DE19744345A1 - Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung - Google Patents
Winkelgeschwindigkeits-SensoreinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung zum Erfassen der
Winkelgeschwindigkeit für einen Einsatz in Wägen und anderen
Kraftfahrzeugen.
Die Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen
einer üblichen Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung, und
die Fig. 13 zeigt eine Querschnittsansicht der in Fig. 12
gezeigten Einrichtung entlang einer Linie XIII-XIII.
Diese Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung enthält ein
Substrat 2, das aus einem Isoliermaterial, wie Glas,
hergestellt ist, und eine im Querschnitt rechteckige
Vertiefung 2a aufweist, sowie einen Winkelgeschwindigkeits-
Sensorkörper für die Y-Achse 4, der entlang der Oberfläche
des Substrats 2 zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit um
eine Y-Achse als Drehachse entlang der Oberfläche des
Substrats 2 vorgesehen ist.
Der Winkelgeschwindigkeits-Sensorkörper für die Y-Achse 4
enthält einen allgemein T-förmigen Vibrator 9 mit einer Basis
7, die an dem Substrat 2 angebondet ist, und einen Stab 8,
der abgelenkt werden kann und schwingungsfähig ist, eine
erste und zweite Schwingungsdetektorelektrode für die X-Achse
10 und 11, die jeweils an beiden Seiten von und parallel zu
dem Stab 8 angeordnet ist, und eine in der Vertiefung 2a
gebildete Sensorelektrode für eine Z-Achsen-Coriolis-Kraft.
Die Fig. 14 zeigt den Herstellungsprozeß für die auf dem
Substrat 2 gebildete Sensorelektrode 3 für die Z-Achsen-
Coriolis-Kraft, bei dem zunächst die Vertiefung 2a durch
Atzen von Glas mit Fluorwasserstoffsäure bzw. Flußsäure oder
dergleichen hergestellt wird, wie in Fig. 14(a) gezeigt.
Anschließend wird Pt auf der gesamten oberen Oberfläche des
Substrats durch eine Sputtertechnik abgeschieden, wodurch die
Elektrode 21 gebildet wird (Fig. 14(b)). Anschließend wird
ein Resist 22 auf der Elektrode 21 aufgebracht (Fig. 14(c)).
Die Resistbeschichtung 22 wird Licht unter einer festgelegten
Maske 23 ausgesetzt und zum Wegnehmen bzw. Abziehen nicht
gewünschter Abschnitte entwickelt (Fig. 14(d) und
Fig. 14 (e)). Nicht erwünschte Abschnitte der Elektrode 21
werden durch einen Ionenstrahl entfernt (Fig. 14(f)), und
schließlich wird der Resist 22 zum Bilden der Sensorelektrode
für die Z-Achsen-Coriolis-Kraft 3 entfernt (Fig. 14(g)).
Nun wird der Betrieb der Winkelgeschwindigkeits-
Sensoreinrichtung erörtert. Wird der Strahl 8 angetrieben und
durch eine Schwingungsquelle in X-Achsenrichtung erregt,
insbesondere in der Richtung parallel zum Stab 8 entlang der
Ebene des Substrats 2, so schwingt der Stab 8 in einem
einfachen harmonischen Modus relativ zu der Basis 7. Ein
erster Abstand 13 zwischen dem Stab und der ersten
Detektorelektrode für die X-Achsenschwingung 10 und ein
zweiter Abstand 14 zwischen dem Stab 8 und der zweiten
Detektorelektrode für die X-Achsenschwingung 11 variieren in
ihrer Größe, und der von einer Detektorkapazität für die X-
Achsenrichtung 70 bestehend aus dem Stab 8 und die
Detektorelektrode für die X-Achsenrichtung 10, 11 erfaßte
Kapazitätswert verändert sich. Auf der Grundlage des Wertes
des kapazitiven Blindwiderstandes wird die Einrichtung so
reguliert, daß der Stab 8 in einen festgelegten
Antriebs/Erregungszustand versetzt wird.
Verändert sich der erfaßte Kapazitätswert der
Detektorkapazität für die X-Achsenrichtung 70, so wird die
Veränderung des Kapazitätswerts als ein Spannungswert über
eine Kapazitätswert-Spannungs-Umsetzschaltung überwacht. Da
die Spannungsänderung mit der Veränderung des Kapazitätswerts
korreliert ist, und die Veränderung des Kapazitätswerts
wiederum mit der Verstellung aufgrund der Schwingung
korreliert ist, kann die Verstellung aufgrund der Schwingung
konstant reguliert werden, und zwar durch Konstanthalten der
Spannungsveränderung. Insbesondere erfolgt die Steuerung bzw.
Regelung derart, daß die Amplitude des als Ausgangsgröße
erhaltenen Spannungswerts konstant gehalten wird. Bei dem
Verfahren zum Regulieren der Amplitude des Spannungswerts auf
einen konstanten Wert erfolgt für die Signalform der Spannung
eine Halbwellen- bzw. Einweggleichrichtung oder eine Vollweg- bzw.
Zweigweg-Gleichrichtung, und sie wird integriert, und
eine Regelung wird so durchgeführt, daß der integrierte Wert
konstant gehalten wird. Auf diese Weise wird die Amplitude
der Schwingung des Stabs 8 auf einen festgelegten Wert
eingestellt.
Es liegt eine Winkelgeschwindigkeit um eine Y-Achsenrichtung
als Drehachse, d. h. um die Längsachse des Stabs 8, in dem
Vibrator 9 dann vor, wenn der Stab in einem einfachen
harmonischen Modus relativ zu der Basis 7 entlang der Ebene
des Substrats 2 schwingt, und es entsteht eine Coriolis-Kraft
in Z-Achsenrichtung, insbesondere in der rechtwinklig zu dem
Substrat 2 verlaufenen Richtung. Im Ergebnis bewirkt dies
sich aufgrund der in Z-Achsenrichtung wirkenden Coriolis-
Kraft und der in X-Achsenrichtung einwirkenden Antriebskraft
ergebende Kraft eine Verstellung des Stabs 8 entlang einer
elliptischen Trajektorie, und somit verändert sich die Größe
eines dritten Abstands 15 zwischen dem Stab 8 und der
Sensorelektrode für die Z-Achsen-Coriolis-Kraft. Dies
bedeutet, daß sich auch der erfaßte Kapazitätswert einer
Sensorkapazität für eine Z-Achsen-Coriolis-Kraft, gebildet
durch den Stab 8 und die Sensorelektrode für die Z-Achsen-
Coriolis-Kraft, verändert. Die Veränderung des
Kapazitätswerts wird als Ausgangsspannung durch die
Kapazitätswert-Spannungs-Umsetzschaltung ausgegeben, und das
entsprechende Ausgangssignal wird einer Computereinheit
zugeführt, und hierdurch wird die Winkelgeschwindigkeit und
die Y-Achse als Drehachse erfaßt.
Bei einer solchen üblichen Winkelgeschwindigkeits-
Sensoreinrichtung wirkt die Coriolis-Kraft in einer Richtung,
die rechtwinklig zu der Antriebsrichtung des Stabs 8
verläuft, und zum Erfassen der Position des aufgrund der
Coriolis-Kraft verstellten Stabs 8, wird die Amplitude der
Veränderung des dritten Stabs 15 zwischen dem Stab 8 und der
Sensorelektrode für die Z-Achsen-Coriolis-Kraft 3 als
Kapazitätswert der Sensorelektrode für die Z-Achsen-Coriolis-
Kraft 71 erfaßt. Aus diesem Grund muß die Sensorelektrode für
die Z-Achsen-Coriolis-Kraft 3, die ein Element der
Sensorkapazität für die Z-Achsen-Coriolis-Kraft 71 darstellt,
in der Vertiefung 2a des Substrats 2 aus einem
Isolationsmaterial hergestellt werden, wie in Fig. 14
gezeigt, was einen komplexen Herstellungsprozeß erfordert,
der die Herstellungskosten nach oben treibt.
Demnach besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in
der Schaffung einer Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung,
die mit einem vereinfachten Herstellungsprozeß und mit
verringerten Herstellungskosten herstellbar ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält
der Sensorkörper für die Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit in
der Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung einen ersten
Stab, der sich entlang der Oberfläche eines Substrats
erstreckt und auf den eine Schwingungsantriebsquelle eine
Schwingung in X-Achsenrichtung entlang der Oberfläche des
Substrats ausübt, einen zweiten Stab, der einer elliptischen
Tajektorie entlang der Oberfläche des Substrats folgt,
ansprechend auf die Kraft, die sich aus der Kraft in X-
Achsenrichtung ergibt, sowie einer Coriolis-Kraft, die in Y-
Achsenrichtung wirkt, rechtwinklig zu der X-Achsenrichtung,
und zwar entlang der Oberfläche des Substrats, ferner eine
Detektorelektrode für eine X-Achsenschwingung zum Bilden
einer Schwingungsdetektorkapazizät zusammen mit dem ersten
Stab und eine Sensorelektrode für eine Y-Achsen-Coriolis-
Kraft zum Bilden einer Coriolis-Kraft-Sensorkapazität
zusammen mit dem zweiten Stab.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind
der erste Stab, der zweite Stab, die Detektorelektrode für
die X-Achsenschwingung und die Sensorelektrode für die Y-
Achsen-Coriolis-Kraft aus demselben Material hergestellt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der
zweite Stab mit dem ersten Stab an einem Ende des ersten
Stabs verbunden.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung
erstreckt sich der zweite Stab seitlich ausgehend von dem
ersten Stab an beiden Seiten des ersten Stabs, und die
Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft sind jeweils
an entgegengesetzten Endabschnitten des zweiten Stabs
vorgesehen.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung
erstrecken sich mehrere zweite Stäbe seitlich ausgehend von
dem ersten Stab an beiden Seiten des ersten Stabs, und die
Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft ist jeweils
an entgegengesetzten Endabschnitten jedes der zweiten Stäbe
vorgesehen.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind
der erste Stab, der zweite Stab, die Detektorelektrode für
die X-Achsenschwingung und die Sensorelektrode für die Y-
Achsen-Coriolis-Kraft aus Silizium hergestellt.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind
die Detektorelektroden für die X-Achsenschwingung jeweils an
beiden Seiten des ersten Stabes vorgesehen.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
Sensorkörper für die X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit zum
Erfassen der Winkelgeschwindigkeit um eine X-Achse als
Drehachse und ein Sensorkörper für eine Y-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit
um eine Y-Achse als Drehachse auf der Oberfläche des
Substrats angeordnet, auf den der Sensorkörper für die Z-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit angeordnet ist.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind
bin Sensorkörper für eine Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit, ein
Sensorkörper für eine X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit zum
Erfassen der Winkelgeschwindigkeit um eine X-Achse als
Drehachse und ein Sensorkörper für eine Y-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit zum Erfassen einer
Winkelgeschwindigkeit um eine Y-Achse als Drehachse in einer
Verbund- bzw. Schichtstruktur hergestellt.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält
der Sensorkörper für die Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit einen
Vibrator, der einer elliptischen Trajektorie folgt, in
Ansprechen auf die Kraft, die sich aus der Antriebskraft in
X-Achsenrichtung ergibt, sowie der in Z-Achsenrichtung
wirkenden Coriolis-Kraft, und ferner eine Detektorelektrode
für die X-Achsenschwingung zum Bilden der
Schwingungsdetektorkapazität zusammen mit dem Vibrator, und
eine Sensorelektrode für die Z-Achsen-Coriolis-Kraft zum
Bilden der Coriolis-Kraft-Sensorkapazität zusammen mit dem
Vibrator; und der Sensorkörper für die X-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit enthält einen zweiten Vibrator, der
einer elliptischen Trajektorie folgt, in Ansprechen auf die
Kraft, die sich aus der Antriebskraft in Y-Achsenrichtung und
der in Z-Achsenrichtung wirkenden Coriolis-Kraft ergibt,
sowie eine Detektorelektrode für die Y-Achsenrichtung zum
Bilden der Schwingungsdetektorkapazität zusammen mit dem
weiten Vibrator und eine Sensorelektrode für eine Z-Achsen-
Coriolis-Kraft zum Bilden der Coriolis-Kraft-Sensorkapazität
zusammen mit dem zweiten Vibrator.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezug
auf die beiliegende Zeichnung beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der
Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung gemäß
einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte
Einrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der
Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung gemäß
einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die in Fig. 3 gezeigte
Einrichtung;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der
Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung gemäß
einer dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die in Fig. 5 gezeigte
Einrichtung;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII
in Fig. 6;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie
VIII-VIII in Fig. 6;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen der
Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung gemäß
einer vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 10 eine perspektivische Explosionsansicht der in
Fig. 9 gezeigten Winkelgeschwindigkeits-
Sensoreinrichtung;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XI-XI in
Fig. 10;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer üblichen
Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht entlang der Linie
XIII-XIII in Fig. 12; und
Fig. 14 einen Herstellungsprozeß für eine Z-Achsen-
Coriolis-Kraft-Sensorelektrode auf einem Substrat.
Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen
der Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die Fig. 2
zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung.
Die Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung enthält ein
Substrat 32, das aus einem Isoliermaterial, wie Glas,
hergestellt ist, und das eine erste Vertiefung 32a mit einer
im Querschnitt rechteckigen Form aufweist, sowie einen
zweiten Abschnitt 32b, der sich senkrecht zu der ersten
Vertiefung 32a erstreckt, und einen Sensorkörper für eine Z-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit 33, die an dem Substrat 32
befestigt ist, und zwar zum Erfassen der
Winkelgeschwindigkeit um eine Z-Achse als Drehachse, die
rechtwinklig zu dem Substrat 32 verläuft.
Der Sensorkörper für die Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 33
enthält einen Vibrator 37, dessen Basis 34 an dem Substrat 32
angebondet ist, und dessen erster Stab 35 abgelenkt werden
kann, und dessen zweiter Stab 36, der ebenfalls abgelenkt
werden kann, zweigt von dem ersten Stab 35 in rechten Winkel
ab, und ferner eine erste Detektorelektrode für die X-
Achsenschwingung 38 und eine zweite Detektorelektrode für die
X-Achsenschwingung 39, die beide jeweils an beiden Seiten und
parallel zu dem ersten Stab 35 angeordnet sind, sowie eine
erste Sensorelektrode für eine Y-Achsen-Coriolis-Kraft 40 und
eine zweite Sensorelektrode für eine Y-Achsen-Coriolis-Kraft
41, die beide jeweils an beiden Seiten von und parallel zu
dem zweiten Stab 36 angeordnet sind.
Der Vibrator 37, die Detektorelektroden für die X-
Achsenschwingung 38, 39 und die Sensorelektroden für die Y-
Achsen-Coriolis-Kraft 40, 41 werden gleichzeitig gebildet,
indem ein einziges Siliziumsubstrat einem Ätzprozeß unter
Einsatz von Masken mit festgelegten Formen unterzogen wird.
Der Betrieb der obigen Winkelgeschwindigkeits-
Sensoreinrichtung wird nun erörtert. Wird der erste Stab 35
entlang einer X-Achsenrichtung angetrieben und erregt, die
die Längsrichtung des zweiten Stabs 36 darstellt, so schwingt
der erste Stab 35 in einem einfachen harmonischen Modus
relativ zu seiner Basis 34. Die Schwingung erfolgt sowohl im
Hinblick auf die Größe des ersten Abstands 42 zwischen dem
ersten Stab 35 und der ersten Detektorelektrode für die X-
Achsenschwingung 38 als auch der Größe des zweiten Abstands
43 zwischen dem ersten Stab 35 und der zweiten
Detektorelektrode für die X-Achsenschwingung 39, und der
erfaßte Kapazitätswert einer Detektorkapazität für die X-
Achsenschwingung 72, die durch den ersten Stab 35 sowie die
Detektorelektrode für die X-Achsenschwingung gebildet ist,
verändert sich. Unter Bezug auf den Wert der Kapazität wird
der erste Stab 35 so gesteuert, daß er einen festgelegten
Antriebs/Erregungszustand einnimmt.
Wird der erste Stab 35 zuverlässig in X-Achsenrichtung
angetrieben und verstellt, insbesondere entlang der
Längsrichtung des zweiten Stabs 36, so wird auch der zweite
Stab 36 entlang seiner Längsrichtung verstellt. Wirkt unter
dieser Bedingung eine Winkelgeschwindigkeit um eine Z-
Achsenrichtung als Drehachse rechtwinklig zu dem Substrat 32
auf den zweiten Stab 36 ein, so wird eine Coriolis-Kraft in
Y-Achsenrichtung auf den zweiten Stab 36 ausgeübt,
insbesondere in Längsrichtung des ersten Stabs 35. Im
Ergebnis wird in Ansprechen auf die sich anhand der Coriolis-
Kraft und der auf den zweiten Stab 36 in X-Achsenrichtung
einwirkenden Antriebskraft ergebenen Kraft der zweite Stab 36
entlang der Oberfläche des Substrats 32 entlang einer
elliptischen Trajektorie verstellt, und somit erfolgt eine
Veränderung sowohl im Hinblick auf die Größe eines dritten
Abstands 44 zwischen dem zweiten Stab 36 und der ersten
Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft 40 als auch
der Größe eines vierten Abstands 45 zwischen dem zweiten Stab
36 und der zweiten Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-
Kraft 41. Deshalb verändert sich der erfaßte Kapazitätswert
einer Sensorkapazität für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft 73, die
aus dem zweiten Stab 36 und den ersten Sensorelektroden die
Y-Achsen-Coriolis-Kraft 40, 41 gebildet ist. Die
Ausgangsspannung relativ zu der Veränderung des
Kapazitätswerts der Sensorkapazität für die Y-Achsen-
Coriolis-Kraft 73 wird gebildet, und dieses Ausgangssignal
wird einer Computereinheit zugeführt, in der die
Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse als Drehachse hierdurch
bestimmt wird.
Bei der Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung werden
Detektorelektroden für die X-Achsenschwingung 38, 39 und
Sensorelektroden für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft 40, 41
gleichzeitig gebildet, indem ein einziges Siliziumsubstrat
einem Ätzprozeß unterzogen wird, unter Einsatz von Masken mit
festgelegten Formen zur selben Zeit, in der der Vibrator 37
gebildet wird. Deshalb ist ein komplexer Herstellungsprozeß,
beispielsweise das Bilden einer Coriolis-Kraft-
Sensorelektrode in einer Vertiefung eines Substrats aus
Isoliermaterial nicht erforderlich. Obgleich hier zwei
Detektorelektroden für die X-Achsenschwingung 38, 39 und zwei
Sensorelektroden für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft 40, 41
eingesetzt werden, ist der Einsatz einer einzigen
Detektorelektrode für die X-Achsenschwingung und einer
einzigen Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft in
vollem Umfang dann akzeptabel, wenn eine ausreichende
Empfindlichkeit erzielt wird.
Die Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen
der Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 3 gezeigte
Einrichtung. Komponenten, die identisch oder äquivalent zu
den im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform
beschriebenen sind, sind anhand derselben Bezugszeichen
bezeichnet, und deren Beschreibung wird hier nicht
wiederholt.
Ein Sensorkörper für eine Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 46
und der Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung enthält eine
Vibrator 47, dessen Basis 34 an dem Substrat 32 gebondet ist,
und ferner einen ersten Stab 35, der ablenkbar ist, und einen
zweiten Stab 50, der ebenfalls ablenkbar ist und der von dem
Ende des ersten Stabs 35 im rechten Winkel abzweigt, eine
erste Detektorelektrode für die X-Achsenschwingung 38 und
eine zweite Detektorelektrode für die X-Achsenschwingung 39,
die beide jeweils an beiden Seiten von und parallel zu dem
ersten Stab 35 verlaufen, eine erste Sensorelektrode für die
Y-Achsen-Coriolis-Kraft 51 und eine zweite Sensorelektrode
für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft 52, die beide jeweils an
beiden Seiten von und parallel zu einem Endabschnitt des
zweiten Stabs 50 angeordnet sind, und eine dritte
Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft 53, sowie
eine vierte Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft
54, die beide jeweils an beiden Seiten von und parallel zu
dem anderen Endabschnitt des zweiten Stabs 50 angeordnet
sind.
Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Stab 50 mit dem
ende des ersten Stabs 35 verbunden, an dem der erste Stab 35
seine größte Verstellung aufweist, und somit wird der zweite
Stab 50 in erheblichem Umfang durch die Schwingung entlang
der X-Achsenrichtung zusammen mit der Verstellung des ersten
Stabs 35 verstellt. Wirkt eine Winkelgeschwindigkeit um die
X-Achse als Drehachse auf das Substrat 32 bei starker
Schwingung des zweiten Stabs 50 in X-Achsenrichtung ein, so
wirkt eine große Coriolis-Kraft in Y-Achsenrichtung auf den
zweiten Stab 50 ein, und die sich aus der Coriolis-Kraft und
der auf den zweiten Stab 50 in X-Achsenrichtung einwirkenden
Kraft ergebende Kraft verstellt den zweiten Stab 50 entlang
einer elliptischen Trajektorie auf der Oberfläche des
Substrats 32. Deshalb erfolgt eine Veränderung sowohl der
Größe eines ersten Abstands 55 zwischen dem zweiten Stab 50
und der ersten Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-
Kraft 51 als auch der Größe eines zweiten Abstands 56
zwischen dem zweiten Stab 50 und der Sensorelektrode für die
zweite Y-Achsen-Coriolis-Kraft 52; somit verändert sich der
erfaßte Kapazitätswert einer ersten Sensorkapazität für die
Y-Achsen-Coriolis-Kraft 54, die durch den zweiten Stab 50 und
eine erste und zweite Sensorelektrode für die Y-Achsen-
Coriolis-Kraft 51, 52 gebildet ist. Ferner treten
Veränderungen sowohl im Hinblick auf die Größe eines dritten
Abstands 57 zwischen dem zweiten Stab 50 und der dritten
Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft 53 als auch
die Größe eines vierten Abstands 58 zwischen dem zweiten Stab
50 und der vierten Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-
Kraft 54 auf; demnach verändert sich der erfaßte
Kapazitätswert einer zweiten Sensorkapazität für die Y-
Achsen-Coriolis-Kraft 751 die durch den zweiten Stab 50 und
die dritte und vierte Sensorelektrode für die Y-Achsen-
Coriolis-Kraft 53, 54 gebildet ist.
Auf diese Weise wird eine Veränderung des Kapazitätswerts
aufgrund der Verstellung des zweiten Stabs 50 durch Summieren
der Veränderung der erfaßten Kapazität bei der ersten
Sensorkapazität für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft 74 und der
Veränderung der erfaßten Kapazität bei der zweiten
Sensorkapazität für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft vergrößert,
die sich beide aufgrund der Verstellung des zweiten Stabs 50
ergeben, und es ergibt sich eine erhöhte
Winkelgeschwindigkeits-Sensorempfindlichkeit.
Die Winkelgeschwindigkeits-Sensorempfindlichkeit kann ferner
durch Anordnen mehrerer zweiter Stäbe ausgehend von und quer
zu dem ersten Stab erhöht werden, sowie von Sensorelektroden
für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft an beiden Seiten von jedem
Endabschnitt der zweiten Stäbe.
Die Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen
der Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 5 gezeigte
Einrichtung, die Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht
entlang einer Linie VII-VII in Fig. 6, und die Fig. 8 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in
Fig. 6.
Bei dieser Ausführungsform ist an der Oberfläche eines
Substrats 60 ein Sensorkörper für die Y-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit 4A angeordnet, der aus Elementen
aufgebaut ist, die identisch zu denjenigen des in Fig. 12
gezeigten üblichen Sensorkörpers für die Y-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit 4 sind. Der Sensorkörper für die Y-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4A enthält einen im wesentlichen
T-förmigen Vibrator 9A, dessen Basis 7A an einem Substrat 60
gebondet ist, und einen Stab 8A, der ablenkbar und
schwingungsfähig ist, eine erste und zweite Detektorelektrode
für die X-Achsenschwingung 10A und 11A, die jeweils an beiden
Seiten von und parallel zu dem Stab 8A angeordnet ist, und
eine Sensorelektrode für eine Z-Achsen-Coriolis-Kraft 3A, die
In einer Vertiefung 60a gebildet ist.
Der Sensorkörper für eine X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4B
enthält einen allgemein T-förmigen Vibrator 9B, dessen Basis
7B an das Substrat 60 gebondet ist, sowie einen Strahl 8B,
der ablenkbar und schwingungsfähig ist, sowie eine erste und
zweite Detektorelektrode für die Y-Achsenrichtung 65 und 66,
die jeweils an beiden Seiten von und parallel zu dem Stab 8B
angeordnet ist, und eine Sensorelektrode für die Z-Achsen-
Coriolis-Kraft 3B, die in einer Vertiefung 60b gebildet ist.
Auf der Oberfläche des Substrats 60 ist ferner ein
Sensorkörper für die Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 46
angeordnet, der im Zusammenhang mit der zweiten
Ausführungsform beschrieben wurde; gleiche Komponenten sind
anhand gleicher Bezugszeichen bezeichnet, und deren
Beschreibung wird hier nicht wiederholt.
Bei dieser Ausführungsform erfaßt der Sensorkörper für die Y-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4A die Winkelgeschwindigkeit um
die Y-Achse als Drehachse, und der Sensorkörper für die X-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4B erfaßt die
Winkelgeschwindigkeit um die X-Achse als Drehachse, und der
Sensorkörper für die Z-Achse-Winkelgeschwindigkeit 46 erfaßt
die Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse als Drehachse.
Deshalb erfaßt eine einzige Winkelgeschwindigkeit-
Sensoreinrichtung 3 Anteile einer Winkelgeschwindigkeit, und
zwar jeweils diejenigen um die X-, Y- und Z-Achse als
Drehachse.
Auf dem Substrat 60 sind angeordnet: Detektorelektroden für
die X-Achsenschwingung 10A, 11A, Vibratoren 9A, 9B,
Detektorelektroden für die Y-Achsenschwingung 65, 66, ein
Vibrator 47 des Sensorkörpers für die Z-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit 46, eine erste und zweite
Detektorelektrode für die X-Achsenschwingung 38, 39, eine
erste bis vierte Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-
Kraft 51, 52, 53 und 54, und diese Elemente werden
gleichzeitig dadurch gebildet, daß ein einziges
Siliziumsubstrat einem Ätzprozeß unter Einsatz von Masken mit
festgelegter Form unterzogen wird.
Die Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Darstellen
der Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der
Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach Fig. 9, und die
Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie
XI-XI in Fig. 10.
Bei dieser Ausführungsform ist auf einem ersten Substrat 61
ein Sensorkörper für eine Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4A
für die Y-Achse angeordnet, sowie ein Sensorkörper für eine
Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit für die X-Achse. Der
Sensorkörper für die Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4A und
der Sensorkörper für die X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4B
enthalten Elemente, die identisch zu den Entsprechungen bei
der dritten Ausführungsform sind, und deren Beschreibung wird
hier nicht wiederholt.
An der Oberfläche eines zweiten Substrats 62 unterhalb des
ersten Substrats 61 ist der Sensorkörper für die Z-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit 46 der zweiten Ausführungsform
angeordnet.
Wie bei der dritten Ausführungsform, ermöglicht die vierte
Ausführungsform, daß eine einzige Winkelgeschwindigkeits-
Sensoreinrichtung 3 Anteile der Winkelgeschwindigkeit erfaßt,
und zwar diejenigen um die X-, Y- und Z-Achse, und ferner
sind der Sensorkörper für die Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit
4A, der Sensorkörper für die X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit
4B und der Sensorkörper für die Z-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit 46 zueinander schichtförmig angeordnet,
das zu einem kompakten Entwurf führt und zu einer erhöhten
Flexibilität bei der Montage der Einrichtung beiträgt.
Der Sensorkörper für die Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4A,
der Sensorkörper für die X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit 4B
und der Sensorkörper für die Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit
46 können getrennt in unterschiedlichen Schichten angeordnet
sein.
Wie oben beschrieben, enthält der Sensorkörper für die Z-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit in der Winkelgeschwindigkeits-
Sensoreinrichtung den ersten Stab, der sich entlang der
Oberfläche des Substrats und dem die
Schwingungsantriebsquelle eine Schwingung in X-Achsenrichtung
entlang der Oberfläche des Substrats aufbringt, sowie einen
zweiten Stab, der der elliptischen Trajektorie entlang der
Oberfläche des Substrats folgt, in Ansprechen auf die Kraft,
die sich anhand der Kraft in X-Achsenrichtung und der in Y-
Achsenrichtung rechtwinklig zu der X-Achsenrichtung entlang
der Oberfläche des Substrats wirkenden Coriolis-Kraft ergibt.
Die Coriolis-Kraft-Sensorelektrode läßt sich somit in
derselben Schicht wie der erste und zweite Stab bilden. Ein
komplexer Herstellungsprozeß beispielsweise zum Bilden einer
Coriolis-Kraft-Sensorelektrode in einer Vertiefung eines
Substrats aus Isoliermaterial läßt sich vermeiden. Somit ist
der Herstellungsprozeß vereinfacht und die Herstellungskosten
sind reduziert.
Sind der erste Stab, der zweite Stab, die Detektorelektroden
für die X-Achsenrichtung und die Sensorelektroden für die Y-
Achsen-Coriolis-Kraft aus demselben Material hergestellt, so
werden der erste und zweite Stab, die Detektorelektrode für
die X-Achsenschwingung und die Sensorelektroden für die Y-
Achsen-Coriolis-Kraft gleichzeitig gebildet, indem ein
einziges Siliziumsubstrat einem Ätzprozeß unterzogen wird,
unter Einsatz von Masken mit festgelegten Formen, und der
Herstellungsprozeß ist somit vereinfacht.
Weiterhin ist es dann, wenn der zweite Stab mit dem ersten
Stab an einem Ende des ersten Stabs verbunden ist, an dem die
Antriebsverstellung am größten ist, die Antriebsverstellung
des zweiten Stabs ebenfalls am größten. Deshalb wirkt eine
größere Coriolis-Kraft auf den zweiten Stab, was zu einer
größeren Verstellung des zweiten Stabs und zu einer erhöhten
Winkelgeschwindigkeits-Sensorempfindlichkeit führt.
Weiterhin ist es dann, wenn der zweite Stab sich seitlich
ausgehend von dem ersten Stab an beiden Seiten des ersten
Stabs erstreckt und jede Sensorelektrode für die Y-Achsen-
Coriolis-Kraft jeweils an entgegengesetzten Endabschnitten
des zweiten Stabs vorgesehen ist, möglich, die Summe der
Schwingungen aufgrund der Coriolis-Kraft an jedem Ende des
zweiten Stabs zu erfassen; Schwankungen des Kapazitätswerts
der Coriolis-Kraft-Sensorkapazitäten nehmen zu, und eine
Winkelgeschwindigkeits-Sensorempfindlichkeit nimmt ebenfalls
zu.
Weiterhin werden dann, wenn sich mehrere der zweiten Stäbe
seitlich ausgehend von dem ersten Stab an beiden Seiten des
ersten Stabs erstrecken und die Sensorelektroden für die Y-
Achsen-Coriolis-Kraft jeweils an entgegengesetzten
Endabschnitten jedes der zweiten Stäbe vorgesehen sind, die
Schwankungen aufgrund der Coriolis-Kraft summiert, und
Veränderungen des Kapazitätswerts der Coriolis-Kraft-
Sensorkapazitäten nehmen zu, und die Winkelgeschwindigkeits-
Sensorempfindlichkeit nimmt ebenfalls zu.
Ferner nimmt dann, wenn die Detektorelektroden für die X-
Achsenschwingungen jeweils an beiden Seiten des ersten Stabs
angeordnet sind, der Bereich des ersten Stabs zu, der den
Detektorelektroden für den X-Achsenrichtung gegenüberliegt,
was eine größere Veränderung des Kapazitätswerts der
Schwingungsdetektorkapazitäten ermöglicht. Die Amplitude der
Verstellung des ersten Stabs wird zuverlässig auf einem
festgelegten Wert reguliert, und die Winkelgeschwindigkeits-
Sensorempfindlichkeit ist somit erhöht.
Weiterhin ist es dann, wenn der Sensorkörper für die X-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit und der Sensorkörper für die Y-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit auf der Oberfläche desselben
Substrats wie für den Sensorkörper für die Z-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit angeordnet sind, möglich, mit einer
einzigen Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung die
Winkelgeschwindigkeit um die X-, Y- und Z-Achse zu erfassen.
Weiterhin ist es möglich, den Vibrator, die
Detektorelektroden für die Y-Achsenschwingung, die
Detektorelektroden für die X-Achsenschwingung und die
Sensorelektroden für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft einfach zu
bilden, beispielsweise indem ein einziges Siliziumsubstrat
einem Ätzprozeß unter Einsatz von Masken mit festgelegten
Formen unterzogen wird.
Weiterhin führt das schichtförmige Zusammenfügen des
Sensorkörpers für die X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit, des
Sensorkörpers für die Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit und des
Sensorkörpers für die Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit zu einem
kompakten Aufbau und einer erhöhten Flexibilität bei der
Montage der Einrichtung.
Claims (10)
1. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung enthaltend ein
Substrat (32) hergestellt aus einem Isoliermaterial
sowie einem Sensorkörper für die Z-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit (33), der auf dem Substrat (32)
vorgesehen ist, zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit
um eine Z-Achse als Drehachse in einer rechtwinklig zu
dem Substrat (32) verlaufenden Richtung; derart, daß
der Sensorkörper für die Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit
(33) enthält:
einen ersten Stab (35), der sich entlang der Hauptoberfläche des Substrats (32) erstreckt, derart, daß ein Ende des ersten Stabs (35) an dem Substrat (32) fixiert ist und die Antriebskraft einer Schwingungsantriebsquelle eine Schwingung bewirkt, die auf den ersten Stab (35) in einer X-Achsenrichtung entlang der Oberfläche des Substrats (32) übertragen wird;
einen zweiten Stab (36), der sich rechtwinklig zu dem ersten Stab (35) entlang der Oberfläche des Substrats (32) erstreckt, und der einer elliptischen Trajektorie entlang der Oberfläche des Substrats (32) folgt, in Ansprechen auf die Kraft, die sich durch die Kraft in X- Achsenrichtung ausgeübt über den ersten Stab (35) sowie eine in Y-Achsenrichtung rechtwinklig zu der X- Achsenrichtung entlang der Oberfläche des Substrats (32) wirkenden Coriolis-Kraft ergibt;
eine X-Achsen-Antriebs/Sensorelektrode (38, 39), die gegenüber dem ersten Stab (35) vorgesehen ist und zusammen mit dem ersten Stab (35) eine Antriebs/Sensorkapazität (72) bildet; und eine Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft (40, 41, 51, 52, 53, 54), die gegenüber dem zweiten Stab (36, 50) vorgesehen ist und zusammen mit dem zweiten Stab eine Coriolis-Kraft-Sensorkapazität (73) bildet, derart, daß
die Kapazität der Antriebs/Sensorkapazität (72) in Ansprechen auf die Größe des Abstands zwischen dem ersten Stab (35) und der X-Achsen- Antriebs/Sensorelektrode (38, 39) variiert und die Antriebskraft der Schwingungsantriebskraft bzw. -quelle anhand des Werts der Kapazität so reguliert ist, daß der erste Stab (35) einen festgelegten Schwingungszustand einnimmt; und
sich der Kapazitätswert der Coriolis-Kraft- Sensorkapazität (73) in Ansprechen auf die Größe des Abstands zwischen dem zweiten Stab (36, 50) und der Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft (40, 41, 51, 52, 53, 54) verändert und die Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse als Drehachse als Kapazitätswert der Coriolis-Kraft-Sensorkapazität (73) erfaßt ist.
einen ersten Stab (35), der sich entlang der Hauptoberfläche des Substrats (32) erstreckt, derart, daß ein Ende des ersten Stabs (35) an dem Substrat (32) fixiert ist und die Antriebskraft einer Schwingungsantriebsquelle eine Schwingung bewirkt, die auf den ersten Stab (35) in einer X-Achsenrichtung entlang der Oberfläche des Substrats (32) übertragen wird;
einen zweiten Stab (36), der sich rechtwinklig zu dem ersten Stab (35) entlang der Oberfläche des Substrats (32) erstreckt, und der einer elliptischen Trajektorie entlang der Oberfläche des Substrats (32) folgt, in Ansprechen auf die Kraft, die sich durch die Kraft in X- Achsenrichtung ausgeübt über den ersten Stab (35) sowie eine in Y-Achsenrichtung rechtwinklig zu der X- Achsenrichtung entlang der Oberfläche des Substrats (32) wirkenden Coriolis-Kraft ergibt;
eine X-Achsen-Antriebs/Sensorelektrode (38, 39), die gegenüber dem ersten Stab (35) vorgesehen ist und zusammen mit dem ersten Stab (35) eine Antriebs/Sensorkapazität (72) bildet; und eine Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft (40, 41, 51, 52, 53, 54), die gegenüber dem zweiten Stab (36, 50) vorgesehen ist und zusammen mit dem zweiten Stab eine Coriolis-Kraft-Sensorkapazität (73) bildet, derart, daß
die Kapazität der Antriebs/Sensorkapazität (72) in Ansprechen auf die Größe des Abstands zwischen dem ersten Stab (35) und der X-Achsen- Antriebs/Sensorelektrode (38, 39) variiert und die Antriebskraft der Schwingungsantriebskraft bzw. -quelle anhand des Werts der Kapazität so reguliert ist, daß der erste Stab (35) einen festgelegten Schwingungszustand einnimmt; und
sich der Kapazitätswert der Coriolis-Kraft- Sensorkapazität (73) in Ansprechen auf die Größe des Abstands zwischen dem zweiten Stab (36, 50) und der Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft (40, 41, 51, 52, 53, 54) verändert und die Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse als Drehachse als Kapazitätswert der Coriolis-Kraft-Sensorkapazität (73) erfaßt ist.
2. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stab
(35), der zweite Stab (36, 50), die X-Achsen-
Antriebs/Sensorelektrode (38, 39) und die
Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft (40, 41,
51, 52, 53, 54) aus demselben Material hergestellt sind.
3. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stab (36,
50) mit dem ersten Stab (35) an einem Ende des ersten
Stabs (35) verbunden ist.
4. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der
zweite Stab (50) seitlich von dem ersten Stab (35) an
beiden Seiten des ersten Stabs (35) erstreckt und daß
die Sensorelektroden für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft
(51, 52, 53, 54) jeweils an entgegengesetzten
Endabschnitten des zweiten Stabs (50) vorgesehen sind.
5. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich
mehrere zweite Stäbe seitlich ausgehend von dem ersten
Stab (35) an beiden Seiten des ersten Stabs (35)
erstrecken und daß die Sensorelektroden für die Y-
Achsen-Coriolis-Kraft (51, 52, 53, 54) jeweils an
entgegengesetzten Endabschnitten jedes der zweiten Stäbe
vorgesehen sind.
6. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Stab (35), der zweite Stab (36, 50), die X-Achsen-
Antriebs/Sensorelektrode (38, 39) und die
Sensorelektrode für die Y-Achsen-Coriolis-Kraft (40, 41,
51, 52, 53, 54) aus Silizium hergestellt sind.
7. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die X-
Achsen-Antriebs/Sensorelektroden (38, 39) jeweils an
beiden Seiten des ersten Stabes (35) vorgesehen sind.
8. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein
Sensorkörper für eine X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit
(4B) zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit um eine X-
Achse als Drehachse und ein Sensorkörper für eine X-
Achsen-Winkelgeschwindigkeit zum Erfassen der
Winkelgeschwindigkeit um eine Y-Achse als Drehachse auf
der Oberfläche des Substrats (60) angeordnet sind, auf
der der Sensorkörper für die Z-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit angeordnet ist.
9. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sensorkörper für die Z-Achsen-Winkelgeschwindigkeit
(46), ein Sensorkörper für eine X-Achsen-
Winkelgeschwindigkeit (4B) zum Erfassen der
Winkelgeschwindigkeit um eine X-Achse als Drehachse und
ein Sensorkörper für eine Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit
(4A) zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit um eine Y-
Achse als Drehachse in einer Schichtstruktur hergestellt
sind.
10. Winkelgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung nach Anspruch 8
oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkörper für
die Y-Achsen-Winkelgeschwindigkeit (4A) einen Vibrator
(9A) enthält, der an einem Ende an dem Substrat (60)
fixiert ist und der einer elliptischen Trajektorie
folgt, in Ansprechen auf die Kraft, die sich anhand der
Antriebskraft in X-Achsenrichtung gebildet durch die
Schwingungsantriebsquelle und der in eine Z-
Achsenrichtung wirkenden Coriolis-Kraft ergibt, sowie
eine X-Achsen-Antriebs/Sensorelektrode (10A, 11A), die
gegenüber dem Vibrator (9A) vorgesehen ist und zusammen
mit dem Vibrator die Antriebs/Sensorkapazität bildet,
und eine Sensorelektrode für eine Z-Achsen-Coriolis-
Kraft (3A), die gegenüber dem Vibrator (9A) an dem
Substrat (60) vorgesehen ist und zusammen mit dem
Vibrator (9A) die Coriolis-Kraft-Sensorkapazität bildet;
und
der Sensorkörper für die X-Achsen-Winkelgeschwindigkeit
(4B) einen zweiten Vibrator (9B) enthält, der an einem
Ende an dem Substrat (60) fixiert ist und der einer
elliptischen Trajektorie folgt, in Ansprechen auf die
Kraft, die sich anhand der Antriebskraft in Y-
Achsenrichtung gebildet durch die
Schwingungsantriebsquelle und die in Z-Achsenrichtung
wirkende Coriolis-Kraft ergibt, sowie eine Y-Achsen-
Antriebs/Sensorelektrode (65, 66), die gegenüber dem
zweiten Vibrator (9B) vorgesehen ist und zusammen mit
dem zweiten Vibrator (9B) die Antriebs/Sensorkapazität
bildet, und eine Sensorelektrode für die Z-Achsen-
Coriolis-Kraft (3B), die gegenüber dem zweiten Vibrator
(9B) auf dem Substrat (60) vorgesehen ist, und zusammen
mit dem zweiten Vibrator (9B) die Coriolis-Kraft-
Sensorkapazität bildet.
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