektrischen Ladungsmenge über die Zeit resultieren, auf das Ausgangssignal verringert werden. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der beweglichen dritten Elektrode zwischen zwei Außenelektroden ist dieses Verfahren nachteiligerweise nicht für eine senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats sensitiven Wippenstruktur geeignet, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene nur zwei gegenüberliegende Elektroden aufweist.Such methods are well known. For example, from the publication DE 103 50 536 B3 a method for reducing the influence of the substrate potential on the output signal of a micromechanical sensor, in particular an acceleration sensor, with a first capacitance arranged above a substrate and a second capacitance known, the two capacitances having a common, movably mounted central electrode, with a dynamic Size such as an acceleration due to a force acting on the center electrode according to a differential capacitive measuring principle, pulsed potentials are applied to electrodes of the capacitances in such a way that a positive voltage on the first outer electrode and a negative voltage on the second in a clock pattern having at least one measuring cycle during the measuring cycle Outer electrode is applied and wherein the clock scheme has at least one compensation clock, wherein a negative voltage on the first outer electrode during the at least one compensation clock trode and a positive voltage is applied to the second outer electrode. The compensation clocks are used to reduce the influence of the substrate potential on the output signal of the micromechanical sensor, so that the effects, in particular of drift phenomena in the substrate, which result from uncontrolled changes in the amount of electrical charge over time, on the output signal are reduced. Due to the symmetrical arrangement of the movable third electrode between two outer electrodes, this method is disadvantageously unsuitable for a rocker structure which is sensitive perpendicular to the main plane of extension of the substrate and has only two opposing electrodes perpendicular to the main plane of extension.

Ferner ist aus der Druckschrift DE 100 49 462 A1 ein Verfahren zum elektrischen Nullpunktabgleich für ein mikromechanisches Bauelement mit einer ersten über einem Substrat fest aufgehängten Kondensatorelektrode, einer zweiten über dem Substrat fest aufgehängten Kondensatorelektrode und einer dritten dazwischen angeordneten über dem Substrat federnd auslenkbar aufgehängten Kondensatorelektrode und einer Differenzkapazitäts-Erfassungseinrichtung bekannt, wobei die Differenzkapazitäts-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Differenzkapazität der Kapazitäten der derart gebildeten veränderlichen Kondensatoren mit den Schritten Anlegen eines ersten elektrischen Potentials an die erste Kondensatorelektrode, Anlegen eines zweiten Potentials an die zweiten Kondensatorelektrode, Anlegen eines dritten Potentials an die dritte Kondensatorelektrode und Anlegen eines vierten Potentials an das Substrat vorgesehen ist, wobei das an das Substrat angelegte vierte elektrische Potential zum elektrischen Nullpunktabgleich für den Betrieb der Differenzkapazitäts-Erfassungseinrichtung verändert wird. Dieses Verfahren ist nachteiligerweise nicht zum Abgleich einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats sensitiven Wippenstruktur geeignet, welche senkrecht zur Haupterstreckungsebene nur zwei gegenüberliegende Elektroden aufweist. Ferner wird ein Verfahren zur Bestimmung der Offsetspannung nicht offenbart.Furthermore, from the publication DE 100 49 462 A1 a method for electrical zero point adjustment for a micromechanical component with a first capacitor electrode fixedly suspended above a substrate, a second capacitor electrode fixedly suspended above the substrate and a third capacitor electrode arranged between them and resiliently deflectable suspended above the substrate and a differential capacitance detection device known, wherein the differential capacitance Detection device for detecting a differential capacitance of the capacitances of the variable capacitors formed in this way with the steps of applying a first electrical potential to the first capacitor electrode, applying a second potential to the second capacitor electrode, applying a third potential to the third capacitor electrode and applying a fourth potential to the substrate is provided, the fourth electrical potential applied to the substrate for electrical zero point adjustment for operating the difference k capacity detection device is changed. Disadvantageously, this method is not suitable for aligning a rocker structure which is sensitive perpendicular to the main extension plane of the substrate and which has only two opposing electrodes perpendicular to the main extension plane. Furthermore, a method for determining the offset voltage is not disclosed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Sensormoduls und das erfindungsgemäße Sensormodul gemäß den unabhängigen Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass in vergleichsweise einfacher Weise die Offsetspannung insbesondere eines senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Substrats sensitiven Sensormoduls vergleichsweise präzise bestimmbar ist. Die vergleichsweise genaue Bestimmung der Offsetspannung ermöglicht eine vergleichsweise genaue Kompensation der Offsetspannung, so dass in besonders vorteilhafter Weise die Einflüsse von Ladungsdriften, welche aus unkontrollierten Veränderungen der elektrischen Ladungsmenge über die Zeit resultieren, und/oder von herstellungsbedingten Abweichungen im Sensordesign, welche durch Prozessschwankungen verursacht werden, auf ein Mess- bzw. Ausgangssignal des Sensormoduls in erheblicher Weise reduziert werden. Diese Reduktion führt zur einer deutlichen Erhöhung der Messgenauigkeit des Sensormoduls bei der Detektion von auf die bewegliche Elektrode wirkenden Beschleunigungskräften durch eine Vermessung der Messkapazitätsänderung zwischen der beweglichen und der nicht beweglichen Elektrode mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die genaue Bestimmung der Offsetspannung auch während einer gleichzeitigen Auslenkung der beweglichen Elektrode aus einer Nulllage und relativ zur nicht beweglichen Elektrode durch eine auf die bewegliche Elektrode wirkende Beschleunigungskraft, so dass besonders vorteilhaft die Bestimmung der Offsetspannung auch im laufenden Betrieb des Sensormoduls insbesondere während eingeschobenen Offsetspannungsermittelungstakten ermöglicht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Offsetspannung lediglich die vergleichsweise einfach zu messende erste und zweite Kapazität als gemessene Eingabeparameter und vorzugsweise lediglich die erste und zweite Testspannung als bekannte Eingabeparameter benötigt, so dass neben den für den bekannten Messbetrieb des Sensormoduls benötigten Bauelementen, wie erste Elektrode, zweite Elektrode und Kapazitäts-Erfassungseinrichtung, keine zusätzlichen Bauelemente zur Bestimmung der Offsetspannung benötigt werden. Die Kosten für die Herstellung und den Abgleich des erfindungsgemäßen Sensormodul sind somit im Vergleich zum Stand der Technik deutlich geringer.The inventive method for operating a sensor module and the inventive sensor module according to the independent claims have the advantage over the prior art that the offset voltage, in particular of a sensor module that is sensitive perpendicular to the main extension plane of the substrate, can be determined comparatively precisely in a comparatively simple manner. The comparatively precise determination of the offset voltage enables a comparatively precise compensation of the offset voltage, so that in a particularly advantageous manner the influences of charge drifts, which result from uncontrolled changes in the amount of electrical charge over time, and / or from manufacturing-related deviations in the sensor design, which are caused by process fluctuations are reduced to a measurement or output signal of the sensor module in a considerable way. This reduction leads to a significant increase in the measuring accuracy of the sensor module when detecting acceleration forces acting on the movable electrode by measuring the change in measuring capacitance between the movable and the immovable electrode by means of the capacitance detection device. In particular, the method according to the invention enables the exact determination of the offset voltage even during a simultaneous deflection of the movable electrode from a zero position and relative to the immovable electrode by an acceleration force acting on the movable electrode, so that it is particularly advantageous to determine the offset voltage even while the sensor module is in operation is made possible in particular during inserted offset voltage determination clocks. Another advantage is that the method according to the invention for determining the offset voltage only uses the first and second capacitance, which can be measured comparatively easily, as measured input parameters and preferably only the first and second test voltage as known input parameters are required, so that in addition to the components required for the known measuring operation of the sensor module, such as first electrode, second electrode and capacitance detection device, no additional components are required to determine the offset voltage. The costs for the production and the adjustment of the sensor module according to the invention are therefore significantly lower compared to the prior art.

Vorteilhaft Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zu entnehmen.Advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims and the description with reference to the drawings.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im ersten Verfahrensschritt eine bezüglich einer Referenzspannung negative erste Testspannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angelegt wird und im dritten Verfahrensschritt eine bezüglich einer Referenzspannung positive zweite Testspannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angelegt wird, wobei die Referenzspannung bevorzugt das elektrische Potential des Substrats umfasst bzw. mit dem Substrat auf gleichem elektrischen Potential liegt und/oder Groundpotential umfasst. Durch eine umgekehrte bzw. gegenpolige Beschaltung der ersten und zweiten Elektrode im ersten und dritten Verfahrensschritt ist besonders vorteilhaft der Einfluss von Driftladungen auf die im zweiten und vierten Verfahrensschritt gemessene erste und zweite Kapazität möglich, wobei der Betrag der ersten und zweiten Testspannung besonders bevorzugt jeweils größer als der Betrag der Offsetspannung gewählt ist. Besonders vorteilhaft liegt somit die zu bestimmende Offsetspannung zwischen der ersten und der zweiten Testspannung, so dass eine Auswertung der Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik der ersten Testspannung mit der ersten Kapazität und der zweiten Testspannung mit der zweiten Kapazität einen Rückschluss auf die Lage der Offsetspannung zwischen der ersten und zweiten Testspannung erlaubt.According to a preferred development it is provided that in the first method step a first test voltage negative with respect to a reference voltage is applied between the first and the second electrode and in the third method step a second test voltage positive with respect to a reference voltage is applied between the first and the second electrode, the Reference voltage preferably comprises the electrical potential of the substrate or is at the same electrical potential with the substrate and / or comprises ground potential. By connecting the first and second electrodes in the first and third method step in reverse or opposite polarity, the influence of drift charges on the first and second capacitance measured in the second and fourth method step is particularly advantageous, with the magnitude of the first and second test voltage particularly preferably being greater in each case is chosen as the amount of offset voltage. The offset voltage to be determined is therefore particularly advantageously between the first and the second test voltage, so that an evaluation of the capacitance-voltage characteristic of the first test voltage with the first capacitance and the second test voltage with the second capacitance draws a conclusion about the position of the offset voltage between the first and second test voltage allowed.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem ersten Teilschritt des fünften Verfahrensschritts mittels der ersten und der zweiten Kapazität eine Kennlinie und insbesondere eine Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie des Sensormoduls bestimmt wird und/oder in einem zweiten Teilschritt des fünften Verfahrensschrittes die Offsetspannung aus einer Verschiebung der Kennlinie und insbesondere eines Scheitelpunktes der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie bestimmt wird. Besonders vorteilhaft ist somit allein durch die Messung der ersten und zweiten Kapazität zusammen mit der Kenntnis der ersten und zweiten Testspannung die Lage der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie in einem Kapazitäts-Spannung-Diagramm vollständig bestimmbar. Die Verschiebung des Scheitelpunktes der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie gegenüber der Referenzspannung im Kapazitäts-Spannung-Diagramm ist ein Maß für die Verschiebung der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie bzw. des Ausgangssignals des Sensormoduls aufgrund von Ladungsdriften und/oder von herstellungsbedingten Abweichungen im Sensordesign und umfasst somit die Offsetspannung.According to a further preferred development, it is provided that in a first sub-step of the fifth method step a characteristic curve and in particular a capacitance-voltage characteristic curve of the sensor module is determined by means of the first and second capacitance and / or the offset voltage is determined in a second sub-step of the fifth method step a shift in the characteristic curve and in particular an apex of the capacitance-voltage characteristic curve is determined. It is particularly advantageous that the position of the capacitance-voltage characteristic curve in a capacitance-voltage diagram can be completely determined solely by measuring the first and second capacitance together with the knowledge of the first and second test voltage. The shift of the apex of the capacitance-voltage characteristic curve compared to the reference voltage in the capacitance-voltage diagram is a measure of the displacement of the capacitance-voltage characteristic curve or the output signal of the sensor module due to charge drifts and / or manufacturing-related deviations in the sensor design and includes thus the offset voltage.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem sechsten Verfahrensschritt eine Kompensationsspannung zur Kompensation der Offsetspannung bestimmt wird. Vorteilhaft wird die die Bestimmung der Offsetspannung die Bestimmung einer Kompensationsspannung ermöglicht, wobei die Kompensationsspannung besonders vorteilhaft die Verschiebung des Scheitelpunkts gegenüber der Referenzspannung derart kompensiert, dass die Lage des Scheitelpunkts im Kapazitäts-Spannung-Diagramm im Wesentlichen der Lage der Referenzspannung im Kapazitäts-Spannung-Diagramm entspricht.According to a further preferred development, it is provided that a compensation voltage for compensating the offset voltage is determined in a sixth method step. The determination of the offset voltage advantageously enables the determination of a compensation voltage, the compensation voltage particularly advantageously compensating for the shift of the apex with respect to the reference voltage in such a way that the position of the apex in the capacitance-voltage diagram essentially corresponds to the position of the reference voltage in the capacitance-voltage diagram. Diagram corresponds.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem siebten Verfahrensschritt die Kompensationsspannung, insbesondere mittels Kompensationsspannungspulsen, zwischen der ersten und/oder der zweiten Elektrode angelegt wird, wobei die Kompensationsspannungspulse vorzugsweise in der spannungsabhängigen Pulshöhe und/oder in der zeitabhängigen Pulsbreite zur Kompensation der Offsetspannung variiert werden. Die Ladungsdriften führen zu einer Offsetspannung an den Elektroden und somit zu einer Offsetauslenkung der beweglichen Elektrode aus der Nulllage unabhängig von auf die bewegliche Elektrode wirkenden Beschleunigungskräften. Dadurch wird der Messbereich des Sensormoduls eingeschränkt, da die begrenzte maximale Auslenkung der beweglichen Elektrode durch die schon vorhandene Offsetauslenkung reduziert wird. Die Kompensation dieser Offsetspannung führt in vorteilhafter Weise zu einer Unterdrückung der Offsetauslenkung und somit zur Vergrößerung des Messbereichs. Eine Anpassung der Kompensationsspannungspulse insbesondere an die Offsetspannung erfolgt in vergleichsweise einfacher Weise mittels der Variation der Pulshöhen und/oder der Pulsbreiten.According to a further preferred development, it is provided that in a seventh method step the compensation voltage, in particular by means of compensation voltage pulses, is applied between the first and / or the second electrode, the compensation voltage pulses preferably in the voltage-dependent pulse height and / or in the time-dependent pulse width to compensate for the Offset voltage can be varied. The charge drifts lead to an offset voltage at the electrodes and thus to an offset deflection of the movable electrode from the zero position, regardless of the acceleration forces acting on the movable electrode. This restricts the measuring range of the sensor module, since the limited maximum deflection of the movable electrode is reduced by the already existing offset deflection. The compensation of this offset voltage leads in an advantageous manner to a suppression of the offset deflection and thus to an enlargement of the measuring range. An adaptation of the compensation voltage pulses, in particular to the offset voltage, takes place in a comparatively simple manner by means of the variation of the pulse heights and / or the pulse widths.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem achten Verfahrensschritt eine elektrische Messkapazität zwischen der ersten und der zweiten Elektrode mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung bestimmt wird, wobei die Messkapazität abhängig von einer Auslenkung der ersten Elektrode relativ zur zweiten Elektrode ist. Besonders vorteilhaft wird im achten Verfahrensschritt eine durch die Auslenkungsbewegung der beweglichen Elektrode erzeugte Kapazitätsänderung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung gemessen, so dass eine die bewegliche Elektrode aus der Nulllage auslenkende Beschleunigungskraft detektierbar bzw. quantifizierbar ist.According to a further preferred development, it is provided that in an eighth method step an electrical measuring capacitance between the first and the second electrode is determined by means of the capacitance detection device, the measuring capacitance being dependent on a deflection of the first electrode relative to the second electrode. In the eighth method step, a change in capacitance between the first and the second generated by the deflection movement of the movable electrode is particularly advantageous Electrode measured by means of the capacitance detection device, so that an acceleration force deflecting the movable electrode from the zero position can be detected or quantified.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der siebte und der achte Verfahrensschritt zumindest zeitweise mehrfach abwechselnd und taktweise aufeinanderfolgend durchgeführt werden, wobei besonders bevorzugt zwischen dem achten und siebten Verfahrensschritt jeweils der fünfte und sechste Verfahrensschritt durchgeführt wird. Der achte Verfahrensschritt wird in vorteilhafter Weise zeitlich nach dem siebten Verfahrensschritt durchgeführt, so dass zeitlich nach dem Anlegen der Kompensationsspannung zwischen die erste und zweite Elektrode zur Unterdrückung der Offsetauslenkung das eigentliche Messverfahren zur Bestimmung der Messkapazität in Abhängikeit einer trägheitsbedingten Auslenkungsbewegung der beweglichen Elektrode ohne Fehlereinflüsse durch Ladungsdriften und/oder Sensordesignabweichungen durchführbar ist. Besonders vorteilhaft werden der siebte und achte Verfahrensschritt taktweise nacheinander durchgeführt, so dass jedem Messtakt zur Bestimmung der Messkapazität ein Offsetunterdrückungstakt zum Anlegen der Kompensationsspannung zeitlich vorausgeht. Besonders vorteilhaft wird zwischen bevorzugt zeitlich vor dem siebten Verfahrensschritt der fünfte und sechste Verfahrensschritt durchgeführt, so dass die Offsetspannung und daraus die Kompensationsspannung zur Erhöhung der Messgenauigkeit des Sensormoduls über die Zeit in jedem Takt neu ermittelt wird.According to a further preferred development, it is provided that the seventh and the eighth method step are carried out at least at times several times, alternately and in cycles, the fifth and sixth method step being carried out particularly preferably between the eighth and seventh method step. The eighth method step is advantageously carried out after the seventh method step, so that the actual measuring method for determining the measuring capacitance as a function of an inertia-related deflection movement of the movable electrode without any errors occurs after the compensation voltage has been applied between the first and second electrodes to suppress the offset deflection Charge drifts and / or sensor design deviations can be carried out. The seventh and eighth method steps are particularly advantageously carried out one after the other in cycles, so that an offset suppression cycle for applying the compensation voltage precedes each measurement cycle for determining the measurement capacitance. Particularly advantageously, the fifth and sixth method step is carried out between, preferably in time before the seventh method step, so that the offset voltage and, from this, the compensation voltage to increase the measurement accuracy of the sensor module is re-determined over time in each cycle.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Sensormodul, wobei das Sensormodul nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Sensormoduls betrieben wird. Wie oben bereits detailiert ausgeführt, ermöglicht das erfindungsgemäße Sensormodul betrieben durch das erfindungsgemäße Verfahren die Bestimmung der Offsetspannung mit den zum bekannten Messbetrieb des Sensormoduls ohnehin benötigten Bauteilen, wie die erste Elektrode, die zweite Elektrode und die Kapazitäts-Erfassungseinrichtung, so dass keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden. Die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Sensormoduls sind somit vergleichsweise gering.Another object of the present invention is a sensor module, the sensor module being operated according to one of the methods according to the invention for operating a sensor module. As already detailed above, the sensor module according to the invention, operated by the method according to the invention, enables the determination of the offset voltage with the components required anyway for the known measuring operation of the sensor module, such as the first electrode, the second electrode and the capacitance detection device, so that no additional components are required become. The production costs of the sensor module according to the invention are therefore comparatively low.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Sensormodul einen Beschleunigungssensor umfasst, wobei bevorzugt die erste und/oder die zweite Elektrode auf einem Substrat angeordnet sind und der Beschleunigungssensor zumindest in einer z-Richtung senkrecht zur einer Haupterstreckungsebene des Substrats sensitiv ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft sind somit senkrecht zur Haupterstreckungsebene wirkende Beschleunigungen mittels des Sensormoduls messbar.According to a preferred development it is provided that the sensor module comprises an acceleration sensor, the first and / or the second electrode preferably being arranged on a substrate and the acceleration sensor being designed to be sensitive at least in a z-direction perpendicular to a main plane of extent of the substrate. Accelerations acting perpendicular to the main extension plane can therefore be measured particularly advantageously by means of the sensor module.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Beschleunigungssensor eine Wippenstruktur aufweist, wobei die zweite Elektrode als eine gegenüber dem Substrat bewegliche Wippe ausgebildet ist und wobei die erste Elektrode parallel zur z-Richtung zumindest teilweise zwischen dem Substrat und der zweiten Elektrode angeordnet ist und wobei bevorzugt analog zur ersten Elektrode eine weitere erste Elektrode überlappend mit der zweiten Elektrode zwischen der zweiten Elektrode und dem Substrat angeordnet ist. Die Wippe weist insbesondere eine Rotationsachse und eine Massensymmetrieachse auf, wobei die Rotationsachse von der Massensymmetrieachse derart beabstandet ist, dass eine senkrecht zur Haupterstreckungsachse wirkende Beschleunigungskraft ein Drehmoment auf die Wippe ausübt und sich somit der Abstand zwischen der ersten und zweiten Elektrode bzw. zwischen der weiteren ersten und der zweiten Elektrode verändert. Die Abstandsänderung bewirkt eine Änderung der Messkapazität zwischen der ersten und der zweiten Elektrode und ist wie oben beschrieben mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung detektierbar und insbesondere quantifizierbar. Insbesondere bei der Herstellung derartiger Wippenstrukturen entstehen vergleichsweise viele Oberflächenladungen, welche zu einer Verfälschung des Ausgangssignals führen können. Deswegen ist gerade im Hinblick auf z-sensitive Sensormodule die beschriebene Kompensation der Offsetspannung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft.According to a further preferred development, it is provided that the acceleration sensor has a rocker structure, wherein the second electrode is designed as a rocker that is movable relative to the substrate and wherein the first electrode is arranged parallel to the z-direction at least partially between the substrate and the second electrode and wherein a further first electrode is preferably arranged, similarly to the first electrode, overlapping with the second electrode between the second electrode and the substrate. The rocker has in particular an axis of rotation and an axis of mass symmetry, the axis of rotation being spaced from the axis of mass symmetry in such a way that an acceleration force acting perpendicular to the main axis of extension exerts a torque on the rocker and thus the distance between the first and second electrode or between the other first and second electrodes changed. The change in distance causes a change in the measuring capacitance between the first and the second electrode and, as described above, can be detected and, in particular, quantified by means of the capacitance detection device. In particular, when such rocker structures are manufactured, a comparatively large number of surface charges arise, which can lead to a corruption of the output signal. For this reason, the described compensation of the offset voltage according to the method according to the invention is particularly advantageous with regard to z-sensitive sensor modules.

Elektrische Kapazität und elektrische Spannung im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst synonym auch alle physikalischen Größen, welche unmittelbar von der elektrischen Kapazität oder der elektrischen Spannung abhängen. Beispielsweise ist als elektrische Kapazität auch eine zur elektrischen Kapazität proportionale elektrische Spannung, ein elektrischer Strom und/oder eine elektrische Ladung zu verstehen.Electrical capacitance and electrical voltage in the context of the present invention also include synonymously all physical quantities that are directly dependent on electrical capacitance or electrical voltage. For example, an electrical voltage, an electrical current and / or an electrical charge is also to be understood as an electrical capacitance.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the description below.

FigurenlisteFigure list

Es zeigen

  • 1 eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2a und 2b eine schematische Darstellung einer Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 3 eine schematische Darstellung einer Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie mit einer Kompensationsspannung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 4a und 4b schematische Darstellungen eines getakteten Betriebs eines Sensormoduls gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Show it
  • 1 a schematic side view of a sensor module according to an exemplary embodiment of the present invention,
  • 2a and 2 B a schematic representation of a capacitance-voltage characteristic curve according to the exemplary embodiment of the present invention,
  • 3rd a schematic representation of a capacitance-voltage characteristic with a Compensation voltage according to the exemplary embodiment of the present invention and
  • 4a and 4b schematic representations of a clocked operation of a sensor module according to the exemplary embodiment of the present invention.

Ausführungsform der vorliegenden ErfindungEmbodiment of the present invention

In 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Sensormoduls 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das Sensormodul 1 ein Substrat 6 mit einer Haupterstreckungsebene 100, einer ersten Elektrode 2, einer weiteren ersten Elektrode 2' und einer zweiten Elektrode 3 aufweist. Die erste Elektrode 2 und die weitere erste Elektrode 2' sind parallel zur Haupterstreckungsrichtung 100 voneinander beabstandet auf dem Substrat 6 und parallel zur Haupterstreckungsebene 100 angeordnet und insbesondere parallel zur Haupterstreckungsrichtung gleich lang. Die erste Elektrode 2 und die weitere erste Elektrode 2' überlappen jeweils die zweite Elektrode 3 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100. Die zweite Elektrode 3 ist gegenüber dem Substrat 6, der ersten Elektrode 2 und der weiteren Elektrode 2' als bewegliche Wippe 7 einer Wippenstruktur 80 ausgebildet, wobei die Wippe 7 als drehbeweglich um eine Rotationsachse 80' parallel zur Haupterstreckungsebene 100 ausgebildet ist. Die Wippe 7 weist ferner eine zur Rotationsachse 80' parallele Massensymmetrieachse 80" auf, welche die miteinander fluchtenden Massenschwerpunkte der Wippe 7 senkrecht zur Rotationsachse 80' und in der Ebene der Wippe 7 miteinander verbindet. Die Massensymmetrieachse 80" ist zur Rotationsachse 80' derart beabstandet vorgesehen, dass eine Beschleunigung des Sensormoduls 1 senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 bzw. parallel zu einer z-Richtung 101 ein resultierendes Drehmoment der Wippe 7 um die Rotationsachse 80' bewirkt und sich somit sowohl ein erster Abstand 102 zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 2, 3, als auch ein zweiter Abstand 103 zwischen der weiteren ersten und der zweiten Elektrode 2', 3 verändern. Durch diese Veränderung werden die abstandsabhängigen elektrischen Kapazitäten zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 2, 3 und zwischen der weiteren ersten und der zweiten Elektrode 2', 3 verändert. Diese elektrischen Kapazitäten werden von einer nicht dargestellten Kapazitäts-Erfassungseinrichtung detektiert und quantifiziert. Durch eine Offsetspannung 30 beispielsweise bedingt durch Oberflächenladungsdriften auf der Wippe 7 wird eine elektrostatische Anziehung oder Abstoßung zwischen der Wippe 7 und dem Substrat 6, der ersten Elektrode 2 und/oder der weiteren ersten Elektrode 2' erzeugt, so dass die Wippe 7 aus ihrer Nulllage ausgelenkt wird. Durch Anlegen einer geeigneten Kompensationsspannung 30' an das Substrat und/oder an die erste, weitere erste und/oder zweite Elektrode 2, 2', 3 wird die Offsetspannung 30 zumindest zeitweise kompensiert und die Wippe 7 schwingt ohne Anwesenheit von Beschleunigung parallel zur z-Achse 101 in ihre Nulllage zurück. Die Sensoranordnung 1 umfasst insbesondere einem in z-Richtung sensitiven Beschleunigungssensor.In 1 Figure 3 is a schematic side view of a sensor module 1 illustrated according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the sensor module 1 a substrate 6th with a main plane of extent 100 , a first electrode 2 , another first electrode 2 ' and a second electrode 3rd having. The first electrode 2 and the further first electrode 2 ' are parallel to the main direction of extent 100 spaced apart on the substrate 6th and parallel to the main extension plane 100 arranged and in particular the same length parallel to the main direction of extent. The first electrode 2 and the further first electrode 2 ' each overlap the second electrode 3rd perpendicular to the main extension plane 100 . The second electrode 3rd is opposite the substrate 6th , the first electrode 2 and the other electrode 2 ' as a movable rocker 7th a rocker structure 80 formed, the rocker 7th as rotatable around an axis of rotation 80 ' parallel to the main extension plane 100 is trained. The seesaw 7th also has one to the axis of rotation 80 ' parallel axis of mass symmetry 80 " which are the aligned centers of gravity of the seesaw 7th perpendicular to the axis of rotation 80 ' and in the plane of the seesaw 7th connects with each other. The axis of mass symmetry 80 " is to the axis of rotation 80 ' so spaced that an acceleration of the sensor module 1 perpendicular to the main extension plane 100 or, parallel to a z-direction 101, a resulting torque of the rocker 7th around the axis of rotation 80 ' causes and thus both a first distance 102 between the first and second electrodes 2 , 3rd , as well as a second distance 103 between the further first and second electrodes 2 ' , 3rd change. As a result of this change, the distance-dependent electrical capacitances between the first and the second electrode 2 , 3rd and between the further first and second electrodes 2 ' , 3rd changed. These electrical capacitances are detected and quantified by a capacitance detection device (not shown). By an offset voltage 30th for example due to surface charge drift on the rocker 7th there will be an electrostatic attraction or repulsion between the rocker 7th and the substrate 6th , the first electrode 2 and / or the further first electrode 2 ' generated so that the seesaw 7th is deflected from its zero position. By applying a suitable compensation voltage 30 ' to the substrate and / or to the first, further first and / or second electrode 2 , 2 ' , 3rd becomes the offset voltage 30th at least temporarily compensated and the seesaw 7th swings back to its zero position parallel to the z-axis 101 without the presence of acceleration. The sensor arrangement 1 includes, in particular, an acceleration sensor that is sensitive in the z-direction.

In 2a ist eine schematische Darstellung einer typischen Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31 für ein Sensormodul 1 dargestellt, wobei die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31 parabelförmig in einem Kapazitäts-Spannungs-Diagramm dargestellt ist, wobei auf der Ordinate 201 eine elektrische Kapazität und auf der Abszisse 200 eine elektrische Spannung aufgetragen ist. In 2b ist eine schematische Darstellung einer Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31 gemäß 2a in einem Kapazitäts-Spannungs-Diagramm dargestellt ist, wobei auf der Ordinate 201 eine elektrische Kapazität und auf der Abszisse 200 eine elektrische Spannung aufgetragen ist. Die Lage der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31 im Kapazitäts-Spannungs-Diagramm ergibt sich aus einer ersten Kapazität 10 aufgetragen in Abhängigkeit einer ersten Testspannung 20 und einer zweiten Kapazität 11 aufgetragen in Abhängigkeit einer zweiten Testspannung 21. Dabei wird im ersten Verfahrensschritt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 2, 3 die erste Testspannung 20 angelegt und in einem darauffolgenden zweiten Verfahrensschritt die erste Kapazität 10 zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 2, 3 mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung gemessen. Analog wird in einem dritten Verfahrensschritt die zweite Testspannung 22 zwischen der ersten und zweiten Elektrode 2, 3 angelegt und in einem darauffolgenden vierten Verfahrensschritt die zweite Kapazität 22 zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 2, 3 gemessen. Durch die Bestimmung der Lage der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31 im Kapazitäts-Spannungs-Diagramm ergibt sich die Lage des Scheitelpunktes 50 der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31 im Kapazitäts-Spannungs-Diagramm in einem fünften Verfahrensschritt. Aus der Verschiebung 306 des Scheitelpunktes 50 zum Nullpunkt 305 der Abszisse 200 ergeben sich der Betrag und die Polarität der Offsetspannung 30. Die Kompensationsspannung 30' wird im sechsten Verfahrensschritt vorzugsweise derart gewählt, dass der Scheitelpunkt 50 auf dem Nullpunkt 305 liegt und die Offsetspannung 30 somit gerade kompensiert wird. Wie aus der 2b ersichtlich, ist die erste Testspannung 20 bezüglich einer als Nullpunkt 305 gewählten Referenzspannung negativ und die zweite Testspannung 21 positiv.In 2a is a schematic representation of a typical capacitance-voltage characteristic 31 for a sensor module 1 shown, with the capacitance-voltage characteristic 31 is shown parabolic in a capacitance-voltage diagram, with on the ordinate 201 an electrical capacitance and on the abscissa 200 an electrical voltage is applied. In 2 B is a schematic representation of a capacitance-voltage characteristic curve according to the exemplary embodiment of the present invention is shown, wherein the capacitance-voltage characteristic curve 31 according to 2a is shown in a capacitance-voltage diagram, with on the ordinate 201 an electrical capacitance and on the abscissa 200 an electrical voltage is applied. The position of the capacitance-voltage characteristic 31 in the capacitance-voltage diagram results from a first capacitance 10 applied as a function of a first test voltage 20th and a second capacity 11 applied as a function of a second test voltage 21st . In the first process step, there is between the first and the second electrode 2 , 3rd the first test voltage 20th applied and in a subsequent second process step the first capacity 10 between the first and second electrodes 2 , 3rd measured by means of the capacity detection device. The second test voltage is applied analogously in a third method step 22nd between the first and second electrodes 2 , 3rd applied and in a subsequent fourth process step the second capacity 22nd between the first and second electrodes 2 , 3rd measured. By determining the position of the capacitance-voltage characteristic 31 The position of the apex is shown in the capacitance-voltage diagram 50 the capacitance-voltage characteristic 31 in the capacitance-voltage diagram in a fifth process step. From the shift 306 of the vertex 50 to zero 305 the abscissa 200 the amount and the polarity of the offset voltage result 30th . The compensation voltage 30 ' is preferably selected in the sixth step in such a way that the vertex 50 on the zero point 305 and the offset voltage 30th is thus being compensated. As from the 2 B can be seen is the first test voltage 20th with respect to one as a zero point 305 selected reference voltage negative and the second test voltage 21st positive.

In 3 ist eine schematische Darstellung zweier Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien 31', 31" gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Kapazitäts-Spannungs-Kennlinien 31', 31" in einem Kapazitäts-Spannungs-Diagramm dargestellt sind, wobei auf der Ordinate 201 eine elektrische Kapazität und auf der Abszisse 202 eine elektrische Spannung aufgetragen ist. Die erste Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31' umfasst eine Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie mit einem durch Oberflächenladungsdriften um die Offsetspannung 30 zum Nullpunkt 305 verschobenen ersten Scheitelpunkt 55', wobei die zweite Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31" durch die gemäß des siebten Verfahrensschrittes angelegte Kompensationsspannung 30' derart parallel zur Abszisse 202 verschoben ist, dass der zweite Scheitelpunkt 55" im Wesentlichen auf dem Nullpunkt 305 liegt. Dadurch ist die Steigung der zweiten Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31" im Arbeitspunkt, welcher dem Nullpunkt 305 entspricht, im Wesentlichen null. Die zweite Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31" ist somit im Arbeitsbereich um den Arbeitspunkt deutlich flacher als die erste Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie 31', so dass der Einfluss beispielsweise von Oberflächenladungsdriften und/oder von Sensordesignabweichungen auf das Ausgangs- bzw. Messsignal des Sensormoduls deutlich geringer ist.In 3rd is a schematic representation of two capacitance-voltage characteristics 31 ' , 31 " illustrated according to the exemplary embodiment of the present invention, the capacitance-voltage characteristics 31 ' , 31 " are shown in a capacitance-voltage diagram, with on the ordinate 201 an electrical capacitance and on the abscissa 202 an electrical voltage is applied. The first capacitance-voltage curve 31 ' comprises a capacitance-voltage characteristic curve with a surface charge drift around the offset voltage 30th to zero 305 shifted first vertex 55 ' , where the second capacitance-voltage characteristic 31 " by the compensation voltage applied according to the seventh method step 30 ' so parallel to the abscissa 202 is shifted that the second vertex 55 " essentially at zero 305 lies. This is the slope of the second capacitance-voltage characteristic 31 " in the working point, which is the zero point 305 equals, essentially zero. The second capacitance-voltage curve 31 " is thus significantly flatter than the first capacitance-voltage characteristic curve in the working area around the working point 31 ' so that the influence of, for example, surface charge drifts and / or sensor design deviations on the output or measurement signal of the sensor module is significantly less.

In den 4a und 4b sind schematische Darstellungen eines getakteten Betriebs eines Sensormoduls 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei in 4a eine Vielzahl von unmittelbar aufeinanderfolgender Messtakte 401 zur taktweisen Vermessung der Messkapazität gemäß des achten Verfahrensschrittes mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung entlang eines Zeitstrahls 403 illustriert sind. Die Messtakte 401 weisen jeweils eine Taktlänge 400 auf. In der 4b sind zwischen den einzelnen Messtakten 401 Kompensationstakte 32 eingefügt, so dass nach jeder Bestimmung der Messkapazität gemäß des achten Verfahrensschrittes die Kompensationsspannung 30' gemäß des siebten Verfahrensschrittes zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 2, 3 angelegt wird. Die Taktlänge 400' umfasst daher jeweils sowohl einen Messtakt 401, als auch einen Kompensationstakt 32 und verdoppelt sich daher vorzugsweise gegenüber der in 4a dargestellten Taktlänge 400. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dieses Taktschema zusätzlich ein Offsetspannungsermittelungstakt umfassend den ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Verfahrensschritt und/oder ein Kompensationsspannungsermittelungstakt den sechsten Verfahrensschritt umfassen eingefügt werden.In the 4a and 4b are schematic representations of a clocked operation of a sensor module 1 according to the exemplary embodiment of the present invention, wherein in 4a a large number of consecutive measuring cycles 401 for intermittent measurement of the measuring capacitance according to the eighth method step by means of the capacitance detection device along a time line 403 are illustrated. The measuring cycles 401 each have a measure length 400 on. In the 4b are between the individual measuring cycles 401 Compensation cycles 32 inserted so that after each determination of the measuring capacitance according to the eighth method step the compensation voltage 30 ' according to the seventh method step between the first and the second electrode 2 , 3rd is created. The measure length 400 ' therefore each includes both a measuring cycle 401 , as well as a compensation cycle 32 and therefore preferably doubles compared to the in 4a cycle length shown 400 . In a preferred embodiment it is provided that an offset voltage averaging cycle comprising the first, second, third, fourth and fifth method step and / or a compensation voltage averaging cycle comprising the sixth method step are additionally inserted into this clock scheme.

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb eines Sensormoduls (1) mit einer ersten Elektrode (2), einer zweiten Elektrode (3) und einer Kapazität-Erfassungseinrichtung, wobei eine der ersten und zweiten Elektrode (2, 3) relativ zur anderen der ersten und zweiten Elektrode (2, 3) beweglich angeordnet ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) eine elektrische erste Testspannung (20) angelegt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt eine elektrische erste Kapazität (10) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung gemessen wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) eine elektrische zweite Testspannung (21) angelegt wird und wobei in einem vierten Verfahrensschritt eine elektrische zweite Kapazität (11) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem fünften Verfahrensschritt in Abhängigkeit der ersten und der zweiten Kapazität (10, 11) eine elektrische Offsetspannung (30) des Sensormoduls (1) ermittelt wird.Method for operating a sensor module (1) with a first electrode (2), a second electrode (3) and a capacitance detection device, wherein one of the first and second electrodes (2, 3) is relative to the other of the first and second electrodes (2 , 3) is movably arranged, wherein in a first method step between the first and the second electrode (2, 3) an electrical first test voltage (20) is applied, wherein in a second method step an electrical first capacitance (10) between the first and the second electrode (2, 3) is measured by means of the capacitance detection device, in a third method step between the first and the second electrode (2, 3) an electrical second test voltage (21) is applied and in a fourth method step an electrical second capacitance (11) between the first and the second electrode (2, 3) is measured by means of the capacitance detection device, characterized in that ss an electrical offset voltage (30) of the sensor module (1) is determined in a fifth method step as a function of the first and the second capacitance (10, 11). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrensschritt eine bezüglich einer Referenzspannung negative erste Testspannung (20) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2, 3) angelegt wird und im dritten Verfahrensschritt eine bezüglich einer Referenzspannung positive zweite Testspannung (21) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (2) angelegt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that in the first method step a first test voltage (20) negative with respect to a reference voltage is applied between the first and second electrodes (2, 3) and in the third method step a second test voltage (21) positive with respect to a reference voltage is applied between the first and second electrodes the second electrode (2) is applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Teilschritt des fünften Verfahrensschritts mittels der ersten und der zweiten Kapazität (10, 11) eine Kennlinie und insbesondere eine Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie (31) des Sensormoduls (1) bestimmt wird und/oder in einem zweiten Teilschritt des fünften Verfahrensschrittes die Offsetspannung (30) aus einer Verschiebung (306) der Kennlinie und insbesondere eines Scheitelpunktes (50) der Kapazitäts-Spannungs-Kennlinie (31) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a first sub-step of the fifth method step a characteristic curve and in particular a capacitance-voltage characteristic curve (31) of the sensor module (1) is determined by means of the first and second capacitors (10, 11) and / or in a second sub-step of the fifth method step, the offset voltage (30) is determined from a shift (306) of the characteristic curve and in particular an apex (50) of the capacitance-voltage characteristic curve (31). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem sechsten Verfahrensschritt eine Kompensationsspannung (30') zur Kompensation der Offsetspannung (30) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a sixth method step a compensation voltage (30 ') for compensating for the offset voltage (30) is determined. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem siebten Verfahrensschritt die Kompensationsspannung (30'), insbesondere mittels Kompensationsspannungspulsen, zwischen der ersten und/oder der zweiten Elektrode (2, 3) angelegt wird, wobei die Kompensationsspannungspulse vorzugsweise in der spannungsabhängigen Pulshöhe und/oder in der zeitabhängigen Pulsbreite zur Kompensation der Offsetspannung (30) variiert werden.Procedure according to Claim 4 , characterized in that in a seventh method step the compensation voltage (30 '), in particular by means of compensation voltage pulses, is applied between the first and / or the second electrode (2, 3), the compensation voltage pulses preferably in the voltage-dependent pulse height and / or in the time-dependent pulse width to compensate for the offset voltage (30) can be varied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem achten Verfahrensschritt eine elektrische Messkapazität zwischen der ersten und zweiten Elektrode (2, 3) mittels der Kapazitäts-Erfassungseinrichtung bestimmt wird, wobei die Messkapazität abhängig von einer Auslenkung (51) der ersten Elektrode (2) relativ zur zweiten Elektrode (3) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in an eighth method step an electrical measuring capacitance between the first and second electrodes (2, 3) is determined by means of the capacitance detection device, the measuring capacitance depending on a deflection (51) of the first electrode (2) is relative to the second electrode (3). Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der siebte und der achte Verfahrensschritt zumindest zeitweise mehrfach abwechselnd und taktweise aufeinanderfolgend durchgeführt werden, wobei besonders bevorzugt zwischen dem achten und siebten Verfahrensschritt jeweils der fünfte und sechste Verfahrensschritt durchgeführt wird.Procedure according to the Claims 5 and 6th , characterized in that the seventh and the eighth method step are carried out at least intermittently several times, alternately and in cycles, the fifth and sixth method step being carried out particularly preferably between the eighth and seventh method step. Sensormodul (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) zum Betrieb nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.Sensor module (1), characterized in that the sensor module (1) is provided for operation according to a method according to one of the preceding claims. Sensormodul (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (1) einen Beschleunigungssensor (1') umfasst, wobei bevorzugt die erste und/oder die zweite Elektrode (2, 3) auf einem Substrat (6) angeordnet sind und der Beschleunigungssensor (1') zumindest in einer z-Richtung (101) senkrecht zur einer Haupterstreckungsebene (100) des Substrats (6) sensitiv ausgebildet ist.Sensor module (1) Claim 8 , characterized in that the sensor module (1) comprises an acceleration sensor (1 '), the first and / or the second electrode (2, 3) preferably being arranged on a substrate (6) and the acceleration sensor (1') at least in a z-direction (101) perpendicular to a main extension plane (100) of the substrate (6) is designed to be sensitive. Sensormodul (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (1') eine Wippenstruktur (80) aufweist, wobei die zweite Elektrode (3) als eine gegenüber dem Substrat (6) bewegliche Wippe (7) ausgebildet ist und wobei die erste Elektrode (2) parallel zur z-Richtung (101) zumindest teilweise zwischen dem Substrat (6) und der zweiten Elektrode (3) angeordnet ist und wobei bevorzugt analog zur ersten Elektrode (2) eine weitere erste Elektrode (2') überlappend mit der zweiten Elektrode (3) zwischen der zweiten Elektrode (3) und dem Substrat (6) angeordnet ist.Sensor module (1) Claim 9 , characterized in that the acceleration sensor (1 ') has a rocker structure (80), wherein the second electrode (3) is designed as a rocker (7) movable relative to the substrate (6) and wherein the first electrode (2) is parallel to the z-direction (101) is at least partially arranged between the substrate (6) and the second electrode (3) and, preferably analogous to the first electrode (2), a further first electrode (2 ') overlapping with the second electrode (3) between the second electrode (3) and the substrate (6) is arranged.
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