DE3824990A1

DE3824990A1 - Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor

Info

Publication number: DE3824990A1
Application number: DE3824990A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Oikawa; Yoshiyuki Suzuki; Tatsumi Ohtsuka
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1989-02-02
Also published as: GB8816715D0; GB2208318A; GB2208318B; US4898031A; DE3824990C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor, der zur Ermittlung einer Fahrtrichtung, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, verwendet wird.

Es wird auf den Stand der Technik Bezug genommen.

Es ist bereits eine Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (30) gemäss Fig. 1(A) bekannt.

In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen (31) einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor, der entsprechend einer am Schwingungssensor wirksamen Kraft ein elektrisches Signal ausgeben kann. Wird ein Steuersignal einem piezoelektrischen Element (31 a) zugeführt, so wird ein Vibrator (31 b), der mit dem piezoelektrischen Element (31 a) beschichtet ist, in Schwingungen versetzt, wobei seine Haltezapfen (31 c) als Knoten wirken. Das Bezugszeichen (32) bezeichnet einen oberen Gehäusedeckel; (33) bezeichnet Halteplatten; (34) bezeichnet ein Gehäuse. Dieser obere Gehäusedeckel (32), die Halteplatten (33) und das Gehäuse sind aus einem Metall, wie beispielsweise einer Ni-Cr-Legierung gefertigt. Der Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor (31) ist innerhalb des Gehäuses (34) angeordnet, durch die Halteplatten (33) befestigt, und wird vom oberen Gehäusedeckel (32) abgedeckt.

Obgleich der bekannte Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor in der vorausgehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, besteht eine Schwierigkeit insofern, da der Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor dem Einfluss von Temperatur oder Feuchtigkeit ausgesetzt ist, als die Ausgangstrennschärfe entsprechend einer Änderung der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit driftet. Daher wird der Sensor gewöhnlich innerhalb eines temperaturkonstanten Behälters installiert.

Wird jedoch ein temperaturkonstanter Behälter verwendet, so besteht die Schwierigkeit, dass dessen Abmessungen gross sind, der Aufbau kompliziert ist und der Einfluss eines Viskositätswiderstandes als Folge der Luft innerhalb des temperaturkonstanten Behälters nicht vernachlässigbar ist.

Zur Evakuierung des Gehäuses (34) auf Hochvakuum wird Getterstoff gewöhnlicherweise in das Gehäuse (34) eingebracht, um die Vakuumgüte zu erhöhen. Wird jedoch Getterstoff lediglich in das Gehäuse eingebracht und dann verbrannt, so besteht die Schwierigkeit, dass der Winkelgeschwindigkeitsvibrator (31 b) erhitzt wird und sich deshalb seine Kenndaten verschlechtern. Darüber hinaus besteht die Schwierigkeit, dass, wenn Getterstoff in das Gehäuse (34) eingebracht wird, die Abmessungen des Gehäuses sich erhöhen.

Ferner besteht beim bekannten Winkelgeschwindigkeitssensor, wenn das Gehäuse (34) aus Metall besteht, die Schwierigkeit, dass der im Gehäuse untergebrachte Vibrator der Einwirkung externer Strahlungswärme ausgesetzt ist.

Andererseits zeigt Fig. 1(B) eine bekannte Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (30), die mit einer Erfassungssignal-Verarbeitungsschaltung (40) verbunden ist. In der Zeichnung ist eine Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (30) an eine Karte (40) mit einer gedruckten Schaltung angeschlossen, in welcher eine Schaltung vorhanden ist, um Erfassungssignale zu verarbeiten, die von dem Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor (31) in einem Trägergehäuse (50) abgegeben werden, das die Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (30) und die Karte (40) mit der gedruckten Schaltung zusammenhält. Ferner sind die Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (30) und die Karte (40) mit der gedruckten Schaltung miteinander durch (nicht dargestellte) Leitungsdrähte verbunden.

Bei der bekannten Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (30), die an die Schaltungskarte (40) angeschlossen ist, war es erforderlich, da die Signaldrähte des Sensors durch Leitungsdrähte herausgeführt werden, die Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (30) und die signalverarbeitende Schaltungskarte (40) getrennt am Trägergehäuse (50) zu befestigen, bevor sie elektrisch miteinander verbunden werden. Daher sind insofern Probleme vorhanden, als die Anzahl der Teile sich erhöht und es viel Verdrahtungs- oder Montagezeit erfordert. Da ferner verhältnismässig lange Leitungsdrähte verwendet werden, ist die Schwierigkeit vorhanden, dass der Sensor der Einwirkung externer Störspannungen unterliegt.

Ferner besteht unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1(A) die Schwierigkeit, dass, falls das Gehäuse (34) im bekannten Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor aus Metall besteht, da externe Wärme mühelos weitergeleitet wird, eine externe Temperaturänderung leicht durch den Haltestift (31 c) auf den Vibrator (31 b) übertragen wird, wenn ein Ende des Haltestiftes (31 c) zur Abstützung des Vibrators (31 b) in Kontakt mit Aussenluft am Rande des Gehäuses (34) steht.

Im Hinblick auf diese Schwierigkeiten liegt der Erfindung die Hauptaufgabe zugrunde, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu schaffen, der nicht der Einwirkung einer Aussentemperatur oder Feuchtigkeit oder Viskositätswiderstand, bedingt durch die Luft, ausgesetzt ist, um die Sensortrennschärfe und -stabilität zu verbessern. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Evakuieren eines Gehäuses eines Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensors zu schaffen, ohne der Einwirkung einer vom Getterstoff erzeugten Wärme zu unterliegen.

Schliesslich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu schaffen, der nicht der Einwirkung externer Strahlungswärme ausgesetzt ist.

Endlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu schaffen, bei welchem Leitungsdrähte wegfallen, die die Sensoranordnung mit einer Signalverarbeitungsschaltungskarte verbinden, um durch die Leitungsdrähte erzeugte Störspannungen zu verringern, während die Montagearbeit mit der Signalverarbeitungsschaltungskarte erleichtert wird.

Die Erfindung ist ferner darauf abgestellt, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu schaffen, bei welchem ein bekanntes Trägergehäuse zur mechanischen Verbindung der Schwingungssensoranordnung mit der Verarbeitungsschaltungskarte eliminiert wird, d.h. dessen Vibrator unmittelbar mit der Verarbeitungsschaltungskarte verbunden werden kann.

Schliesslich ist die Erfindung darauf abgestellt, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu liefern, der die Einwirkung externer Wärme beseitigt, die von aussen über die Vibratorhaltestifte zum Sensorvibrator übertragen wird.

Zur Lösung der vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellung ist der Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor gemäss der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch:

(a) einen Winkelgeschwindigkeitsvibrator; und
(b) ein Vakuumgehäuse zur Aufnahme des Winkelgeschwindigkeitsvibrators in einem Vakuum.

Das Vakuumgehäuse besteht aus Glas.

Zur Lösung der vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellung ist das Verfahren zum Evakuieren eines Gehäuses eines Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensors auf ein Vakuum erfindungsgemäss durch folgende Schritte gekennzeichnet:

(a) Verbinden des Gehäuses zur Aufnahme eines Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrators mit einem Hilfsgehäuse mit Getterstoff über ein Verbindungsrohr;
(b) Verringerung des Drucks innerhalb des Gehäuses und des Hilfsgehäuses;
(c) Ausbrennen des Getterstoffes innerhalb des Hilfsgehäuses; und
(d) Verschliessen und Abschneiden des Verbindungsrohres vom Hilfsgehäuse.

Zur Lösung der vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellung umfasst der erfindungsgemässe Winkelgeschwindigkeitssensor ein Vakuumgehäuse, das an der Innenfläche des Gehäuses mit einem Metallfilm beschichtet ist, um externe Strahlungswärme abzustellen.

Zur Lösung der vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellung umfasst der erfindungsgemässe Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor ferner eine Anzahl elektrisch leitender Leiterstifte, die mit Signalklemmen des Winkelgeschwindigkeitsvibrators verbunden sind, wobei die Enden der elektrisch leitenden Leiterstifte ausserhalb des Vakuumgehäuses eine konstante Länge aufweisen.

Zur Lösung der vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellung umfasst der erfindungsgemässe Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor ferner eine Anzahl Befestigungsstifte, die an einer Karte mit gedruckter Schaltung für eine Verarbeitungsschaltung des Geschwindigkeitssensorsignals befestigt sind, wobei Enden der Befestigungsstifte ausserhalb des Vakuumgehäuses eine konstante Länge aufweisen.

Zur Lösung der vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellung umfasst der erfindungsgemässe Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor mindestens einen Haltestift, der am Glasgehäuse durch Glaswerkstoff innerhalb des Vakuumgehäuses befestigt ist, um den Winkelgeschwindigkeitsvibrator zu halten.

Die Merkmale und Vorteile des erfindungsgemässen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensors ergeben sich im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Fig. 1(A) eine perspektivische Ansicht einer bekannten Schwingungswinkelgeschwindigkeits sensoranordnung;

Fig. 1(B) drei Ansichten (von oben, von vorne und von der Seite) eines bekannten Schwingungswinkel geschwindigkeitssensors, der eine Sensoranordnung und eine Karte mit gedruckter Schaltung aufweist, die beide zusammen innerhalb eines Trägergehäuses untergebracht sind;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Schwingungswinkelgeschwindigkeits sensoranordnung;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Vibrators, der in Fig. 2 dargestellten Schwingungswinkelgeschwindigkeits sensoranordnung;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des in Fig. 3 dargestellten Vibrators;

Fig. 5 eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines Teils des Sensorgehäuses des in Fig. 2 dargestellten Sensors;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Unterstützung der Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Evakuierung des Sensorgehäuses; und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht zur Unterstützung der Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Verbindung der Sensoranordnung mit der Karte mit gedruckter Schaltung.

Es wird auf die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Bezug genommen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (10), die einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrator (11) umfasst, ein Glasgehäuse (2), das mit einem Anschlussrohr (2 a) ausgebildet ist, dessen Ende nach dem Evakuieren luftdicht verschlossen wird, und einer Anzahl Anschlussstifte (3), um Signaldrähte des Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrators (11) zur Aussenseite des Gehäuses (2) zu führen.

In Fig. 2 ist das Innere des Gehäuses (2) mit einem Metallfilm (2 b) durch Vakuumabscheidung beschichtet. Jedoch ist in Fig. 2 ein Teil des Metallfilms (2 b) von der Innenfläche des Gehäuses (2) abgeschält. Ferner ist der Metallfilm (2 b) nicht in der Nähe der Anschlussstifte (3) aufgebracht, in dem diese Positionen während der Vakuumabscheidung maskiert sind, wodurch ein Kurzschluss zwischen diesen Anschlussstiften (3) verhindert wird. Schliesslich sind in der Nachbarschaft der Anschlussstifte (3) Befestigungsstifte (4) angebracht, die lediglich zur Befestigung der Sensoranordnung an einer Karte mit gedruckter Schaltung verwendet werden.

Wird der Metallfilm (2 b) auf der Innenfläche des Gehäuses (2) in der vorausgehend beschriebenen Weise gebildet, so ist es möglich, da externe Strahlungswärme von ihm reflektiert wird, die Einwirkung von Wärme zu verringern, die auf den innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrator (11) abgestrahlt wird.

Mittels der Anschlussstifte (3) werden die Signaldrähte des Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrators (11) mit einer Signalverarbeitungsschaltung verbunden, die an einer Karte mit gedruckter Schaltung gefertigt ist, und die Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (10) wird an der Karte mit gedruckter Schaltung durch die Befestigungsstifte (4) befestigt, die nicht mit Signaldrähten verbunden sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ergibt sich im einzelnen, dass die Befestigungsstifte (4) lediglich zur Befestigung der Geschwindigkeitssensoranordnung (10) auf einer Karte (20) mit gedruckter Schaltung verwendet werden, auf der verschiedene Schaltungselemente angebracht sind. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird vorzugsweise ein Schulterabschnitt (4 a) an jedem Ende der Anschlussstifte (3) oder der Befestigungsstifte (4) gebildet, so dass die Sensoranordnung (10) ordnungsgemäss an der Schaltungskarte (20) mit konstanter Höhe zu ihr befestigt werden kann.

Fig. 3 stellt den vorausgehend aufgeführten Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor (11) dar, und Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht desselben.

In den Zeichnungen ist der Vibrator (11) in Form eines Ständers mit quadratischem Querschnitt ausgebildet und besteht aus einem Werkstoff konstanter Elastizität, wie beispielsweise Ni-Span-C, etc. Ein Paar paralleler Löcher sind in einem vorgegebenen Abstand an den Seitenflächen des Vibrators angebracht. Die Löcher sind an Knotenpositionen angebracht, wenn der Vibrator (11) mit der Grundwelle schwingt. Daher wird der Vibrator (11) durch zwei Haltestifte (12) gehalten, die in diese Löcher eingesetzt sind, und schwingt mit der Grundwelle.

Um den Vibrator (11) in Schwingungen zu versetzen, ist ein Erregerelement (13), beispielsweise ein piezoelektrisches Element, an der Oberfläche befestigt, in der keine Löcher zur Abstützung der Schwingung angebracht sind, und ein zur Rückkopplung dienendes piezoelektrisches Element (14) ist an einer Oberfläche befestigt, die jener gegenüberliegt, an der das Trägerelement (13) angebracht ist. Dieses zur Rückkopplung dienende, piezoelektrische Element (14) erfasst die Schwingungsintensität des Vibrators (11). Das Erfassungssignal wird an eine Erregerschaltung für das Erregerelement (13) rückgekoppelt, um den Vibrator (11) derart zu steuern, dass er mit konstanter Amplitude schwingt.

Andererseits sind ein Ausleseelement (15) und ein Dämpfungselement (16) an den beiden gegenüberliegenden Flächen befestigt, die senkrecht zu den Flächen liegen, auf denen das Erregerelement (13) und das zur Rückkopplung dienende piezoelektrische Element (14) aufgebracht sind. Auf der Grundlage eines Ausgangssignals aus diesem Ausleseelement (15) kann die Winkelgeschwindigkeit erfasst werden.

Wird der Vibrator (11) durch das Erregerelement (13) erregt und somit mit der Grundwelle bezüglich der Haltestifte (12) als Knoten in Schwingungen versetzt, so wird kein Ausgangssignal vom Ausleseelement (15) ausgegeben, da der Vibrator (11) in der Richtung (A) in Schwingungen versetzt wird, die senkrecht zu jener Richtung liegt, in der das Ausleseelement (15) die Schwingung abfühlen kann. Sobald jedoch eine Drehbewegung dem Vibrator (11) um die Vibratorachse (S) erteilt wird, wird der Vibrator (11) in der Abfühlrichtung (B) des Ausleseelementes (15) in Schwingungen versetzt.

Da die Intensität dieser Schwingungen proportional zur Coriolis-Kraft ist, kann ein elektrisches Signal vom Ausleseelement (15) ausgegeben werden, das proportional zu einer eingegebenen Winkelgeschwindigkeit ist, so dass es möglich ist, die am Vibrator wirkende Winkelgeschwindigkeit zu erfassen.

Fig. 5 zeigt im einzelnen die Nachbarschaft des Haltestiftes, (12) (in Fig. 5 von einem schraffierten Kreis umgeben) der innerhalb des Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensors angeordnet ist. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen (21) einen äusseren Gehäuserahmen; (22) bezeichnet eine obere Gehäuseabdeckung; (23) bezeichnet einen Befestigungssockel, der eine Nut (23 a) aufweist, in die der Haltestift (12) eingesetzt ist; und (24) bezeichnet ein Substrat. Der äussere Gehäuserahmen (21), die obere Gehäuseabdeckung (22) und der Befestigungssockel (23) sowie das Substrat (24) bestehen alle aus Glas.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist im Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor ein Ende (3 a) des Anschlussstiftes (3) mit der am Substrat (24) gebildeten Klemme (25) verbunden und an einem Signaldraht des Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrators (11) angeschlossen. Jedoch ist ein inneres Ende (4 b) der Befestigungsstifte (4) nicht mit der Klemme (25) verbunden. Ferner sind die Anschlussstifte (3) und die Befestigungsstifte (4) zwischen dem Substrat (24) und dem Befestigungssockel (23) sowie dem äusseren Gehäuserahmen (21) angebracht.

Ein Ende des Haltestiftes (12) ist in die im Gehäusesockel (23) angebrachte Nut (23 a) eingelegt und durch einen fixierenden Glaswerkstoff (beispielsweise Glasfritte) (26) befestigt, wie im schraffierten Kreis in Fig. 5 dargestellt ist. Ferner ist der äussere Gehäuserahmen (21) mit der oberen Gehäuseabdeckung (22) verbunden, und der Haltestift (12) sowie der Vibrator (12) werden luftdicht vom Gehäuse umschlossen.

Schliesslich sind die Anschlussstifte (3) und die Befestigungsstifte (4), die von der Seitenfläche des Gehäuses (2) nach aussen geführt werden, nach abwärts gebogen, und ihre Enden sind mit konstanter Länge ausgeführt, um auf der Karte mit gedruckter Schaltung zum Anschluss und zur Befestigung mit ihr verlötet zu werden.

Somit kann diese Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (10) mühelos an der Signalverarbeitungsschaltung befestigt werden. Darüber hinaus ist es möglich, da kein langer Leitungsdraht verwendet wird, die Einwirkung von Störspannungen zu verringern.

Schliesslich ist, wie aus Fig. 7 hervorgeht, die Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (10) an einer Karte (20) mit gedruckter Schaltung der Signalverarbeitungsschaltung durch Verwendung der Befestigungsstifte (4) verbunden. Schliesslich ist jeder Stift mit einem Schulterabschnitt (4 a) (Fig. 5) ausgebildet, um die Sensoranordnung den in konstanter Höhe relativ zur Karte (20) mit der gedruckten Schaltung zu befestigen.

Fig. 6 stellt ein Verfahren dar, um das Gehäuse des Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensors im evakuierten Zustand luftdicht zu umschliessen. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein Hilfsgehäuse (44) mit dem Gehäuse (2) der Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung (10) über das Anschlussrohr (2 a) verbunden.

Innerhalb dieses Hilfsgehäuses (44) ist Getterstoff (45) angeordnet, und zwei Anschlüsse (46), um Strom durch den Getterstoff (45) zu leiten, sind aus dem Hilfsgehäuse (44) herausgeführt.

Schliesslich wird das Innere des Hilfsgehäuses (44) und des Gehäuses (2) durch eine Vakuumpumpe über ein Saugrohr (44 a), das am Hilfsgehäuse (44) befestigt ist, in gewissem Umfang, beispielsweise auf 1,33 10^-5 mbar (10^-5 Torr) evakuiert. Anschliessend wird das Saugrohr (44 a) verschlossen.

Unter diesen Umständen werden das Hilfsgehäuse (44) und das Gehäuse (2) durch Verbrennen des Getterstoffes (45) mittels eines durch die Anschlüsse (46) geleiteten Stroms auf Hochvakuum evakuiert. Anschliessend wird das Verbindungsrohr (2 a), das das Gehäuse (2) mit dem Hilfsgehäuse (44) verbindet, durchgeschnitten und verschlossen, um das Gehäuse (2) mit Hochvakuum, beispielsweise 1,33 10^-7 mbar (10^-7 Torr) luftdicht abzuschliessen.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, ist es möglich, wenn der Getterstoff (45) innerhalb des Hilfsgehäuses (44) abgebrannt wird, zu verhindern, dass sich die Kenndaten des Sensorvibrators innerhalb des Gehäuses infolge von Wärme verschlechtern, die beim Abbrennen des Getterstoffes erzeugt wird, oder das Gehäuse vor einem Bruch zu schützen.

Da, wie vorausgehend beschrieben wurde, das Gehäuse (2) auf Hochvakuum gehalten werden kann, ist der Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor innerhalb des Gehäuses (2) nicht der Einwirkung einer Änderung der Aussentemperatur oder der Feuchtigkeit ausgesetzt, ungeachtet des Umstandes, dass kein temperaturkonstanter Behälter verwendet wird. Darüber hinaus ist es möglich, den Viskositätswiderstand der Luft am Vibrator zu verringern.

Wie bei der vorausgehenden Ausführungsform erläutert wurde, ist es möglich, wenn Glas für das Vakuumgehäuse des Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensors verwendet wird, da die Wärmeleitfähigkeit und das thermische Diffusionsvermögen, verglichen mit jenem eines Metalls, wie beispielsweise einer Ni-Cr-Legierung, wie anschliessend aufgeführt, klein sind, die Einwirkung als Folge einer Änderung der Aussentemperatur zu verringern.

Da, wie vorausgehend beschrieben, der Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor erfindungsgemäss luftdicht in einem Vakuumgehäuse eingeschlossen ist, um die Einwirkung einer Aussentemperaturänderung und einer Feuchtigkeitsänderung sowie des Viskositätswiderstandes auf den Sensorvibrator zu verringern, ist es möglich, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu erhalten, der eine geringe Grösse, einen einfachen Aufbau und stabile Erfassungskenndaten aufweist.

Da ferner das Gehäuse zur Aufnahme des Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrators und das Hilfsgehäuse zur Aufnahme des Getterstoffes durch ein Verbindungsrohr miteinander verbunden werden, und dieses Verbindungsrohr schliesslich abgeschnitten und verschlossen wird, nachdem der Getterstoff innerhalb des Hilfsgehäuses verbrannt wurde, ist es möglich, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu erhalten, dessen Gehäuse auf ein hohes Vakuum evakuiert werden kann, ohne dass die Vibratorkenndaten thermisch verschlechtert werden und ohne dass er der Einwirkung einer Temperaturänderung unterliegt.

Da ferner kein Getterstoff innerhalb des Gehäuses angebracht ist, ist es möglich, einen miniaturisierten Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu erhalten.

Da ferner die Oberfläche des Gehäuses zur Aufnahme des Schwingungswinkelgeschwindigkeitsdetektors mit einem Metallfilm beschichtet ist, um die Einwirkung einer Aussentemperaturänderung auf den Vibrator zu verringern, indem die externe Strahlungswärme mit dem Metallfilm abgeschaltet wird, ist es möglich, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor mit stabilen Erfassungskenndaten zu erhalten.

Da ferner die Anschlussstifte, die mit dem Signaleingangs-/-ausgangsklemmen des Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrators verbunden sind, nach aussen zur Aussenseite des Gehäuses geführt sind, und ferner der Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor mittels Verwendung dieser Anschlussstifte an der Karte mit gedruckter Schaltung montiert ist, ist es möglich, die Montage des Sensors mit der Signalverarbeitungsschaltung zu erleichtern und die Einwirkung von Störspannungen ohne Verwendung einer Verdrahtung mit Leitungsdrähten zu verringern.

Da ferner der Sensor mit einer Anzahl Befestigungsstiften versehen ist, deren Enden eine konstante Länge aufweisen, um die Sensoranordnung auf der Karte mit der gedruckten Schaltung zu befestigen, ist es möglich, die Montage an der Signalverarbeitungsschaltung zu erleichtern und die Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensoranordnung stabil unter Verwendung der Schulterabschnitte der Enden der Befestigungsstifte in einer konstanten Höhe zu befestigen.

Da ferner die Haltestifte des Vibrators zur Halterung desselben am Gehäuse durch einen Glasfixierwerkstoff innerhalb eines geschlossenen Gehäuses befestigt werden, um einen Wärmeübergang von aussen und damit die Einwirkung einer Temperaturänderung auf dem Vibrator zu verringern, ist es möglich, einen Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor zu erhalten, dessen Erfassungskenndaten stabil sind.

Claims

1. Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor, gekennzeichnet durch:

(a) einen Winkelgeschwindigkeitsvibrator (11); und
(b) ein Vakuumgehäuse (2) zur Aufnahme des Winkelgeschwindigkeitsvibrators in einem Vakuum.

2. Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumgehäuse aus Glas besteht.

3. Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumgehäuse (2) mit einem Metallfilm (2 b) an der Innenseite des Gehäuses beschichtet ist, um externe Strahlungswärme auszuschalten.

4. Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Anzahl elektrisch leitender Anschlussstifte (3), die mit den Signalklemmen des Winkelgeschwindigkeitsvibrators (11) verbunden sind, wobei die Enden der elektrisch leitenden Anschlussstifte mit konstanter Länge aus dem Vakuumgehäuse herausgeführt sind.

5. Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Anzahl Befestigungsstifte (4), die an einer Karte (20) mit gedruckter Schaltung für eine Geschwindigkeitssensorsignalverarbeitungsschaltung befestigt sind, wobei die Enden der Befestigungsstifte mit konstanter Länge aus dem Vakuumgehäuse herausgeführt sind.

6. Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch mindestens einen Haltestift (12), der am Glasgehäuse durch einen Glaswerkstoff innerhalb des Vakuumgehäuses befestigt ist, um den Winkelgeschwindigkeitsvibrator (11) zu halten.

7. Verfahren zur Evakuierung eines Gehäuses eines Schwingungswinkelgeschwindigkeitssensors auf ein Vakuum, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Verbinden des Gehäuses (2) zur Aufnahme eines Schwingungswinkelgeschwindigkeitsvibrators (11) mit einem Hilfsgehäuse (44) mit Getterstoff (45) über ein Verbindungsrohr (2 a);
(b) Verringerung des Drucks innerhalb des Gehäuses (2) und des Hilfsgehäuses (44);
(c) Ausbrennen des Getterstoffes (45) innerhalb des Hilfsgehäuses; und
(d) Verschliessen und Abschneiden des Verbindungsrohres (2 a) vom Hilfsgehäuse (44).