KR20150056050A - 내진동성 요 레이트 센서 - Google Patents

내진동성 요 레이트 센서 Download PDF

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KR20150056050A
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Abstract

본 발명은 주 연장 평면을 가진 하나의 기판 및 복수의 진동 질량(seismic mass)을 구비한 요 레이트 센서에 관한 것으로, 상기 복수의 진동 질량의 각각의 진동 질량과 관련하여,
- 상기 진동 질량은 구동 진동을 형성하도록 구동될 수 있으며, 이때 구동 진동은 주 연장 평면에 대해 평행하게 배치된 구동 방향을 따라 실시되며,
- 상기 진동 질량은 2개의 상이한 편향 방향을 따라 편향될 수 있고, 상기 2개의 상이한 편향 방향은 구동 방향에 대해 수직으로 배치되며,
복수의 검출 신호를 발생시키기 위한 요 레이트 센서는 복수의 진동 질량의 복수의 검출된 편향에 기초하여 구성되고, 상기 복수의 진동 질량의 각각의 편향 방향에는 복수의 검출 신호 중 하나의 검출 신호가 할당되며, 이 경우 요 레이트 센서는 상기 요 레이트 센서의 하나 이상의 회전축을 기준으로 하는 요 레이트 센서의 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 상기 복수의 검출 신호 중 각각 2개의 상응하는 검출 신호의 보상에 의해 균등화되도록 구성된다.

Description

내진동성 요 레이트 센서{VIBRATION RESISTANT YAW RATE SENSOR}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 요 레이트 센서로부터 출발한다.
상기와 같은 요 레이트 센서는 일반적으로 공지되어 있다. 하지만, 공지된 요 레이트 센서는 외부로부터의 간섭에 대한 민감도가 비교적 높으며, 이 경우 요 레이트 센서 내에서 요 레이트 센서의 기능에 영향을 미치는 간섭 신호가 발생한다. 이와 같은 간섭 요인은 예를 들어 요 레이트 센서의 가속도이다.
본 발명의 과제는, 내진동성이 개선된 요 레이트 센서를 제공함으로써, 외부 간섭의 영향 하에서도 요 레이트 센서의 더욱 신뢰성 있는 작동을 보장하는 것이다.
독립 청구항들에 기재된 본 발명에 따른 요 레이트 센서 및 요 레이트 센서를 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법은 종래 기술에 대해 내진동성이 개선된 요 레이트 센서가 제공된다는 장점을 가지며, 이때 요 레이트 센서는 예를 들어 선형 가속도 및/또는 회전 가속도와 같이 특정 스펙트럼 성분 혹은 진동에 의해 비교적 강하게 나타나는 외부 간섭 가속도의 영향 하에서도 신뢰성 있게 작용한다. 본 발명에 따른 요 레이트 센서는 상기와 같은 간섭 가속도에 대해 비교적 둔감한데, 그 이유는 요 레이트 센서가 측정 동안 외부 선형 가속도 및/또는 회전 가속도를 균등화할 수 있음으로써, 특히 측정 정확도가 개선되기 때문이다. 이 경우, 요 레이트 센서의 진동 질량(seismic mass)은, 외부로부터의 간섭(여기서는 특히 선형 가속도 및/또는 회전 가속도)에 대한 감도 혹은 민감도가 최소화되도록 배치되거나 형성되고, 그리고/또는 진동하게 된다. 바람직하게 요 레이트 센서는 3축 요 레이트 센서이며, 이 경우 3축 요 레이트 센서는 제1, 제2 및 제3 회전축을 중심으로 하는 회전 운동과 관련하여 각각 하나의 요 레이트를 검출하도록 구성된다.
바람직하게, 각각의 진동 질량은 이들 진동 질량의 일측 또는 양측 개별 편향 방향을 따르는 가속도에 기초하여 편향되며, 이때 상기 가속도는 코리올리(coriolis) 가속도, 선형 가속도, 회전 가속도, 원심 가속도 및/또는 전술한 부분 가속도들의 총합을 가지며, 이때 편향에 따라 개별 검출 신호가 발생한다. 이 경우는 특히 상기 코리올리 가속도가 요 레이트에 대한 척도가 된다. 바람직하게 요 레이트 센서는 검출 장치를 구비하며, 이 경우 상기 검출 장치에 의해 복수의 검출 신호가 발생하고, 이때 특히 각각의 진동 질량의 각각의 편향 방향에는 검출 장치의 검출 요소가 하나씩 할당된다. 검출 장치는 편향을 검출하기 위하여 특히 코움 전극(comb electrodes) 구조물, 플레이트 전극 구조물, 압전 구조물, 압전 저항 구조물, 전자기 구조물, 자기 변형 구조물 및/또는 광학 구조물을 구비한다. 특히 평가 장치는 전자 방식 및/또는 디지털 방식의 신호 처리를 이용해서 제1, 제2 및/또는 제3 요 레이트를 결정하도록 구성된다.
바람직하게, 요 레이트 센서의 회전 운동은 제1 회전축을 중심으로 하는 제1 회전 운동, 제2 회전축을 중심으로 하는 제2 회전 운동 및 제3 회전축을 중심으로 하는 제3 회전 운동으로 구성된다. 이는 회전 가속도 및 원심 가속도에 대해 상응하게 적용되며, 이 경우 개별 성분들은 그에 상응하게 제1, 제2 및 제3 회전 가속도로서 명명되거나 제1, 제2 및 제3 원심 가속도로서 명명된다. 바람직하게, 진동 질량은 상호 무관하게 개별 구동 진동을 형성하도록 구동될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들 및 개선예들은 종속 청구항들 및 도면에 기초한 상세한 설명을 참조한다.
한 바람직한 개선예에 따라, 요 레이트 센서의 3개의 상이한 회전축을 기준으로 하는 요 레이트 센서의 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 복수의 검출 신호에 따라 균등화되도록 요 레이트 센서를 구성하는 것이 제안된다.
그로 인해 바람직하게, 3개의 모든 회전축 혹은 감도 축에 미치는 외부 간섭의 영향 하에서도 요 레이트 센서의 신뢰성 있는 작동이 보장될 수 있으며, 이 경우 각각의 회전축과 관련하여 선형 가속도, 회전 가속도 및/또는 원심 가속도가 균등화된다.
또 다른 한 바람직한 개선예에 따르면, 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 복수의 검출 신호의 합산 및/또는 감산에 의해 균등화되도록 요 레이트 센서를 구성하는 것이 제안된다.
그로 인해 바람직하게, 매우 효율적이고 간단한 방식으로 외부 간섭의 개선된 보상 및 요 레이트 센서의 신뢰성 있는 작동이 달성된다.
또 다른 한 바람직한 개선예에 따르면, 요 레이트 센서가 평가 장치를 구비하는 것이 제안되며, 이 경우 평가 장치에 의한 상응하는 검출 신호의 보상에 의해 각각 3개의 회전축과 관련하여 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 균등화될 수 있도록 복수의 진동 질량이 배치되어 구동 진동을 형성하도록 구동될 수 있다.
그로 인해 바람직하게, 제1 회전축을 중심으로 하는 제1 회전 운동과 관련한 제1 회전 가속도, 제2 회전축을 중심으로 하는 제2 회전 운동과 관련한 제2 회전 가속도 및 제3 회전축을 중심으로 하는 제3 회전 운동과 관련한 제3 회전 가속도 그리고 또한 제1, 제2 혹은 제3 회전축을 따르는 제1, 제2 및 제3 선형 가속도가 균등화되도록 복수의 진동 질량이 배치될 수 있다. 이로써, 요 레이트는 더 높은 측정 정확도로 검출될 수 있으며, 이 경우 진동 질량의 배열 상태에 따라 (선형 가속도 및 회전 가속도와 같은) 외부 간섭에 대한 요 레이트 센서의 감도가 최소화된다.
또 다른 한 바람직한 개선예에 따르면, 3개의 회전축과 관련하여 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 균등화될 수 있게 복수의 진동 질량이 구동 진동을 형성하도록 구동될 수 있는 방식으로, 상기 복수의 진동 질량을 상호 간에 그리고 기판과 탄성적으로 연결하는 것이 제안되었다.
그로 인해 바람직하게, (선형 가속도 및 회전 가속도 외에) 추가로 원심 가속도 역시 균등화되거나 보상되며, 이로써 원치 않는 간섭 가속도에 대한 요 레이트 센서의 감도 혹은 민감도가 더욱 개선된다. 바람직하게 제1, 제2 및/또는 제3 회전축을 따르는 요 레이트 센서의 선형 가속도, 제1, 제2 혹은 제3 회전축을 중심으로 하는 제1, 제2 및/또는 제3 회전 운동의 회전 가속도와, 제1, 제2 혹은 제3 회전축을 중심으로 하는 제1, 제2 및/또는 제3 회전 운동의 원심 가속도가 균등화된다.
또 다른 한 바람직한 개선예에 따르면, 복수의 진동 질량은 4개 이상의 진동 질량을 포함하는 것이 제안되며, 이 경우 상기 4개 이상의 진동 질량은 주로 기판의 주 연장 평면에 대해 평행하게 배치된 구동 평면을 따라 연장되며, 이때 상기 4개 이상의 진동 질량에 할당된 구동 방향은 상기 구동 평면을 따라 연장되며, 이 경우 특히 상기 4개 이상의 진동 질량은 정확히 4개의 진동 질량이다.
또 다른 한 바람직한 개선예에 따르면, 복수의 진동 질량은 4개 이상의 추가 진동 질량을 포함하는 것이 제안되며, 이 경우 상기 4개 이상의 추가 진동 질량은 주로 기판의 주 연장 평면에 대해 평행하게 배치된 추가 구동 평면을 따라 연장되며, 이때 상기 4개 이상의 추가 진동 질량에 할당된 구동 방향은 추가 구동 평면을 따라 연장되며, 이 경우 특히 상기 복수의 진동 질량은 정확히 8개의 진동 질량이다.
그로 인해 바람직하게 8개의 진동 질량을 사용함으로써 3개의 상이한 공간 축을 중심으로 요 레이트를 검출할 수 있고, 그럼에도 진동 질량의 특수한 배열 및 구동에 의해 모든 회전축과 관련하여 전체 간섭 항(선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도)을 보상할 수 있는 콤팩트한 요 레이트 센서가 제공될 수 있다. 이로써, 요 레이트의 매우 정확한 검출을 가능케 하는 개선된 요 레이트 센서가 제공된다.
또 다른 한 바람직한 개선예에 따르면, 구동 평면과 추가 구동 평면을 기판의 주 연장 평면에 대해 수직인 법선 방향을 따라 상호 간격을 두고 적층되도록 배치하거나 동일 평면 내에 배치하는 것이 제안된다.
그로 인해 바람직하게, 제1 내지 제4 진동 질량이 제5 내지 제8 진동 질량과 중첩 배열됨으로써 요 레이트 센서의 공간 수요가 간단하게 줄어들 수 있다. 특히 복수의 기능 층 혹은 기능성 층을 이용하는 제조 기술을 사용하면 각각 2개의 진동 질량이 Z-방향에 대해 평행한 투영 방향을 따라 상하로 놓여, 적어도 부분적으로 중첩되거나 완전히 중첩되도록 배치된다. 특히 전술한 방식으로 제1 진동 질량은 제5 진동 질량과, 제2 진동 질량은 제6 진동 질량과, 제3 진동 질량은 제7 진동 질량과 그리고 제4 진동 질량은 제8 진동 질량과 중첩된다. 특히 바람직하게는 진동 질량들의 대칭 배열에 의해 요 레이트 센서가 공간 수요 및 외부 간섭에 대한 둔감성 측면에서 더욱 개선된다.
본 발명의 실시예들은 도면들에 도시되어 있고, 이하의 설명 부분에서 상세하게 설명된다.
도 1은 기준 모델의 개략도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서의 평면도이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서의 분해도이다.
도 14 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서의 평면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서의 개략도이다.
상이한 도면들에서 동일 부재에는 항상 동일한 도면 부호가 부여되며, 그렇기 때문에 전반적으로 각각 한 번만 명명되거나 언급된다.
도 1에는 기준 모델이 개략도로 도시되어 있다. 여기서는 진동 질량계(202) 내 진동 질량의 상대 운동의 기본 상관관계가 기준계(201) 내에 도시되어 있으며, 상기 기준계의 운동은 관성계(200)를 기준으로 측정된다. 다시 관성계(200)(좌표 x0, y0, z0) 내에서 임의로 움직이는 기준계(201)(좌표 x1, y1, z1) 내에서 몸체 고정 계(202)(좌표 x2, y2, z2)와 진동 질량의 상대 운동이 도시된다.
진동 질량의 가속도는 코리올리 가속도, 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도로 구성된다. 개별 측정 신호에 대해, 선형 가속도 성분 및 회전 가속도 성분이 원심 가속도에 비해 우세한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러므로 본 발명에 따라 바람직하게 선형 가속도 및 회전 가속도가 가장 높은 우선 순위로 보상된다.
도 2 내지 도 9에는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 요 레이트 센서(1)의 평면도로 도시되어 있다. 도면에 도시된 모든 요 레이트 센서(1)는 기판에 연결된 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)을 가지며, 이들 진동 질량은 매우 유연한 스프링 구조물에 의해 탄성적으로 상호 간에 그리고 기판과 연결된다. 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)은 특히, 구동 진동(구동 운동) 및/또는 (검출 운동이라고도 지칭되는) 편향 운동이 가능하도록 구성된다. 바람직하게 전체 구동 진동은 주기적인, 특히 바람직하게는 사인파 형태의 구동 진동이다.
도 2에 도시된 요 레이트 센서(1)의 실시예는 8개의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)을 구비하며, 이들 진동 질량은 선형 가속도의 각각 하나의 성분이 X-방향(101), Y-방향(102) 및 Z-방향(103)을 따라 균등화됨으로써, 제1 회전축(101')을 중심으로 하는 요 레이트 센서(1)의 제1 회전 운동과, 제2 회전축(102')을 중심으로 하는 제2 회전 운동과, 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 제3 회전 운동과 관련한 각각의 원심 가속도 성분이 균등화되도록, 그리고 제2 회전 운동 및 제3 회전 운동과 관련한 각각의 회전 가속도 성분이 균등화되도록 배치되고, 개별 구동 진동을 형성하도록 구동된다.
원치 않는 가속도들의 균등화 원칙은 예를 들어 도 2에 도시된 실시예를 토대로 기술되며, 이때 상기 원칙은 각각 상응하는 진동 질량 및 다른 실시예들의 상응하는 편향 방향(12, 12', ..., 82, 82')에 대해 유사하게 적용된다. 이 경우, 예를 들어 선형 가속도의 제1 성분 혹은 X-성분은, 제1 및 제2 진동 질량(10, 20)이 제1 및 제2 구동 방향(11, 21)을 따라 서로 반대 위상으로[여기서는 Y-방향(102)에 대해 평행하게] 구동됨으로써, 그리고 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 제3 요 레이트에 따라 반대 위상으로 제1 및 제2 편향 방향(12, 22)으로[여기서는 X-방향(101)에 대해 평행하게] 편향됨으로써 균등화된다. 이와 같은 균등화는 예를 들어 제1 편향 방향(12)에 할당된 제1 검출 신호(112)와 제2 편향 방향(22)에 할당된 제2 검출 신호의 편차를 이용해서 실시된다. 도 2에 도시된 배열 상태(좌측)에 의해 제3 회전축을 중심으로 하는 제3 회전 운동과 관련한 회전 가속도의 제3 성분이 균등화되지 않는데, 그 이유는 제1, 제2, 제3 및 제4 진동 질량(10, 20, 30, 40)이 주 연장 평면(100)에 대해 평행하게 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 순환 동작을 따라 동일한 방향으로 제1, 제2, 제3 혹은 제4 편향 방향(12, 22, 32, 42)으로 편향되기 때문이다. 동일한 내용이 제5, 제6, 제7 및 제8 진동 질량(50, 60, 70, 80)에 대해 상응하게 적용된다. 그와 달리 도 2에 도시된 배열 상태(중앙)에 의해서는 제1 혹은 제2 회전축(101', 102')을 중심으로 하는 제1 혹은 제2 회전 운동과 관련한 회전 가속도의 제1 및 제2 성분이 균등화된다. 예를 들어 제1 회전축(101')을 중심으로 하는 제1 회전 운동과 관련한 회전 가속도에 대한 둔감도는, 추가의 제1, 제2, 제5 및 제6 편향 방향(12', 22', 52', 62')이 회전 가속도의 개별 방향에 대해 실질적으로 수직으로, 상응하는 진동 질량(10, 20, 50, 60) 쪽으로 배향됨으로써 획득된다. 이는 원심 가속도에도 상응하게 적용된다.
도 3에 도시된 실시예는 실질적으로 도 2에 기술된 실시예에 상응하며, 이 경우 요 레이트 센서(1)는 본 실시예에서 8개의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)을 가지며, 이들 진동 질량은 선형 가속도의 각각 하나의 성분이 X-방향(101), Y-방향(102) 및 Z-방향(103)으로 균등화되도록, 제1 회전 운동, 제2 회전 운동 및 제3 회전 운동과 관련한 원심 가속도의 각각 하나의 제1, 제2 및 제3 성분이 균등화되도록, 그리고 제3 회전 운동과 관련한 회전 가속도의 단 하나의 제3 성분이 균등화되도록 배치되고, 개별 구동 진동을 형성하도록 구동된다.
도 4에 도시된 실시예는 실질적으로 이미 전술한 실시예들에 상응하며, 본 실시예에서 요 레이트 센서(1)는 8개의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)을 가지며, 이들 진동 질량은 선형 가속도의 각각 모든 3개의 성분, 원심 가속도의 모든 3개의 성분 및 회전 가속도의 모든 3개의 성분이 균등화되도록 배치되고, 개별 구동 진동을 형성하도록 구동된다.
도 5에 도시된 실시예는 실질적으로 이미 전술한 실시예들에 상응하며, 이 경우 요 레이트 센서(1)는 본 실시예에서 8개의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)을 구비하며, 이들 진동 질량은 선형 가속도의 각각 모든 3개의 성분, 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 제3 회전 운동과 관련한 회전 가속도의 단지 제3 성분만 그리고 제1 혹은 제2 회전축(101', 102')을 중심으로 하는 제1 및 제 회전 운동과 관련한 원심 가속도의 단지 제1 및 제2 성분만 균등화되도록 배치되고, 개별 구동 진동을 형성하도록 구동된다.
도 6에 도시된 실시예는 실질적으로 이미 전술한 실시예들에 상응하며, 본 실시예에서 요 레이트 센서(1)는 8개의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)을 가지며, 이들 진동 질량은 각각 선형 가속도의 모든 3개의 성분과, 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 제3 회전 운동과 관련한 회전 가속도의 오직 제3 성분과, 원심 가속도의 모든 3개의 성분이 균등화되도록 배치되고, 개별 구동 진동을 형성하도록 구동된다.
도 7에 도시된 실시예는 실질적으로 이미 전술한 실시예들에 상응하며, 본 실시예에서 요 레이트 센서(1)는 8개의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)을 가지며, 이들 진동 질량은 각각 선형 가속도의 모든 3개의 성분과, 원심 가속도의 모든 3개의 성분과, 회전 가속도의 모든 3개의 성분이 균등화되도록 배치되고, 개별 구동 진동을 형성하도록 구동된다.
도 8 내지 도 13에는 본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서의 분해도가 도시되어 있다. 본 실시예에서 제1, 제2, 제3 및 제4 구동 방향(12, 22, 32, 42)은 주 연장 평면(100)에 대해 실질적으로 평행한 제1 평면을 따라 연장되고, 제5, 제6, 제7 및 제8 구동 방향(52, 62, 72, 82)은 주 연장 평면(100)에 대해 실질적으로 평행한 제2 평면을 따라 연장되며, 이때 상기 제1 평면과 상기 제2 평면은 Z-방향(103)을 따라 상호 간격을 두고 배치된다.
도 8 내지 도 13에 도시된 실시예는 실질적으로 도 2 내지 도 7에서 기술된 실시예들에 상응하며, 상기 도 2 내지 도 7에서 기술된 실시예와 상이한 점은, 항시 실질적으로 선형 가속도의 각각 모든 3개의 성분과, 원심 가속도의 모든 3개의 성분과, 회전 가속도의 모든 3개의 성분이 균등화되도록, 제1 내지 제4 진동 질량(10, 20, 30, 40)이 제1 평면에 배치되고, 제5 내지 제8 진동 질량(50, 60, 70, 80)이 제2 평면에 배치되었다는 점이다. 예를 들어 도 8에 도시된 실시예에서(좌측 참조) 각각 제1 및 제5 진동 질량(10, 50), 제2 및 제6 진동 질량(20, 60), 제3 및 제7 진동 질량(30, 70) 그리고 제4 및 제8 진동 질량(40, 80)은 Z-방향(103)에 대해 평행한 투영 방향을 따라 완전히 중첩되도록 배치되어 있다. 그럼으로써, 상기와 같은 배열에 의해서는 바람직하게 (예를 들어 도 2에 기술된 실시예와 달리) 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 제3 회전 운동과 관련한 회전 가속도도 균등화될 수 있다.
도 14 내지 도 19에는 본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서(1)의 평면도가 도시되어 있다. 본 도면에 도시된 실시예는 실질적으로 이미 전술한 실시예들에 상응하며, 본 실시예에서 요 레이트 센서는 4개의 진동 질량(10, 20, 30, 40)을 갖는다. 그럼으로써, 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도의 각각 모든 3개의 성분이 균등화되지 않는다. 예를 들어 도 18에 도시된 요 레이트 센서(1)는 4개의 진동 질량(10, 20, 30, 40)을 가지며, 이들 진동 질량은 선형 가속도의 각각 모든 3개의 성분과, 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 제3 회전 운동과 관련한 회전 가속도의 오직 제3 성분과, 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 제3 회전 운동과 관련한 원심 가속도의 오직 제3 성분만 균등화되도록 배치되고, 개별 구동 진동을 형성하도록 구동된다.
도 20에는 본 발명의 일 실시예에 따른 요 레이트 센서(1)의 개략도가 도시되어 있다. 요 레이트 센서(1)는 본 실시예에서 8개의 진동 질량(10, ..., 80)을 가지며, 요 레이트 센서(1)의 가속도에 따라 복수의(본 실시예에서는 16개의) 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182')를 발생시키도록 구성된다. 상기 복수개의 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182') 각각은 제1, 추가의 제1, 제2, 추가의 제2, 제3, 추가의 제3, 제4, 추가의 제4, 제5, 추가의 제5, 제6, 추가의 제6, 제7, 추가의 제7, 제8 또는 추가의 제8 편향 방향(12, 12', ..., 82, 82') 중 하나의 편향 방향에 할당되며, 이 경우 제1, 제2 및 제3 요 레이트를 결정하기 위한 평가 장치(90)는 선형 가속도의 모든 3개의 성분, 회전 가속도의 모든 3개의 성분 및/또는 원심 가속도의 모든 3개의 성분이 상기 복수 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182')의 2개 이상의 상응하는 검출 신호의 보상에 따라 균등화되도록 구성된다. 본 실시예에서 요 레이트 센서의 가속도는 특히 선형 가속도, 회전 가속도 및/또는 원심 가속도를 포함한다. 특정의 제1, 제2 및/또는 제3 요 레이트는 특히, 발생한 1개, 2개 및/또는 3개의 요 레이트 신호(90')를 이용하여 요 레이트 센서(1)의 신호 출력부로 전송된다.

Claims (9)

  1. 주 연장 평면(100)을 가진 하나의 기판 및 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)을 구비한 요 레이트 센서이며, 상기 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)의 각각의 진동 질량(10)과 관련하여,
    - 상기 진동 질량은 구동 진동을 형성하도록 구동될 수 있으며, 상기 구동 진동은 주 연장 평면(100)에 대해 평행하게 배치된 구동 방향(11)을 따라 실시되며,
    - 상기 진동 질량(10)은 상이한 2개의 편향 방향(12, 12')을 따라 편향될 수 있고, 상기 2개의 상이한 편향 방향(12, 12')은 구동 방향(11)에 대해 수직으로 배치되며,
    복수의 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182')를 발생시키기 위한 요 레이트 센서(1)는 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)의 복수의 검출된 편향에 기초하여 구성되고, 상기 복수의 진동 질량(10)의 각각의 편향 방향(12, 12')에는 복수의 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182') 중 하나의 검출 신호(112, 112')가 할당되는, 요 레이트 센서에 있어서,
    요 레이트 센서(1)는, 상기 요 레이트 센서(1)의 하나 이상의 회전축(101', 102', 103')을 기준으로 하는 요 레이트 센서(1)의 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 상기 복수의 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182') 중 각각 2개의 상응하는 검출 신호의 보상에 의해 균등화되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서(1).
  2. 제1항에 있어서, 요 레이트 센서(1)는 상기 요 레이트 센서(1)의 3개의 상이한 회전축(101', 102', 103')을 기준으로 하는 요 레이트 센서(1)의 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 복수의 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182')에 따라 균등화되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 요 레이트 센서(1)는 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 복수의 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182')의 합산 또는 감산에 의해 균등화되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서(1).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 요 레이트 센서(1)는 평가 장치(90)를 구비하며, 상기 평가 장치(90)에 의한 상응하는 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182')의 보상을 이용하여 각각 3개의 회전축(101', 102', 103')과 관련한 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 균등화될 수 있도록, 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)이 배치되어 구동 진동을 형성하도록 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서(1).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 3개의 회전축(101', 102', 103')과 관련한 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 균등화될 수 있게 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)이 구동 진동을 형성하도록 구동될 수 있는 방식으로, 상기 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)이 상호 간에 그리고 기판과 탄성적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서(1).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)은 4개 이상의 진동 질량(10, 20, 30, 40)을 포함하며, 상기 4개 이상의 진동 질량(10, 20, 30, 40)은 주로 기판의 주 연장 평면(100)에 대해 평행하게 배치된 구동 평면을 따라 연장되며, 상기 4개 이상의 진동 질량(10, 20, 30, 40)에 할당된 구동 방향(11, 21, 31, 41)은 상기 구동 평면을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서(1).
  7. 제6항에 있어서, 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)은 4개 이상의 추가 진동 질량(50, 60, 70, 80)을 포함하며, 상기 4개 이상의 추가 진동 질량(50, 60, 70, 80)은 주로 기판의 주 연장 평면(100)에 대해 평행하게 배치된 추가 구동 평면을 따라 연장되며, 상기 4개 이상의 추가 진동 질량(50, 60, 70, 80)에 할당된 구동 방향(51, 61, 71, 81)은 추가 구동 평면을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서(1).
  8. 제7항에 있어서, 구동 평면과 추가 구동 평면은 기판의 주 연장 평면(100)에 대해 수직인 법선 방향(103)을 따라 상호 간격을 두고 적층되는 방식으로 배치되거나, 동일 평면 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서(1).
  9. 제1항 또는 제2항에 따른 요 레이트 센서(1)를 작동하기 위한 방법에 있어서,
    제1 작동 단계에서는 요 레이트 센서(1)의 제1 회전축(101')을 중심으로 하는 제1 요 레이트, 요 레이트 센서(1)의 제2 회전축(102')을 중심으로 하는 제2 요 레이트, 및 요 레이트 센서(1)의 제3 회전축(103')을 중심으로 하는 제3 요 레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상이 요 레이트 센서(1)에 인가되고, 이때 상기 요 레이트 센서(1)에 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 인가되며, 제2 작동 단계에서는 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)이 관련 구동 방향(11, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81)을 따라 구동 진동을 형성하도록 구동되며, 제3 작동 단계에서는 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)이 제1, 제2, 및 제3 요 레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상에 따라 편향되며, 제4 작동 단계에서는 복수의 진동 질량(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)의 편향에 따라 복수의 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182')가 발생하며, 제5 작동 단계에서는 요 레이트 센서(1)에 의해 제1, 제2, 및 제3 요 레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상이 검출되며, 상기 복수의 검출 신호(112, 112', ..., 182, 182')의 각각 2개의 상응하는 검출 신호의 보상에 의해 선형 가속도, 회전 가속도 및 원심 가속도가 균등화되는 것을 특징으로 하는, 요 레이트 센서의 작동 방법.
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