DE19915257A1 - Coriolis rotation rate sensor for vehicle capacitively detects tilt movement of oscillation structure in several directions - Google Patents

Coriolis rotation rate sensor for vehicle capacitively detects tilt movement of oscillation structure in several directions

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DE19915257A1
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Michael Fricke
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    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5705Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
    • G01C19/5712Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis the devices involving a micromechanical structure

Abstract

The sensor has an oscillation structure (2) upon which a change in angular momentum acts due to an external rotation rate. A capacitive sensor arrangement with several capacitances detects a tilt in the oscillation structure caused by the change in angular momentum. First capacitor electrodes lie opposite the oscillation structure, which acts as the second electrode, such that a tilt movement of the oscillation structure can be capacitively detected in several directions.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Drehratensensor zur Detekti­ on von Winkelgeschwindigkeiten rotierender Anordnungen, insbesondere einen Coriolis-Drehratensensor, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a rotation rate sensor for detection on angular velocities of rotating assemblies, especially a Coriolis rotation rate sensor, according to Preamble of the main claim.

Es sind solche als Coriolis-Drehratensensor ausgebildete Anordnungen nach dem Drehschwingerprinzip beispielsweise aus der WO 97/02467 A1 mit in einer Ebene schwingender Struktur mit seismischer Masse bekannt. Ein periodisch oszillierender Drehimpuls der schwingenden Struktur er­ fährt dabei durch eine externe Drehung (Drehrate) der ge­ samten Anordnung eine Drehimpulsänderung in Betrag und Richtung, dabei muss die zu detektierende Drehrate senk­ recht zur Drehimpulsachse stehen und die Drehimpulsachse steht senkrecht auf der schwingenden Struktur. Durch die gegenphasige Bewegungsrichtung der Schwingmasse aufgrund der entgegengesetzt gerichteten Coriolisbeschleunigung, die am Ort der Befestigungsachse, bzw. des Drehpunktes der schwingenden Struktur das Drehmoment, bzw. die Dre­ himpulsänderung bewirkt, hat dies damit eine Wippbewegung der gesamten Struktur zur Folge. Diese Dreh- oder Wipp­ schwingung wird beim Stand der Technik kapazitiv detek­ tiert und mittels einer geeigneten elektronischen Schal­ tung ausgewertet, wobei hier nur die Sensierung der Drehrate in nur einer einzigen Richtung, z. B. der x- Achse, mittels zweier einzelner Detektionskapazitäten durchgeführt wird.They are designed as Coriolis rotation rate sensors Arrangements based on the rotary oscillator principle, for example from WO 97/02467 A1 with oscillating in one plane Structure with seismic mass known. A periodically oscillating angular momentum of the vibrating structure moves through an external rotation (rotation rate) of the ge entire arrangement a change in angular momentum in amount and Direction, the rotation rate to be detected must decrease are right to the angular momentum axis and the angular momentum axis is perpendicular to the vibrating structure. Through the opposite phase direction of motion of the vibrating mass due to the opposite Coriolis acceleration, at the location of the mounting axis or the fulcrum  the vibrating structure the torque, or the Dre If the pulse changes, this causes a rocking motion of the entire structure. This rotating or rocking Vibration is capacitively detected in the prior art animals and by means of a suitable electronic scarf tion evaluated, whereby only the sensation of the Rate of rotation in only one direction, e.g. B. the x- Axis, by means of two individual detection capacities is carried out.

Für eine Vielzahl technischer Anwendungen, wie z. B. die Rollover- und Crashsensierung bei Personen- und Last­ kraftwagen, ist eine jedoch die Detektion von nur einer Richtung der Drehrate nicht ausreichend. Um hier mehrere Achsen der Drehraten zu erfassen, müssten beim Stand der Technik der Einsatz mehrere einzelne Drehratensensoren mit einem erheblichen konstruktiven Mehraufwand vorgese­ hen werden.For a variety of technical applications, such as B. the Rollover and crash sensing for people and loads motor vehicle, however, is the detection of only one Direction of rotation rate not sufficient. To several here To record the axes of the rotation rates, the state of the Technique of using several individual rotation rate sensors vorese with a considerable additional constructive effort will be.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ein Drehratensensor der eingangs angegebenen Art, der mit einer auf einem Grundelement drehbeweglich aufgehängten periodisch schwingenden Schwingstruktur versehen ist, wird zur Erfassung einer extern einwirkende Drehrate bzw. Winkelbeschleunigung erfindungsgemäß mit einer kapaziti­ ven Sensoranordnung versehen, die die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Um die durch eine Dreh­ impulsänderung hervorgerufene Kippbewegung der Schwing­ struktur in vorteilhafter Weise auch in mehreren Richtun­ gen zu detektieren, ist die kapazitive Sensoranordnung durch eine Mehrzahl von Kapazitäten gebildet. Hierbei sind die einen Elektroden der Kapazitäten auf einem Um­ fang, z. B. eine Kreisumfang, am Grundelement angeordnet und jeweils der als die andere Elektrode wirkenden Schwingstruktur derart gegenüberliegend, dass eine kapa­ zitive Detektion von Kippbewegungen der Schwingstruktur in mehreren Richtungen der Kippbewegung durchführbar ist.A rotation rate sensor of the type specified at the beginning, which with one rotatably suspended on a base element periodically vibrating vibrating structure is provided, is used to record an externally acting rotation rate or Angular acceleration according to the invention with a capacitance ven sensor arrangement provided that the characteristic Features of claim 1. To the one turn change in momentum caused tilting movement of the oscillation structure advantageously in several directions The capacitive sensor arrangement is to be detected formed by a plurality of capacities. Here are the one electrodes of the capacities on one um catch, e.g. B. a circumference, arranged on the base element  and each acting as the other electrode Vibration structure opposite in such a way that a kapa precise detection of tilting movements of the vibrating structure the tilting movement can be carried out in several directions.

Ein solcher auf dem Drehschwingerprinzip basierender Drehratensensor bietet den großen Vorteil aus physikali­ schen Gründen (Drehimpulserhaltung) auf jeder Drehachse sensitiv zu sein, die senkrecht auf der Schwingungsachse steht. Prinzipiell können also immer mindestens zwei Drehratenrichtungen gleichzeitig sensiert werden. Grund­ lage der erfindungsgemäßen Sensoranordnung ist neben dem Vorhandensein von geeigneten Detektionskapazitäten vor allem ein durch die (Dreh-)Wippschwingung ungestörtes An­ triebssystem und eine geeignete Auswerteschaltung, die die Drehratenrichtung und -größe ermittelt und als analo­ ges oder digitales Signal am Sensorausgang zur Verfügung stellt. Für sich gesehen ist ein solches Antriebs- und Signalauswertesystem in der eingangs als Stand der gewür­ digtem WO 97/02467 A1 beschrieben.One based on the rotary oscillator principle Yaw rate sensor offers the great advantage of physi reasons (conservation of angular momentum) on each axis of rotation to be sensitive, perpendicular to the axis of vibration stands. In principle, there can always be at least two Direction rates are sensed at the same time. Reason location of the sensor arrangement according to the invention is next to the Presence of suitable detection capacities all an undisturbed by the (rotating) rocking vibration drive system and a suitable evaluation circuit, the the direction and size of the rotation rate is determined and as analog or digital signal available at the sensor output poses. Seen in itself is such a drive and Signal evaluation system in the beginning as the state of the art digested WO 97/02467 A1.

Beim erfindungsgemäßen Drehratensensor sind jedoch auf einfache Weise eine Vielzahl von Elektroden einzeln oder in Gruppen in einem gleichmäßigen Winkelabstand voneinan­ der entfernt angeordnet, so dass eine Vielzahl von Kapa­ zitäten C1 bis C12 (bzw. Cn) entsprechend einer gewählten Ausführungsform gebildet sind. Für eine Sensierung der Kippbewegung der Schwingstruktur in einer oder mehreren Achsen (x, y, z) sind dabei in vorteilhafter Weise aus den Kapazitätsänderungen der sich in etwa gegenüberliegenden Kapazitäten die Sensorsignale herleitbar.In the rotation rate sensor according to the invention, however, a plurality of electrodes are arranged individually or in groups at a uniform angular distance from one another in a simple manner, so that a plurality of capacitances C 1 to C 12 (or C n ) are formed in accordance with a selected embodiment. In order to sense the tilting movement of the oscillating structure in one or more axes (x, y, z), the sensor signals can advantageously be derived from the changes in capacitance of the capacitors which are approximately opposite one another.

Im einfachsten Fall einer Erweiterung auf zwei Sensier­ achsen x, y können die zwei sich gegenüberliegenden Detek­ tionskapazitäten nochmals in jeweils zwei Teile unter­ teilt werden. Es werden dabei beispielsweise jeweils zwei Elektroden beidseitig der x-Achse in der Hauptkipprich­ tung angeordnet, so dass an einem Ende Kapazitäten C1 und C2 und am anderen Ende Kapazitäten C3 und C4 gebildet sind. Für eine Sensierung in der Hauptkippachse (x-Achse) ist das Sensorsignal in einfacher Weise aus der Beziehung
In the simplest case, an extension to two sensing axes x, y, the two opposite detection capacities can be divided into two parts each. For example, two electrodes are arranged on both sides of the x-axis in the main tilt direction, so that capacitances C 1 and C 2 and capacities C 3 and C 4 are formed at one end. For a sensation in the main tilt axis (x-axis), the sensor signal is simply out of the relationship

C1 + C2/C3 + C4
C 1 + C 2 / C 3 + C 4

herleitbar. Für einen Sensierung in der senkrecht dazu verlaufenden y-Achse ist das entsprechende Sensorsignal aus der Beziehung
derivable. For a sensation in the y-axis running perpendicular to it, the corresponding sensor signal is out of the relationship

C2 + C4/C1 + C3
C 2 + C 4 / C 1 + C 3

herleitbar.derivable.

Mit dieser vorgeschlagenen Anordnung ist somit bereits eine einfache Sensierung auf der x- und der y-Achse mög­ lich. Die Auswertung erfolgt mittels einer einfachen Lo­ gikschaltung und liefert die jeweilige Drehratengröße und richtung.With this proposed arrangement is therefore already simple sensing on the x and y axes is possible Lich. The evaluation is carried out using a simple Lo and provides the respective rotation rate size and direction.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Durchführung einer x, y 90° Drehratensensierung ist mit Hilfe zweier weiterer Detektionskapazitäten, senkrecht zu den oben be­ schriebenen, gegeben. Zusätzlich lässt sich hier durch Kombination und Interpolation der einzelnen Kapazitätsän­ derungen auch eine 45° Sensierung durchführen.Another advantageous way to carry out x, y 90 ° rotation rate sensing is possible with the help of two further detection capacities, perpendicular to the above be wrote, given. In addition, you can here Combination and interpolation of the individual capacitance changes a 45 ° sensation.

Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehra­ tensensors sind somit vier Elektroden jeweils in einem Winkelabstand von 45° so angeordnet, dass auf der x-Achse in der Hauptkipprichtung Kapazitäten C1 und C3 und in der anderen Richtung (y-Achse) Kapazitäten C2 und C4 ge­ bildet sind, so dass für eine Sensierung in der Hauptkipp­ achse das Sensorsignal aus der Beziehung
In this embodiment of the rotary sensor according to the invention, four electrodes are each arranged at an angular distance of 45 ° such that capacitances C 1 and C 3 on the x-axis in the main tilting direction and capacitances C 2 and in the other direction (y-axis) C 4 are formed so that the sensor signal from the relationship for a sensation in the main tilt axis

C1/C3
C 1 / C 3

herleitbar ist und für eine Sensierung in der senkrecht dazu verlaufenden y-Achse das entsprechende Sensorsignal aus der Beziehung
the corresponding sensor signal can be derived from the relationship and for a sensation in the y-axis running perpendicular thereto

C2/C4
C 2 / C 4

herleitbar ist.can be derived.

Eine genauere Auflösung der Drehratenrichtungssensierung ist in Weiterbildung der vorgeschlagenen Ausführungsfor­ men mit weiteren Detektionskapazitäten möglich. Für eine Winkelauflösung von 30° sind somit zwölf einzelne elek­ trisch voneinander getrennte Detektionskapazitäten C1 bis C12, wie oben erwähnt, erforderlich. Je nach Auflösung kann hier eine Anzahl C1 bis Cn gewählt werden.A more precise resolution of the rotation rate direction sensing is possible in a further development of the proposed embodiments with further detection capacities. For an angular resolution of 30 °, twelve individual, electrically separate detection capacitances C 1 to C 12 , as mentioned above, are required. Depending on the resolution, a number C 1 to C n can be selected here.

Zur Empfindlichkeitseinstellung der Sensierrichtungen ist das Aspektverhältnis (Verhältnis Höhe/Breite) der Aufhän­ gefedern oder -balken der Schwingstruktur geeignet zu di­ mensionieren. Eine geeignete Aufhängung der Schwingstruk­ tur ermöglicht entweder eine einheitliche Empfindlichkeit in allen Richtungen oder eine gezielt differenzierte Ein­ stellung der Empfindlichkeit für unterschiedliche Sensie­ rungsrichtungen. Bei geeignetem Abstand der beiden Anker­ punkte an der Schwingstruktur und gezielter Wahl der Auf­ hängungs- und Drehbalken läßt sich eine gezielte Einstel­ lung der Richtungsempfindlichkeit vorgeben.For setting the sensitivity of the sensing directions the aspect ratio (ratio height / width) of the hangers springs or beams of the vibrating structure suitable for di dimension. A suitable suspension of the vibrating structure tur either allows a uniform sensitivity in all directions or a specifically differentiated one setting the sensitivity for different senses directions. With a suitable distance between the two anchors points on the vibrating structure and targeted choice of open hanging and rotating bar can be a targeted setting Specify direction sensitivity.

In vorteilhafter Weise kann dabei die Schwingstruktur an mehreren radial verteilten, jeweils quer zur zu sensie­ renden Kipprichtung ausgerichteten, Aufhängebalken dreh­ beweglich aufgehängt werden, deren Aspektverhältnis so gestaltet ist, dass die Empfindlichkeit des Drehratensen­ sors in der jeweils zu sensierenden Richtung am größten ist. Andererseits gewährleistet die Gleichartigkeit der Aufhängebalken dabei die Richtungsunabhängigkeit der Emp­ findlichkeit. The vibrating structure can advantageously be applied several radially distributed, each across to sensie end of the tilting direction be flexibly suspended, their aspect ratio so is designed that the sensitivity of the rotation rate largest in the direction to be sensed is. On the other hand, the uniformity of the Suspension bars the directional independence of the emp sensitivity.  

Die Aufhängebalken können beispielsweise an einem zentra­ len Aufhängepunkt am Grundelement oder jeweils an mehre­ ren nichtzentralen Aufhängepunkten am Grundelement gela­ gert werden.The suspension beams can be attached to a zentra, for example len suspension point on the basic element or on several ren non-central suspension points on the basic element be tied.

In besonders vorteilhafter Weise kann der erfindungsgemä­ ße Drehratensensor als Beschleunigungssensor zur Erfas­ sung von Winkelbeschleunigungen in einem Kraftfahrzeug z. B. zur Auslösung von Sicherheitssystemen herangezogen werden. Beispielsweise bei einer Rollover- oder Crash- Überschlag-Sensierung aber auch zur Erfassung der Schlin­ gerdämpfung von Schiffen, zur besseren Steuerung fernge­ steuerte Modelle (Autos, Flugzeuge und Boote), bei Joy­ sticks, Visionhelmen, Sensorhandschuh, 3D-Maus oder auch bei Videocameras.In a particularly advantageous manner, the ure rotation rate sensor as an acceleration sensor for detection solution of angular accelerations in a motor vehicle e.g. B. used to trigger security systems become. For example in a rollover or crash Rollover sensing but also for the detection of the Schlin Damping of ships, remote control for better control piloted models (cars, planes and boats) at Joy sticks, vision helmets, sensor gloves, 3D mouse or even with video cameras.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildun­ gen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehre­ ren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungs­ form der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausfüh­ rungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred training gene of the invention go out not only from the claims the description and the drawings, the individual characteristics individually or for more ren in the form of sub-combinations in the execution form of the invention and realized in other fields his and advantageous as well as protectable execution represent representations for which protection is claimed here becomes.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Drehraten­ sensors werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Embodiments of a rotation rate according to the invention sensors are explained using the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungs­ beispiels eines mit je zwei gegenüberliegenden Kapa­ zitäten zur Detektierung von Kippschwingungen einer Schwingstruktur; Figure 1 is a schematic representation of an embodiment example of one with two opposite capacities for detecting tilting vibrations of an oscillating structure.

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungs­ beispiels eines mit vier, beispielsweise auf einem Kreis verteilten, Kapazitäten zur Detektierung der Kippschwingungen; Figure 2 is a schematic representation of an embodiment example of one with four, for example distributed on a circle, capacities for detecting the tilting vibrations.

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungs­ beispiels mit einer Vielzahl von gleichmäßig auf ei­ nem Kreis verteilten Kapazitäten zur Detektierung der Kippschwingungen; Figure 3 is a schematic representation of an embodiment example with a plurality of evenly distributed on a circle capacities for detecting the tilting vibrations.

Fig. 4 und 5 Darstellungen von verschiedenen Auf­ hängebalken der schwingenden Struktur nach den vor­ herigen Figuren und FIGS. 4 and 5 illustrations of various hanging bar on the vibrating structure to the front take precedence figures and

Fig. 6 und 7 Darstellungen der Anordnung von meh­ reren Aufhänge- oder Lagerpunkten der schwingenden Struktur nach den Fig. 1 bis 3. FIGS. 6 and 7 are diagrams of the arrangement of MEH reren suspending, or bearing points of the vibrating structure according to FIGS. 1 to 3.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Bauelemente eines Drehra­ tensensors 1, wie er in einigen grundsätzlichen Funktio­ nen dem Sensor aus dem eingangs erwähnten Stand der Tech­ nik WO 97/02467 A1 entspricht. Der Drehratensensor 1 be­ sitzt eine Schwingstruktur 2 mit einer Schwingmasse wel­ che ein Drehpendel bildet. Die Schwingstruktur 2 ist auf einem Lagerpunkt 5 schwebend gelagert, der mit dem Masse­ mittelpunkt der Schwingstruktur 2 zusammenfällt und sich auf einem hier nicht gezeigten Grundelement, beispiels­ weise ein Substrat, befindet. Die Schwingmasse ist als Bestandteil der Schwingstruktur 2 spiegelsymmetrisch zu dem Lagerpunkt 5 angeordnet, so dass die Schwingstruktur 2 ohne äußere Einflüsse auf den Lagerpunkt 5 eben schwe­ bend, lediglich von dem Lagerpunkt 5 abgestützt, ruht und in einem vorgegebenen Abstand zum Grundelement elektrisch isoliert gehalten ist. Die Schwingstruktur 2 kann bei­ spielsweise mit einem an sich bekannten Verfahren der Oberflächen-Mikromechanik aus einem Poly-Silizium-Mate­ rial strukturiert werden. Fig. 1 shows the essential components of a Drehra tensensors 1 , as it corresponds to the sensor from the above-mentioned prior art technology WO 97/02467 A1 in some basic functions. The rotation rate sensor 1 be sits a vibrating structure 2 with an oscillating mass wel che forms a rotary pendulum. The vibrating structure 2 is suspended on a bearing point 5 , which coincides with the center of mass of the vibrating structure 2 and is located on a base element, not shown here, for example a substrate. The oscillating mass is arranged as a component of the oscillating structure 2 in mirror symmetry to the bearing point 5 , so that the oscillating structure 2 is floating without external influences on the bearing point 5 , is only supported by the bearing point 5 , rests and is kept electrically insulated at a predetermined distance from the base element . The vibrating structure 2 can be structured, for example, with a known method of surface micromechanics from a poly-silicon material.

Die Aufhängung der Schwingstruktur 2 an dem Lagerpunkt 5 erfolgt mit mindestens einem Aufhänge- oder Drehbalken 6 und für eine Detektion in mehreren Richtungen, beispiels­ weise in y-Richtung, mindestens auch mit einem senkrecht dazu stehenden Aufhängebalken 3. Diese für sich gesehen auch schon im eingangs erwähnten Stand der Technik be­ schriebenen Aufhängebalken 6 besitzen beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ein hohes Aspektverhältnis, das heißt, diese sind im Verhältnis zu ihrer Höhe, die der Dicke der Schwingstruktur 2 entspricht, schmal. Dieses hohe Aspektverhältnis, z. B. des Aufhängebalken 6, ist hier nicht zwangsläufig notwendig, es führt jedoch zu ei­ ner relativ großen Empfindlichkeit der Schwingstruktur 2 in x-Richtung um eine große Unterdrückung von externen Störbeschleunigungen gegenüber den zu messenden Coriolis­ beschleunigungen zu erreichen.The suspension of the vibrating structure 2 at the bearing point 5 is carried out with at least one suspension or rotating bar 6 and for detection in several directions, for example in the y direction, at least also with a suspension bar 3 perpendicular thereto. These already described in the prior art be mentioned suspension beam 6 have a high aspect ratio in the described embodiment, that is, they are narrow in relation to their height, which corresponds to the thickness of the vibrating structure 2 . This high aspect ratio, e.g. B. the suspension beam 6 is not absolutely necessary here, but it leads to egg ner relatively large sensitivity of the vibrating structure 2 in the x direction to achieve a large suppression of external interference accelerations compared to the Coriolis accelerations to be measured.

Als Beispiel für eine gezielte Richtungsempfindlichkeit kann der Querschnitt des in x-Richtung verlaufenden Auf­ hängebalkens 3 einen quadratischen und der in y-Richtung verlaufende Aufhängebalken 6 den oben erwähnten rechteckigen Querschnitt aufweisen. Dieses Aspektverhältnis er­ möglicht eine leichte Drehung um die y-Achse, da hier ei­ ne Torsion des Y-Aufhängebalkens 6 und eine Biegung des x-Aufhängebalkens 3 erleichtert ist. Bei einer Drehung um die x-Achse ist diese hier erschwert, da eine relativ große Biegesteifigkeit des Y-Aufhängebalkens 6 und eine relativ große Torsionssteifigkeit des x-Aufhängebalkens 3 vorliegt. As an example of a targeted directional sensitivity, the cross section of the hanging beam 3 extending in the x direction can have a square cross section and the hanging beam 6 extending in the y direction can have the above-mentioned rectangular cross section. This aspect ratio he enables a slight rotation about the y-axis, since ei ne torsion of the Y-suspension beam 6 and a bend of the x-suspension beam 3 is facilitated. Rotation about the x-axis is more difficult here because the Y-suspension beam 6 has a relatively high bending stiffness and the X-suspension beam 3 has a relatively high torsional stiffness.

Neben der in der Fig. 1 dargestellten zentralen Aufhän­ gung am Lagerpunkt 5 im Mittelpunkt der Anordnung kann auch eine Aufhängung der Schwingstruktur 2 an mehreren Aufhängepunkten erfolgen, was weiter unten anhand von Fig. 6 und 7 erläutert wird.In addition to the central suspension shown in FIG. 1 at the bearing point 5 in the center of the arrangement, the oscillating structure 2 can also be suspended at several suspension points, which is explained further below with reference to FIGS. 6 and 7.

An radialen Stirnflächen der Schwingstruktur 2 nach der Fig. 1 sind jeweils Kammstrukturen zugeordnet, die beid­ seitig aus mit der Schwingstruktur 2 verbundenen und mit beweglichen Kämmen 7 und 8 und jeweils mit einem Kamm 9 bzw. 10 in Eingriff stehenden, die auf dem Grundelement fest angeordnet sind. Die feststehenden Kämme 9 und 10 sind über eine Kontaktierung 11 mit einer hier zunächst nicht dargestellten elektronischen Schaltungsanordnung verbunden. Eine elektrische Verbindung der Schwingstruk­ tur 2 und damit der an der Schwingstruktur 2 angeordneten beweglichen Kämme 7 und 8 an die Schaltungsanordnung er­ folgt über einen Massekontakt, der über den Lagerpunkt 5 und den Aufhängebalken 6 geführt ist. Alle Strukturen können hierbei über ein Zwischenoxid vom Grundelement bzw. vom Substrat elektrisch isoliert oder aber je nach Anschlußtechnik durch pn-Übergänge im Substrat elek­ trisch voneinander getrennt sein.Comb structures are assigned to the radial end faces of the oscillating structure 2 according to FIG. 1, which are connected on both sides to the oscillating structure 2 and with movable combs 7 and 8 and each with a comb 9 or 10 , which are fixed on the base element are arranged. The fixed combs 9 and 10 are connected via a contact 11 to an electronic circuit arrangement not shown here at first. An electrical connection of the Schwingstruk structure 2 and thus the arranged on the vibrating structure 2 movable combs 7 and 8 to the circuit arrangement it follows via a ground contact, which is guided via the bearing point 5 and the suspension beam 6 . All structures can be electrically isolated from the base element or from the substrate via an intermediate oxide or, depending on the connection technology, can be electrically separated from one another by pn junctions in the substrate.

Unterhalb der Schwingmassen auf der Schwingstruktur 2 sind auf dem Grundelement jeweils Elektroden 20, 21 und 22, 23 angeordnet, die zur kapazitiven Erfassung der Kippschwingungen der Schwingstruktur 2 dienen und hier gestrichelt eingezeichnet sind. Die Elektroden 20, 21 und 22, 23 sind beispielsweise über eine Isolationsschicht, beispielsweise einem Siliziumoxid, auf dem Grundelement bzw. dem Substrat angeordnet, wobei in Draufsicht gesehen die Elektroden 20, 21 und 22, 23 mit ihrer Kontur den Kreissektorabschnitten der Schwingmassen auf der Schwing­ struktur 2 weitgehend angepasst sind, jedoch kleiner sind als die Projektionen der jeweiligen Kreissektorabschnit­ te. Die Elektroden 20, 21 und 22, 23 sind jeweils über eine hier nicht erkennbare Kontaktierung mit der oben er­ wähnten Schaltungsanordnung verbunden.Below the vibrating masses on the vibrating structure 2 , electrodes 20 , 21 and 22 , 23 are arranged on the base element, which are used for capacitive detection of the tilting vibrations of the vibrating structure 2 and are shown here in broken lines. The electrodes 20 , 21 and 22 , 23 are arranged, for example, over an insulation layer, for example a silicon oxide, on the base element or the substrate, with the contour of the electrodes 20 , 21 and 22 , 23 seen in plan view with the circular sector sections of the vibration masses on the Vibration structure 2 are largely adapted, but are smaller than the projections of the respective sector sectors. The electrodes 20 , 21 and 22 , 23 are each connected to the circuit arrangement mentioned above via a contact which cannot be seen here.

Die Funktion des in der Fig. 1 dargestellten Drehraten­ sensors 1 wird folgend erläutert:
Mittels der Kämme 9 und 10 wird die Schwingstruktur 2 in eine planare Drehschwingung um den Lagerpunkt 5 gemäß der Pfeile 12 versetzt, wobei Kämme 7 und 8 an der Schwing­ strukur 2 als elektrostatische Kammantriebe wirken. Die Schwingstruktur 2 vollführt somit eine planare Torsions- bzw. Drehschwingung um den Lagerpunkt 5. Die an der Schwingstruktur 2 angeordneten Kämme 7 und 8 bilden dar­ über hinaus einen kapazitiven Schwingungsabgriff für die Drehschwingung der Schwingstruktur 2 und können für eine Amplitudenstabilisierung der Drehschwingung und eine elektronische Rückkopplung zur Entdämpfung der Dreh­ schwingung genutzt werden.
The function of the rotation rate sensor 1 shown in FIG. 1 is explained as follows:
By means of the combs 9 and 10 , the vibrating structure 2 is set in a planar torsional vibration around the bearing point 5 according to the arrows 12 , with the combs 7 and 8 acting on the vibrating structure 2 as electrostatic comb drives. The vibrating structure 2 thus executes a planar torsional or torsional vibration around the bearing point 5 . The combs 7 and 8 arranged on the vibrating structure 2 also form a capacitive vibration pickup for the torsional vibration of the vibrating structure 2 and can be used for amplitude stabilization of the torsional vibration and electronic feedback for damping the torsional vibration.

Im Ausgangszustand des Drehratensensors 1 befindet sich somit die Schwingstruktur 2 in einer gleichmäßigen ebenen Drehschwingung um den Lagerpunkt 5. Die, wie oben be­ schrieben, ein hohes Aspektverhältnis aufweisenden Auf­ hängebalken 6 und 3 sind sowohl weich gegenüber dieser ebenen Drehschwingung als auch gegenüber einer sog. out- of-plane Torsion, was eine relativ niedrige Resonanzfre­ quenzen der entsprechenden Moden zur Folge hat. Für eine externe Störbeschleunigung sind die Aufhängebalken 6 und 3 dagegen biegesteif, so dass diese vor Ort unterdrückt werden.In the initial state of the rotation rate sensor 1 , the oscillation structure 2 is thus in a uniform, plane torsional oscillation around the bearing point 5 . The, as described above, be on a high aspect ratio on suspension beams 6 and 3 are both soft against this flat torsional vibration and against a so-called. Out-of-plane torsion, which results in a relatively low resonance frequencies of the corresponding modes. On the other hand, the suspension beams 6 and 3 are rigid against external interference acceleration, so that they are suppressed on site.

Beim Auftreten einer Coriolisbeschleunigung, die auf den Drehratensensor einwirkt, wird die sich um den Lagerpunkt 5 in ebenen Drehschwingung befindende Schwingstruktur 2 um die Befestigungsachse periodisch ausgelenkt, so dass die ebene Drehschwingung der Schwingstruktur 2 in eine Dreh-Kipp-Schwingung überführt wird. Es findet somit zu­ sätzlich eine out-of-plane-Schwingung der Schwingstruktur 2 statt, durch die eine Abstandsänderung zwischen den Schwingmassen auf der Schwingstruktur 2 und den jeweils darunter befindlichen Elektroden 20, 21 bzw. 22, 23 er­ folgt. Diese Abstandsänderung kann über die Elektroden 20, 21, und 22, 23 und die über den Massekontakt kontak­ tierte Schwingstruktur 2 kapazitiv detektiert werden. In­ folge der out-of-plane-Schwingung wird beispielsweise der Abstand zwischen der Schwingstruktur 2 und den Elektroden 20, 21 verringert, während gleichzeitig sich der Abstand zwischen der Schwingstruktur 2 und den Elektroden 22, 23 vergrößert wird.When a Coriolis acceleration occurs, which acts on the rotation rate sensor, the oscillating structure 2 , which is located in the plane torsional vibration around the bearing point 5 , is periodically deflected about the fastening axis, so that the planar torsional oscillation of the oscillating structure 2 is converted into a rotating and tilting oscillation. There is therefore an additional out-of-plane oscillation of the oscillating structure 2 , which results in a change in the distance between the oscillating masses on the oscillating structure 2 and the electrodes 20 , 21 and 22 , 23 located below it. This change in distance can be detected capacitively via the electrodes 20 , 21 , and 22 , 23 and the vibrating structure 2 contacted via the ground contact. As a result of the out-of-plane vibration, the distance between the vibrating structure 2 and the electrodes 20 , 21 is reduced, for example, while at the same time the distance between the vibrating structure 2 and the electrodes 22 , 23 is increased.

Bei einer Umkehr der Schwingung wird der Abstand zwischen der Schwingstruktur 2 und den Elektroden 22, 23 verrin­ gert, während sich der Abstand zwischen der Schwingstruk­ tur 2 und den Elektroden 20, 21 vergrößert. Hiermit steigt die Kapazität zwischen den Schwingmassen und den Elektroden 20, 21 beziehungsweise 22, 23 periodisch an oder fällt periodisch ab. Mittels der beschriebenen elek­ trischen Kontaktierungen können diese Kapazitätsvariatio­ nen mit der nicht dargestellten Schaltungsanordnung, aus­ gewertet werden und ein der Kapazitätsvariation propor­ tionales Signal, das ein Maß für die am Drehratensensor 1 erfolgende Drehimpulsänderung liefert, überführt werden. Die Elektroden 20, 21 und 22, 23 sind in Draufsicht etwas kleiner als die gegenüberliegende Schwingstruktur 2, so­ mit verbleiben diese auch während der ebenen Drehschwin­ gung der Schwingstruktur 2 vollständig unterhalb der je­ weils gegenüberliegenden Schwingmassen, wodurch keine Ka­ pazitätsvariation entstehen können, die zu einer Signal­ veränderung führen würde.When the vibration is reversed, the distance between the vibrating structure 2 and the electrodes 22 , 23 is reduced, while the distance between the vibrating structure 2 and the electrodes 20 , 21 increases. With this, the capacitance between the oscillating masses and the electrodes 20 , 21 or 22 , 23 periodically increases or decreases periodically. By means of the electrical contacts described, these capacitance variations can be evaluated with the circuit arrangement, not shown, and a signal proportional to the capacitance variation, which provides a measure of the angular momentum change occurring at the rotation rate sensor 1, can be transferred. The electrodes 20 , 21 and 22 , 23 are somewhat smaller in plan view than the opposite vibrating structure 2 , so they remain even during the plane torsional vibration of the vibrating structure 2 completely below the opposite vibrating masses, which means that no capacitance variation can occur would lead to a signal change.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 bildet jeweils die Schwingstruktur 2 mit der Elektrode 22 eine Kapazität C1 und mit der Elektrode 23 eine Kapazität C2 sowie mit der Elektrode 20 eine Kapazität C3 und mit der Elektrode 21 eine Kapazität C4. Bei einer in x-Richtung vorhandenen Drehrate wird das durch die Drehimpulsänderung verursach­ te Verkippen der Schwingstruktur 2 im Verhältnis der Ka­ pazitätsänderungen der Kapazitäten C1 und C2 zu den Ka­ pazitäten C3 und C4 detektiert; es gilt somit für eine X- Sensierung:
In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the oscillating structure 2 forms a capacitance C 1 with the electrode 22 and a capacitance C 2 with the electrode 23 and a capacitance C 3 with the electrode 20 and a capacitance C 4 with the electrode 21 . In the case of a rotation rate in the x direction, the tilting of the oscillating structure 2 caused by the change in angular momentum is detected in the ratio of the changes in capacitance of the capacitances C 1 and C 2 to the capacitances C 3 and C 4 ; the following therefore applies to an X sensation:

C1 + C2/C3 + C4.C 1 + C 2 / C 3 + C 4 .

Bei einer in y-Richtung vorhandenen Drehrate wird das durch die Drehimpulsänderung verursachte Verkippen im Verhältnis der Kapazitätsänderungen der Kapazitäten C1 und C3 zu den Kapazitäten C2 und C4 detektiert; es gilt somit für eine Y-Sensierung:
In the case of a yaw rate in the y direction, the tilting caused by the change in angular momentum is detected in the ratio of the changes in capacitance of capacitances C 1 and C 3 to capacitances C 2 and C 4 ; the following therefore applies to a Y-sensing:

C2 + C4 / C1 + C3.C 2 + C 4 / C 1 + C 3 .

Bei einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind Elektro­ den 30, 31, 32 und 33 so angeordnet, dass sie der Schwingstruktur 2 kreisförmig verteilt gegenüberliegen. Die gleich wirkenden Bauelemente sind hier mit den glei­ chen Bezugszeichen wie bei der Fig. 1 versehen. Die Schwingstruktur 2 bildet hier mit der Elektrode 30 eine Kapazität C1, mit der Elektrode 31 eine Kapazität C2, mit der Elektrode 32 eine Kapazität C3 und mit der Elektrode 33 eine Kapazität C4. Die Elektroden liegen sich hierbei jeweils senkrecht gegenüber. Bei einer in x-Richtung vor­ handenen Drehrate wird das durch die Drehimpulsänderung verursachte Verkippen der Schwingstruktur 2 im Verhältnis der Kapazitätsänderungen der Kapazität C1 zu der Kapa­ zität C3 detektiert; es gilt somit für eine X- Sensierung:
In an exemplary embodiment according to FIG. 2, the electrodes 30 , 31 , 32 and 33 are arranged in such a way that they lie opposite the oscillating structure 2 in a circular distribution. The components with the same effect are provided with the same reference numerals as in FIG. 1. The swing structure 2 forms here with the electrode 30, a capacitance C 1, with the electrode 31, a capacitor C 2, to the electrode 32, a capacitance C 3 and with the electrode 33, a capacitance C. 4 The electrodes are opposite each other. At a rotation rate in the x direction, the tilting of the oscillating structure 2 caused by the change in angular momentum is detected in the ratio of the changes in capacitance of the capacitance C 1 to the capacitance C 3 ; the following therefore applies to an X sensation:

C1/C3.
C 1 / C 3 .

Bei einer in y-Richtung vorhandenen Drehrate wird das durch die Drehimpulsänderung verursachte Verkippen im Verhältnis der Kapazitätsänderungen der Kapazität C2 zu der Kapazität C4 detektiert; es gilt somit für eine Y- Sensierung:
In the case of a rotation rate in the y direction, the tilting caused by the change in angular momentum is detected in the ratio of the changes in capacitance of the capacitance C 2 to the capacitance C 4 ; the following therefore applies to a Y sensation:

C2/C4 C 2 / C 4

Bei dieser Anordnung läßt sich bei einem geeigneten Ab­ stand der Ankerpunkte und gezielter Wahl der Aufhängebal­ ken eine genaue Einstellung der Richtungsempfindlichkeit vornehmen. Eine geeignete Auswerteschaltung kann über die gemessenen Kapazitätsänderungen die jeweilige Orientie­ rung der Drehratenrichtung ermitteln. Zusätzlich lässt sich hierbei durch Kombination und Interpolation der ein­ zelnen Kapazitätsänderungen eine 45° Sensierung durchfüh­ ren.With this arrangement, a suitable Ab the anchor points and targeted choice of the suspension bale a precise setting of the directional sensitivity make. A suitable evaluation circuit can be used via the measured changes in capacity the respective orientation Determine the direction of rotation rate. In addition leaves by combining and interpolating the one perform a 45 ° sensation for individual changes in capacity ren.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehratensensors nach Fig. 3 zeigt eine noch erweiterte Elektrodenanordnung, bei der Elektroden 40 bis 51, hier auf einem Kreis verteilt, der Schwingstruktur 2 gegen­ überliegen. Es sind auch andere geometrische Anordnungen als die Kreisform möglich mit Detektionskapazitäten C1 bis Cn. Für eine Winkelauflösung von 30° sind somit hier 12 elektrisch voneinander isolierte Detektionskapazitäten C1 bis C12 gebildet, deren Ausgangssignale in einer der oben beschriebenen Weise vergleichbaren Technik ausgewer­ tet werden können. Bei einer höheren Auflösung werden entsprechend mehr Detektionskapazitäten angeordnet. Die Aufhängung der Schwingstruktur 2 kann gemäß Fig. 4 oder Fig. 5 über mehrere radial verlaufende Strukturen zu ei­ nem zentralen Punkt 5 oder auch, wie oben erwähnt, zu mehreren Aufhängepunkten erfolgen. Die in der Fig. 4 ge­ zeigten Aufhängebalken 52 sind jeweils mit einem Win­ kelabstand von 45° und die in der Fig. 5 gezeigten Auf­ hängebalken 53 sind jeweils mit einem Winkelabstand von 30° über den zentralen Aufhängepunkt 5 verteilt. Die Gleichartigkeit der Aufhängebalken 52 oder 53 gewährlei­ stet dabei die Richtungsunabhängigkeit der Empfindlich­ keit. Das jeweilige Aspektverhältnis kann dabei in Anleh­ nung an die anhand der Fig. 1 beschriebenen geometri­ schen Gestaltung, ev. mit Zwischenstufen, gewählt werden.A further exemplary embodiment of the rotation rate sensor according to the invention according to FIG. 3 shows an even expanded electrode arrangement in which electrodes 40 to 51 , here distributed on a circle, lie opposite the oscillating structure 2 . Geometric arrangements other than the circular shape are also possible with detection capacitances C 1 to C n . For an angular resolution of 30 °, 12 electrically isolated detection capacitances C 1 to C 12 are formed here, the output signals of which can be evaluated in a manner comparable to that described above. With a higher resolution, correspondingly more detection capacities are arranged. The suspension of the swing structure 2 can of FIG. 4 or FIG. 5 and as mentioned above, via a plurality of radially extending structures ei nem central point 5 or to several suspension points. The suspension beams 52 shown in FIG. 4 are each with a winel distance of 45 ° and the suspension beams 53 shown in FIG. 5 are each distributed at an angular distance of 30 ° over the central suspension point 5 . The similarity of the suspension beams 52 or 53 ensures that the sensitivity is independent of the direction. The respective aspect ratio can be selected on the basis of the geometrical design described with reference to FIG. 1, possibly with intermediate stages.

In den Fig. 6 und 7 sind beispielhaft auch die Aufhän­ gung der Schwingstruktur 2 an mehreren Lagerpunkten 60 und 61 (Fig. 6) und 62 und 63 (Fig. 7) gezeigt. Bei dieser Aufhängung kann jeweils eine leichte Drehung um die y-Achse erfolgen, jedoch ist hier keine Drehung um die x-Achse möglich, was dann zu einer erhöhten Rich­ tungssensitivität führt und bei der Gestaltung des Aspektverhältnisses in geeigneter Weise zu berücksichti­ gen ist. Unterschiedlich große Richtungssensitivitäten lassen sich hierbei auch durch unterschiedlich große De­ tektionskapazitäten erreichen.In Figs. 6 and 7 are exemplary and the Aufhän supply of the vibrating structure 2 at a plurality of bearing points 60 and 61 (Fig. 6) and 62 and 63 (Fig. 7) is shown. With this suspension, a slight rotation about the y-axis can take place, but no rotation about the x-axis is possible here, which then leads to increased directional sensitivity and must be taken into account in a suitable manner when designing the aspect ratio. Directional sensitivities of different sizes can also be achieved through differently large detection capacities.

Claims (9)

1. Drehratensensor, insbesondere ein Coriolis- Drehratensensor, mit
einer auf einem Grundelement drehbeweglich aufgehängten Schwingstruktur (2), an der durch eine extern einwirkende Drehrate eine Drehimpulsänderung bewirkbar ist und mit
einer kapazitiven Sensoranordnung, mit der die durch die Drehimpulsänderung hervorgerufene Kippbewegung der Schwingstruktur (2) detektierbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass
die kapazitive Sensoranordnung durch eine Mehrzahl von Kapazitäten (C1 bis C12, Cn) gebildet ist, wobei die ei­ nen Elektroden der Kapazitäten auf einem Kreisumfang der als die andere Elektrode wirkende Schwingstruktur (2) derart gegenüberliegen, dass eine kapazitive Detektion von Kippbewegungen der Schwingstruktur (2) in mehreren Richtungen der Kippbewegung durchführbar ist.
1. rotation rate sensor, in particular a Coriolis rotation rate sensor, with
an oscillating structure ( 2 ) which is rotatably suspended on a base element and on which an angular momentum change can be brought about by an externally acting rate of rotation and with
A capacitive sensor arrangement with which the tilting movement of the oscillating structure ( 2 ) caused by the change in angular momentum can be detected, characterized in that
the capacitive sensor arrangement is formed by a plurality of capacitances (C 1 to C 12 , C n ), the electrodes of the capacitances lying on a circumference opposite the oscillating structure ( 2 ) acting as the other electrode such that capacitive detection of tilting movements the oscillating structure ( 2 ) can be carried out in several directions of the tilting movement.
2. Drehratensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass
eine Vielzahl von Elektroden (20 bis 23; 30 bis 33; 40 bis 51) einzeln oder in Gruppen angeordnet sind, so dass eine Vielzahl von Kapazitäten C1 bis C12 gebildet sind, und dass für eine Sensierung der Kippbewegung der Schwingstruktur (2) in einer oder mehreren Achsen (x, y, z) aus den Kapazitätsänderungen der sich in etwa gegenüber­ liegenden Kapazitäten die Sensorsignale herleitbar sind.
2. rotation rate sensor according to claim 1, characterized in that
a plurality of electrodes ( 20 to 23 ; 30 to 33 ; 40 to 51 ) are arranged individually or in groups, so that a multiplicity of capacitances C 1 to C 12 are formed and that for sensing the tilting movement of the oscillating structure ( 2 ) The sensor signals can be derived in one or more axes (x, y, z) from the changes in capacitance of the capacitors which are approximately opposite one another.
3. Drehratensensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass
jeweils zwei Elektroden (20, 21 und 22, 23) beidseitig ei­ ner Achse (x) in der Hauptkipprichtung sich gegenüberlie­ gend angeordnet sind, so dass an einem Ende Kapazitäten C1 und C2 mit den Elektroden (22, 23) und am anderen Ende Kapazitäten C3 und C4 mit den Elektroden (21, 22) gebildet sind, so dass für eine Sensierung in der Hauptkippachse (x) das Sensorsignal aus der Beziehung
C1 +C2/C3 + C4
gebildet ist und für eine Sensierung in der senkrecht da­ zu verlaufenden Achse (y) das entsprechende Sensorsignal aus der Beziehung
C2 + C4/C1 + C3
herleitbar ist.
3. rotation rate sensor according to claim 2, characterized in that
Two electrodes ( 20 , 21 and 22 , 23 ) are arranged on both sides of an axis (x) in the main tilting direction, so that capacitances C 1 and C 2 with the electrodes ( 22 , 23 ) at one end and at the other End capacitances C 3 and C 4 are formed with the electrodes ( 21 , 22 ), so that for a sensation in the main tilt axis (x) the sensor signal is out of the relationship
C 1 + C 2 / C 3 + C 4
is formed and the corresponding sensor signal from the relationship for a sensation in the axis (y) to be run perpendicularly there
C 2 + C 4 / C 1 + C 3
can be derived.
4. Drehratensensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass
vier Elektroden (30, 31, 32, 33) jeweils in einem Winkelab­ stand von 45° so angeordnet sind, dass auf einer Achse (x) in der Hauptkipprichtung die Elektroden (30,32) sich gegenüberliegen, so dass in dieser Richtung Kapazitäten C1 und C3 und in der anderen Richtung (y) Kapazitäten C2 und C4 mit den Elektroden (31, 33) gebildet sind, so dass für eine Sensierung in der Hauptkippachse (x) das Sensor­ signal aus der Beziehung
C1/C3
gebildet ist und für einen Sensierung in der senkrecht dazu verlaufenden Achse (y) das entsprechende Sensorsig­ nal aus der Beziehung
C2/C4
herleitbar ist.
4. rotation rate sensor according to claim 2, characterized in that
four electrodes ( 30 , 31 , 32 , 33 ) were each arranged at an angle of 45 ° so that the electrodes ( 30 , 32 ) lie opposite one another on an axis (x) in the main tilting direction, so that capacitances C 1 and C 3 and in the other direction (y) capacitances C 2 and C 4 are formed with the electrodes ( 31 , 33 ), so that for a sensation in the main tilt axis (x) the sensor signal from the relationship
C 1 / C 3
is formed and for a sensation in the perpendicular axis (y) the corresponding sensor signal from the relationship
C 2 / C 4
can be derived.
5. Drehratensensor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwingstruktur (2) an mehreren radial verteilten je­ weils quer zur zu sensierenden Kipprichtung ausgerichte­ ten Aufhängebalken (6) drehbeweglich aufgehängt ist, de­ ren Aspektverhältnis so gestaltet ist, dass die Empfind­ lichkeit des Drehratensensor in der jeweils zu sensieren­ den Richtung am größten ist.
5. rotation rate sensor according to one of the preceding claims, characterized in that
the vibrating structure ( 2 ) is rotatably suspended from several radially distributed suspension beams ( 6 ), each oriented transversely to the tilt direction to be sensed, whose aspect ratio is designed so that the sensitivity of the rotation rate sensor is greatest in the direction to be sensed in each case.
6. Drehratensensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass
die Aufhängebalken (6; 52; 53) an einem zentralen Aufhänge­ punkt (5) am Grundelement gelagert sind.
6. rotation rate sensor according to claim 5, characterized in that
the suspension beams ( 6 ; 52 ; 53 ) are mounted on a central suspension point ( 5 ) on the base element.
7. Drehratensensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass
die Aufhängebalken jeweils an mehreren nichtzentralen Aufhängepunkten (60, 61; 62, 63) am Grundelement gelagert sind.
7. rotation rate sensor according to claim 5, characterized in that
the suspension beams are each mounted on the non-central suspension points ( 60 , 61 ; 62 , 63 ) on the base element.
8. Drehratensensor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass
der Drehratensensor als Beschleunigungssensor zur Erfas­ sung von Winkelbeschleunigungen in einem beweglichen mo­ bilen System zur Auslösung von Sicherheits- oder sonsti­ gen Systemen heranziehbar ist.
8. rotation rate sensor according to one of the preceding claims, characterized in that
the rotation rate sensor can be used as an acceleration sensor for detecting angular accelerations in a mobile, mobile system for triggering safety or other systems.
9. Drehratensensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass
das bewegliche mobile System eine Kraftfahrzeug ist.
9. rotation rate sensor according to claim 5, characterized in that
the mobile mobile system is a motor vehicle.
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