DE19937747C2 - Mechanischer Resonator für Rotationssensor - Google Patents

Description

Drehratensensoren (Gyroscope) messen Winkelgeschwindigkeiten oder allgemein Drehbewegungen. Mechanische Gyroscope nutzen zur Messung in der Regel die Corioliskraft aus, indem nach Art eines Kreiselkompasses ein rotierender Massekörper senk­ recht zur Rotationsachse ausgelenkt wird. Dabei tritt ein zu­ sätzliches Drehmoment um eine auf diesen beiden Drehachsen senkrechte Achse auf, die zu der vom Kreisel bekannten Prä­ zessionsbewegung führt. Die Stärke dieses zusätzlichen Dreh­ momentes ist ein Maß für die Rotationsbewegung des Gesamtsys­ tems.

In der modernen Technik wächst die Notwendigkeit, Bewegungen detailliert zu erfassen, wozu auch die Messung der Winkelge­ schwindigkeit gehört. Im Zuge der fortschreitenden Miniaturi­ sierung, insbesondere auch im Zusammenhang mit dem zunehmen­ den Einsatz elektronischer Schaltungen, werden Drehratensen­ soren gefordert, die sehr klein hergestellt und insbesondere mit elektronischen Komponenten integriert werden können. In Oberflächenmikromechanik der Halbleitertechnologie herge­ stellte Drehratensensoren sind daher für eine Vielzahl von Anwendungen besonders geeignet. Eine Schwierigkeit bei derar­ tigen mikromechanischen Drehratensensoren liegt darin, daß eine vollständige Rotationsbewegung eines Sensorelementes konkstruktionsbedingt nicht möglich oder nicht erwünscht ist. Bei mikromechanischen Drehratensensoren sind daher üblicher­ weise Masseteile vorhanden, die in eine oszillierende Drehbe­ wegung (Drehschwingung) versetzt werden können.

In der Veröffentlichung von W. Geiger et al.: "New Designs of Micromachined Vibrating Rate Gyroscopes with Decoupled Oscil­ lation Modes" in Proceedings IEEE Transducers 97, Chicago, June 1997, ist ein Drehratensensor beschrieben, bei dem zwi­ schen einem Innenteil und einem Außenteil der beweglichen Masse federnde Torsionsgelenke vorhanden sind. Damit sollen vertikal zum Masseteil wirkende Drehmomente kompensiert oder gedämpft werden, die bei der Bewegung des Masseteiles dadurch zustande kommen, daß die federnden Aufhängungen in ihrem Querschnitt keine vertikale Symmetrieachse besitzen, also z. B. parallelogrammförmig sind. Diese Kopplung zwischen hori­ zontaler Antriebsschwingung und vertikaler Bewegung entsteht, bei Annahme isotroper Elastizitätseigenschaften, durch ein gemischtes Flächenträgheitsmoment der Aufhängung des Masse­ teiles bezüglich der Bewegungsachsen von horizontaler An­ triebsschwingung und vertikaler Coriolisbewegung. Deshalb ist es erforderlich, daß die Flächen zur Detektion der Coriolis­ bewegung so angeordnet und ausgebildet sind, daß eine verti­ kale Auslenkung der Aufhängung zu keiner Änderung des Detek­ tionssignals führt. Außerdem soll, wie z. B. aus der Veröf­ fentlichung von R. Voss et al.: "Silicon Angular Rate Sensor for Automotive Applications with Piezoelectric Drive and Pie­ zoresistive Read-out" in Proceedings IEEE Transducers 97, Chicago, June 1997, bekannt ist, ungefähre Übereinstimmung zwischen den Resonanzfrequenzen der horizontalen Drehschwin­ gung und der vertikalen, zu detektierenden Coriolisschwingung erzielt werden.

Aus der DE 195 23 895 A1 ist ein Drehratensensor bekannt mit einer Schwingstruktur umfassend zwei Schwingmassen, die starr miteinander gekoppelt sind. Die Schwingstruktur ist auf einem Sustrat in einem Lagerpunkt gelagert, der mit dem Massemit­ telpunkt der Schwingstruktur zusammenfällt. Unter der Schwingstruktur im Substrat befinden sich Elektroden, die ka­ pazitiv den Abstand der Schwingstruktur von dem Substrat er­ fassen. Ferner ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die aus dem Signal der Elektroden ein Maß für die auf den Drehra­ tensensor einwirkende Coriolisbeschleunigung ermittelt. Der Nachteil dieses Sensors ist, dass durch eine zu weit gehende Annäherung der Schwingstruktur an das Substrat das durch die eine zu detektierende Drehbewegung erfolgt. Gegenkoppelelekt­ roden auf dem Träger sind ferner den Elektrodenflächen in senkrechter Richtung gegenüber liegend angeordnet. Die Gegen­ koppelelektroden sind so angeordnet und dimensioniert, das sich durch Anlegen elektrischer Potentiale an die Gegenkop­ pelelektroden ein auf das Massenteil um die Gerade, längs de­ rer die federnde Aufhängung ausgerichtet ist, wirkendes Dreh­ moment kompensieren lässt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen micromecha­ nischen herstellbaren mechanischen Resonator für Rotations­ sensoren anzugeben, bei dem auch bei größeren Fertigungstole­ ranzen die Messung nicht durch zusätzlich auftretende Drehmo­ mente verfälscht wird.

Diese Aufgabe wird mit dem mechanischen Resonator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Der erfindungemäße Resonator umfasst ein als Schwungmasse fungierendes Masseteil, das mittels einer federnden Aufhän­ gung auf einem Träger befestigt ist. In der Ruhelage des Mas­ seteiles existiert eine Symmetrieachse, bezüglich derer das Masseteil und die federnde Aufhängung spiegelsymmetrisch sind. Die federnde Aufhängung, mit der das Masseteil auf ei­ nem Träger befestigt ist, ist streifenförmig und längs dieser Symmetrieachse ausgerichtet. Es gibt keine Aufhängungen, die in Ruhelage des Masseteiles nicht mit der Symmetrieachse zu­ sammenfallen. Der Resonator ist dafür vorgesehen, eine Dreh­ bewegung um eine senkrecht zu dieser Symmetrieachse verlau­ fende Achse zu detektieren. Die infolge der Corioliskraft an­ geregte zusätzliche Drehschwingung erfolgt dann um die Sym­ metrieachse. Außerhalb dieser Symmetrieachse sind daher an dem Massenteil elektrisch leitende Flächen als Elektroden zur Detektion einer Auslenkung des Massenteiles der Ebene der Ru­ helage vorhanden, denen am Träger gegenüberliegend entspre­ chende Gegenelektroden zugeordnet sind. Die Elektrodenflächen sind vorzugsweise so ausgebildet, dass bei einer Drehschwin­ gung des in Betrieb genommenen Resonators die Form der Flä­ chen, in denen die Elektroden einander überlappen, stets gleich bleibt. Diese Überlappungsflächen sind in der Ruhelage vorzugsweise spiegelsymmetrisch bezüglich der Achse, um die eine zu dektierende Drehbewegung erfolgt.

Es erfolgt eine genauere Beschreibung des erfindungsgemäßen Resonators anhand von Beispielen, die in den Fig. 1-4 dar­ gestellt sind. Die Figuren zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Resonators in Auf­ sicht.

Fig. 1 zeigt einen mikromechanisch herstellbaren mechani­ schen Resonator gemäß der Erfindung in Aufsicht. Dieser Reso­ nator besitzt ein Masseteil (seismische Masse) DF1, DF2, V1, V2, das schichtartig im wesentlichen in einer Ebene ausge­ bildet ist und vorzugsweise aus Polysilizium oder monokri­ stallinem Silizium hergestellt werden kann. Dieses Masseteil ist mittels einer federnden Aufhängung FA mit einem Anker­ punkt AN auf einem Träger befestigt. Der Träger kann z. B. ein Substrat aus Halbleitermaterial, vorzugsweise aus Silizium, sein. In dem Halbleiterkörper können dann elektronische Kom­ ponenten, die zur Ansteuerung des Resonators und zur Erfassung und Aus­ wertung von Meßsignalen dienen, integriert sein. In Fig. 1 ist eine bezüglich des Trägers ortsfeste Gerade SAX als Sym­ metrieachse des Resonators in Ruhelage eingezeichnet. Zur Veranschaulichung ist der Resonator in der Zeichnung in einer aus der Ruhelage ausgelenkten Position dargestellt. Die in Ruhelage längs der Geraden SAX verlaufende federnde Aufhän­ gung FA ist daher in der Darstellung der Zeichnung aus der Richtung der Geraden SAX heraus gekrümmt. Der Befestigungs­ punkt der federnden Aufhängung FA an dem Ankerpunkt AN bleibt aber bei jeder Bewegung auf der Geraden SAX.

Das Masseteil besitzt Detektionsflächen DF1, DF2, die in die­ sem Ausführungsbeispiel durch Verbindungen V1, V2 starr mit­ einander verbunden sind. Die Detektionsflächen sind als Elek­ troden elektrisch leitend ausgebildet und mit einem elektri­ schen Anschluß auf dem Träger elektrisch leitend verbunden. Der elektrische Anschluß erfolgt bei diesem Ausführungsbei­ spiel durch den Ankerpunkt AN über die Verbindungen V1, V2 und die federnde Aufhängung FA. Vorzugsweise ist das gesamte Masseteil elektrisch leitend ausgebildet, z. B. durch Einbrin­ gen von Dotierstoff in das Silizium. Zur Anregung der Dreh­ schwingung ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Kammstruk­ tur KS vorhanden, die durch eine Vielzahl miteinander ver­ zahnter Elektrodenfinger gebildet ist, die teils an einem an dem Masseteil angebrachten Balken, teils an auf dem Träger befestigten Elektroden angebracht sind. Zur Kontrolle der er­ zeugten Drehschwingung können außer den eigentlichen Antrieb­ selektroden AE1, AE2 noch Antriebsdetektionselektroden AD1, AD2 vorhanden sein, die ebenfalls kammartig mit den Elektro­ den am Masseteil verzahnt sind. Die Antriebsdetektionselek­ troden AD1, AD2 können gegenüber den Antriebselektroden AE1, AE2 durch Schirmelektroden EE1, EE2, abgeschirmt sein. Falls keine Antriebsdetektionselektroden vorhanden sind, können die Antriebselektroden den gesamten Bereich der Kammstruktur um­ fassen, was durch die gestrichelten Linien zwischen den Schirmelektroden EE1, EE2 und den jeweils benachbarten Elek­ troden in Fig. 1 angedeutet ist.

Mittels dieser Antriebsvorrichtung wird das Masseteil in Drehschwingungen um eine senkrecht zur Zeichenebene verlau­ fende Achse angeregt. Wird das Gesamtsystem einer Drehbewe­ gung unterworfen, indem der Träger um die bezüglich des Trä­ gers ortsfeste Gerade SAY (Fig. 1) gedreht wird, tritt in­ folge der Drehschwingung, die das Masseteil in der Zeichene­ bene ausführt, das aus der Corioliskraft resultierende Drehmoment um die Gerade SAX auf. Das führt dazu, daß das Ma­ sseteil aus der Ebene seiner Ruhelage gedreht wird, was wegen der Elastizität der federnden Aufhängung FA zu einer, aller­ dings um die Gerade SAX erfolgenden, weiteren Drehschwingung führt. Eine der Detektionsflächen des Masseteiles nähert sich daher der Oberfläche des Trägers, während sich die andere von dieser Oberfläche entfernt.

Als Beispiel sind in Fig. 1 an dieser Oberfläche des Trägers angeordnete Detektionselektroden DE1, DE2 eingezeichnet. Statt an der Oberseite des Trägers zwischen dem Masseteil und dem Träger können derartige Detektionselektroden auf der von dem Träger abgewandten Seite des Masseteiles vorhanden sein. Ebenso können Detektionselektroden beidseitig des Masseteiles in Richtung senkrecht zur Ebene des Masseteiles angeordnet sein. Eine Annäherung zwischen einer Detektionsfläche und ei­ ner Detektionselektrode wird vorzugsweise kapazitiv gemessen. Eine zu weit gehende Annäherung einer Detektionsfläche an ei­ ne Detektionselektrode, was eine angeschlossene Auswerte­ schaltung möglicherweise übersteuern würde, kann dadurch aus­ geschlossen werden, daß das Drehmoment, das zum Drehen des Masseteils aus der Ebene seiner Ruhelage führt, elektrosta­ tisch unter Verwendung zusätzlicher Gegenkopplungselektroden GK1, GK2 kompensiert wird. An die Gegenkopplungselektroden werden geeignete elektrische Potentiale angelegt, mit denen auf elektrostatische Weise die auf das Masseteil wirkenden Drehmomente um die Gerade SAX kompensiert werden. Aus der Höhe der dafür erforderlichen Potentiale kann auf die Stärke der Drehmomente rückgeschlossen werden. Die Messung kann da­ her nach dem Kraftkompensationsprinzip (force balance) so er­ folgen, daß das Masseteil stets in der Ebene seiner Ruhelage bleibt. Das gestattet es insbesondere, den Abstand zwischen den Detektionsflächen DF1, DF2 und den Detektionselektroden DE1, DE2 besonders gering zu wählen, was die Empfindlichkeit eines mit dem erfindungsgemäßen Resonator realisierten Sen­ sors steigert.

Falls keine Gegenkopplungselektroden vorgesehen sind, nehmen die Detektionselektroden vorzugsweise den gesamten von den Detektionselektroden und den Gegenkopplungselektroden in Fig. 1 eingenommenen Bereich ein. Damit wird insbesondere er­ reicht, daß bei jeder Auslenkung des Masseteiles in der An­ triebsdrehschwingung die geometrische Form der Fläche, in der sich die Detektionselektroden und die Detektionsflächen senk­ recht zur Ebene des Masseteiles überlappen, gleich bleibt. Falls Detektionselektroden sowohl unterhalb (auf der Oberflä­ che des Trägers) als auch oberhalb (auf der vom Träger abge­ wandten Seite) des Masseteiles vorhanden sind, werden sie vorzugsweise paarweise über Kreuz elektrisch leitend mitein­ ander verbunden, so daß eine optimale Detektionsempfindlich­ keit erreicht wird. Die Komponenten des Masseteiles und die Detektionselektroden und ggf. die Gegenkopplungselektroden sind vorzugsweise so geformt, daß die Fläche der Überlappung, d. h. die bezüglich der Ebene des Masseteiles senkrechte Pro­ jektion des Masseteiles auf die Detektions- und Gegenkopp­ lungselektroden, in der Ruhelage des Masseteiles spiegelsym­ metrisch bezüglich der Geraden SAX und der Geraden SAY sind.

Außerdem können noch Kompensationselektroden VE1, VE2 unbe­ weglich relativ zum Träger angebracht sein, die ebenfalls mit einem elektrisch leitenden Anteil des Masseteiles überlappen. Durch Anlegen einer geeignet gewählten statischen Spannungs­ differenz zwischen je einer dieser Kompensationselektroden VE1, VE2 und dem Masseteil kann eine auslenkungsproportionale Vertikalkraft, welche bei parallelogrammförmigem Querschnitt der federnden Aufhängung FA entsteht, kompensiert werden. Die Kompensationselektroden oder zumindest die Flächen dieser Elektroden, die sich bei der Drehbewegung des Masseteiles mit dem Masseteil überlappen, werden dazu vorzugsweise so ausge­ bildet, daß ein auslenkungsproportionales Rückstelldrehmoment entsteht. Das erreicht man, indem die Flächen der Kompensati­ onselektroden so gewählt werden, daß bei einer Auslenkung des Masseteiles die Flächen der Überlappung des Masseteils mit den Kompensationselektroden sich überproportional mit dem Drehwinkel des Masseteiles ändern. Die Flächen der Kompensa­ tionselektroden können z. B., wie in Fig. 1 dargestellt, keilförmig ausgebildet sein.

Damit bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform mit nur einer streifenförmigen federnden Aufhängung FA eine Dreh­ schwingung um den Schwerpunkt des Masseteiles mit möglichst geringer Unwucht angeregt werden kann, wird die Geometrie der Anordnung nach Möglichkeit so gewählt, daß der Schwerpunkt des Masseteiles, der bei der Ausführungsform der Fig. 1 etwa mit dem Mittelpunkt M des aus den Detektionsflächen DF1, DF2 gebildeten Hauptteiles des Masseteiles zusammenfällt, im zweiten Viertel der federnden Aufhängung FA, vom Ankerpunkt AN aus gemessen, liegt. Besonders günstig ist es, wenn der Mittelpunkt M des Masseteiles im Bereich von 1/3 bis 2/5 der Länge der federnden Aufhängung FA von dem Ankerpunkt AN ent­ fernt liegt.

Wie auch in der eingangs zitierten Veröffentlichung von R. Voss et al. beschrieben ist, wird bei Rotationssensoren, die oszillatorische Corioliskräfte detektieren, am besten auf un­ gefähre Gleichheit der mechanischen Resonanzfrequenzen der Antriebsbewegung und der Coriolisschwingung geachtet. Zu die­ sem Zweck wird vorzugsweise die Höhe der federnden Aufhängung FA (senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1) größer gewählt, als ihre Breite (in der Zeichenebene der Fig. 1), beispiels­ weise zwei- bis viermal so hoch. Falls die Resonanzfrequenz des Antriebs trotzdem höher ist als die Resonanzfrequenz der Coriolisschwingung, kann die Resonanzfrequenz des Antriebs dadurch erniedrigt werden, daß zusätzliche, radial weiter nach außen reichende Kammstrukturen KS oder in Fig. 1 ge­ strichelt eingezeichnete Trägheitskörper TK angebracht wer­ den. Ein Abgleich der Resonanzfrequenzen kann auch durch ei­ nen Abgleich der zwischen den Detektionselektroden DE1, DE2 und den Detektionsflächen DF1, DF2 angelegten Potentialdiffe­ renzen erfolgen.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Resonator in Ruhelage auch bezüglich der Geraden SAY spiegelsymmetrisch ist. Damit wird eine zuverlässige Funkti­ onsweise des Antriebs durch die Kammstrukturen KS, KS' si­ chergestellt, insbesondere wenn der Resonator aus Silizium hergestellt wird. Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt darin, daß im Fall aufgrund des Herstellungsprozesses trapezförmig ausgebildeter Querschnitte der federnden Aufhängungen FA, FA' die dadurch verursachten rückstellenden Drehmomente um die Gerade SAX sich beidseitig gegenseitig kompensieren. Der An­ kerpunkt AN befindet sich jetzt in der Mitte des Resonators. Die federnden Aufhängungen werden bei der Drehschwingung des Resonators gedehnt und verbiegen sich s-förmig. Es ist daher von Vorteil, wenn, wie in Fig. 2 als Beispiel dargestellt, die federnden Aufhängungen FA, FA', die an dem Ankerpunkt AN befestigt sind, in etwas steifere Balken FB, FB' übergehen, die ihrerseits mit elastischeren Federelementen F, F' an dem Masseteil befestigt sind. Eine s-förmige Verbiegung der Auf­ hängung wird durch die höhere Biegesteifigkeit der Balken nur wenig beeinträchtigt, während die Torsionssteifigkeit deut­ lich zunimmt. Dadurch läßt sich ein günstigeres Verhältnis der beiden Resonanzfrequenzen (Antriebs- und Coriolisschwin­ gung) erreichen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist wie das Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 außer mit Antriebselektroden AE1, AE2, AE11, AE22 mit Antriebsdetektionselektroden AD1, AD2, AD11, AD22 und Schirmelektroden EE1, EE2, EE11, EE22, versehen. Ggf. zweckmäßige Trägheitskörper TK, TK' sind gestrichelt eingezeichnet. Die Gegenkopplungselektroden sind in diesem Beispiel weggelassen; dafür ist ein symmetrisch zu dem ersten Paar angeordnetes Paar von Kompensationselektroden VE11, VE22 zusätzlich vorhanden. Es ist hier wieder der Resonator in ei­ ner aus der Ruhelage verdrehten Position dargestellt.

Fig. 3 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel mit vor­ handenen Gegenkopplungselektroden GK1, GK2, deren Funktion bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung des Ausführungs­ beispieles gemäß Fig. 1 dargestellt wurde. In Fig. 3 ist der Resonator in der Ruhelage gezeichnet, so daß die Symme­ trie bezüglich der Geraden SAX und SAY deutlich erkennbar ist. Die versteifenden Balken der Aufhängung sind bei diesem Ausführungsbeispiel weggelassen, so daß die federnden Aufhän­ gungen FA, FA' von dem Ankerpunkt AN direkt zu dem Masseteil geführt sind. Die zu den Detektionsflächen DF1, DF2 geführten Verstrebungen V1, V2, V11, V22 sind hier etwas dünner ausge­ bildet als in dem Beispiel der Fig. 2. Durch die schräge Ausrichtung dieser Verstrebungen wird trotzdem eine ausrei­ chende Stabilität des Masseteiles erreicht.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Masseteil an zwei Ankerpunkten AN, AN' aufgehängt ist. Außer den fe­ dernden Aufhängungen FA, FA' sind auch hier Balken FB, FB' und weitere Federelemente F, F' vorhanden. Die Ausrichtungen der Aufhängungen sind gegensinnig zueinander, wobei die Bal­ ken FB, FB', deren Enden jeweils auf der Geraden SAX liegen, längs eines Abschnittes parallel zueinander geführt sind. Die nicht auf der Geraden SAX verlaufenden Anteile der Balken FB, FB' sind so breit und/oder hoch ausgebildet, daß sie prak­ tisch als starr im Vergleich zu den federnden Aufhängungen FA, FA' und Federelementen F, F' angesehen werden können. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß das Verhält­ nis der Resonanzfrequenzen der Coriolisschwingung um die Ge­ rade SAY und der Antriebsdrehschwingung größer ist. Das erlaubt die Verwendung höherer Spannungen zwischen den Detekti­ onselektroden DE1, DE2 und den Detektionsflächen DF1, DF2 des Masseteiles, woraus eine Vergrößerung der Empfindlichkeit re­ sultiert.

Die Balken FB, FE' können, statt wie in Fig. 4 gezeigt nur auf einer Seite der Geraden SAX, auch auf beiden Seiten über die Gerade SAX hinausragen, also s-förmig gekrümmt sein. Es können jeweils wieder Gegenkopplungselektroden und Kompensa­ tionselektroden vorhanden sein. Die Kammstrukturen KS, KS' sind in diesem Beispiel längs mehrerer Balken vorhanden. Von den Antriebselektroden AE1, AE2, AE3, AE4, AE11, AE22, AE33, AE44 kann ein Teil als Antriebsdetektionselektroden verwendet werden. Die dem Antrieb und der Detektion dienenden Komponen­ ten der verschiedenen Ausführungsbeispiele können unter­ schiedlich miteinander kombiniert sein.

Claims (9)

1. Mechanischer Resonator, der ein Masseteil (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) aufweist, das schichtartig vorwiegend in einer Ebene ausgebildet ist und das mittels federnder Aufhängung (FA, FA') so an mindestens einem Ankerpunkt (AN, AN') auf einem Träger befestigt ist,
daß es in dieser Ebene Drehschwingungen um eine Ruhelage aus­ führen kann und daß es um eine in der Ruhelage in dieser Ebe­ ne verlaufende und relativ zu dem Träger ortsfeste Gerade (SAX) aus der Ebene gedreht werden kann, daß
die federnde Aufhängung (FA, FA') in der Ruhelage längs die­ ser Geraden (SAX) ausgerichtet ist,
daß das Masseteil (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) in der Ruhela­ ge symmetrisch ist bezüglich Spiegelung an der Geraden (SAX), daß das Masseteil elektrisch leitende Detektionsflächen (DF1, DF2) besitzt, und
daß elektrisch leitende Detektionselektroden (DE1, DE2) den Detektionsflächen (DF1, DF2) in senkrechter Richtung gegenü­ berliegend und relativ zum Träger unbeweglich angebracht sind, dadurch gekennzeichnet,
daß elektrisch leitende Gegenkopplungselektroden (GK1, GK2) den Detektionsflächen (DF1, DF2) in senkrechter Richtung ge­ genüberliegend und relativ zum Träger unbeweglich angebracht sind und die Gegenkopplungselektroden so angeordnet und di­ mensioniert sind, daß sich durch Anlegen elektrischer Poten­ tiale an die Gegenkopplungselektroden ein auf das Masseteil um die Gerade (SAX), längs derer die federnde Aufhängung aus­ gerichtet ist, wirkendes Drehmoment kompensieren läßt.

2. Resonator nach Anspruch 1,
bei dem die federnde Aufhängung (FA) ein Streifen federnden Materiales ist, der mit einem Ende an einem Ankerpunkt (AN) und mit dem anderen Ende an dem Masseteil (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) befestigt ist, und
bei dem während einer Drehschwingung der Schwerpunkt (M) des Masseteiles (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) stets einen Abstand von dem Ankerpunkt (AN) besitzt, der mindestens ein Viertel und höchstens die Hälfte der Länge der federnden Aufhängung (FA) beträgt.

3. Resonator nach Anspruch 1, bei dem das Masseteil (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) und die federnde Aufhängung (FA, FA') in der Ruhelage symmetrisch be­ züglich Spiegelung an einer Geraden (SAY) sind, die in der E­ bene des Masseteiles senkrecht auf der Geraden steht, längs derer die federnde Aufhängung (FA, FA') ausgerichtet ist.

4. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Balken (FB; FB') und ein Federelement (F; F') vorhanden sind, über die die federnde Aufhängung (FA; FA') mit dem Masseteil (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) verbunden ist.

5. Resonator nach Anspruch 4,
bei dem zwei Ankerpunkte (AN, AN') auf der Geraden (SAX), längs derer die federnde Aufhängung (FA, FA') ausgerichtet ist, vorhanden sind,
bei dem an jedem Ankerpunkt (AN, AN') je eine federnde Auf­ hängung (FA, FA') befestigt und längs der Geraden ausgerich­ tet ist, daran je ein Balken (FB, FB') befestigt ist und an dem Balken je ein Federelement (F, F') befestigt und längs der Geraden ausgerichtet ist,
bei dem jedes Federelement (F, F') an dem Masseteil (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) befestigt ist, und
bei dem die Balken (FB, FB') so ausgerichtet und geformt sind, daß ihre Enden auf der Geraden (SAX) liegen und daß sie längs eines Abschnittes parallel zueinander verlaufen.

6. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zum Anregen einer Drehschwingung eine Vielzahl von E­ lektroden vorhanden ist, die teils starr mit dem Masseteil (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) verbunden und teils auf dem Trä­ ger befestigt sind und die eine für elektrostatischen Antrieb vorgesehene Kammstruktur (KS) bilden.

7. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem in der Ruhelage die Detektionsflächen (DF1, DF2) sym­ metrisch bezüglich der Geraden (SAX) liegen, längs derer die federnde Aufhängung ausgerichtet ist,
bei dem die Detektionsflächen (DF1, DF2) über die federnde Aufhängung (FA, FA') und den Ankerpunkt (AN, AN') elektrisch leitend angeschlossen sind,
bei dem die Detektionselektroden (DE1, DE2) und das Masseteil (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) so geformt sind, daß die Gestalt der bezüglich der Detektionsflächen (DF1, DF2) senkrechten Projektion der Detektionselektroden (DE1, DE2) auf das Masse­ teil bei den vorgesehenen Drehschwingungen gleich bleibt, und bei dem diese Gestalt in der Ruhelage des Masseteiles symmet­ risch ist sowohl bezüglich Spiegelung an der Geraden (SAX), längs derer die federnde Aufhängung ausgerichtet ist, als auch bezüglich Spiegelung an einer dazu senkrechten Geraden (SAY).

8. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
bei dem Kompensationselektroden (VE1, VE2) einem elektrisch leitend ausgebildeten Anteil des Masseteiles (DF1, DF2, V1, V2, V11, V22) in der zur Ebene des Masseteiles senkrechten Richtung gegenüberliegend und relativ zum Träger unbeweglich angebracht sind und
bei dem diese Kompensationselektroden (VE1, VE2) so geformt sind, daß bei einer Drehschwingung mit einem Drehwinkel in der Ebene des Masseteiles die Fläche der bezüglich dieser E­ bene senkrechten Projektion des Masseteiles auf jeweils eine Kompensationselektrode (VE1, VE2) sich überproportional mit dem Drehwinkel vergrößert oder verkleinert.

9. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem mindestens ein mit dem Masseteil verbundener Träg­ heitskörper (TK) vorhanden ist, der sich in der Ruhelage auf der Geraden (SAX), längs derer die federnde Aufhängung ausge­ richtet ist, befindet.