WO2019219258A1 - Verfahren zum re-kalibrieren eines mikromechanischen sensors und re-kalibrierbarer sensor - Google Patents

Verfahren zum re-kalibrieren eines mikromechanischen sensors und re-kalibrierbarer sensor Download PDF

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WO2019219258A1
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Matthias Meier
Thomas ZEBROWSKI
Wolfram Geiger
Ruslan KHALILYULIN
Andrea Visconti
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration
    • G01R33/0035—Calibration of single magnetic sensors, e.g. integrated calibration

Definitions

  • the invention relates to measures for re-calibrating a micromechanical sensor whose sensor structure comprises at least one deflectable sensor structure element for detecting and converting a physical input variable into an electrical sensor signal.
  • the micromechanical sensor may, for example, be an inertial sensor for detecting accelerations or a rotation rate.
  • the sensor structure of an inertial sensor comprises at least one spring-mounted seismic mass whose deflections are detected.
  • these deflections are directly attributable to the acceleration to be detected.
  • the seismic mass becomes active for detection purposes
  • Vibrations excited in a plane of excitation Vibrations excited in a plane of excitation. Rotational movements of the sensor about an axis which is oriented parallel to the excitation plane and perpendicular to the excitation direction, can then be considered as deflections of the seismic mass perpendicular to this
  • Excitation plane are detected, since such rotational movements cause a Coriolis force acting perpendicular to the plane of excitation of the seismic mass.
  • the sensor structure often comprises not only one but several seismic masses, whose suspensions are then particularly flexible in a different spatial direction.
  • the measures according to the invention for re-calibration are also applicable, for example, to micromechanical magnetic field sensors and pressure sensors.
  • Sensor structure of magnetic field sensors also includes at least one resiliently suspended seismic mass.
  • the deflections of the seismic mass are caused by the Lorentz force, which on a current-carrying conductor in a Magnetic field acts.
  • a pressure-sensitive sensor membrane is usually formed whose deflections are detected and converted into electrical sensor signals.
  • the micromechanical sensors in question here are equipped with first and second circuit means.
  • the first circuit means serve to apply a defined electrical test excitation signal to the sensor structure, which causes a test deflection of the sensor structure element.
  • the second circuit means With the aid of the second circuit means, the test deflection of the sensor structure element can be detected and entered
  • electrical sensor response signal S ei convert corresponding electrical signal, which is hereinafter referred to as electrical sensor response signal S ei . It should be noted at this point that the sensor response signal S ei can also be detected with the aid of the circuit means provided for detecting the sensor signal during sensor operation in the case of some sensor types and test excitation signals.
  • the first and second circuit means comprise capacitor electrodes which are suitably arranged on the sensor structure.
  • a test excitation signal for example, simply a defined DC voltage can be applied to the capacitor electrodes of the first circuit means in order to effect an electrostatic deflection of the sensor structure element.
  • the sensor response signal S ei can then be detected very easily as a capacitance change between the capacitor electrodes of the second circuit means.
  • the defined electrical test excitation signal can also be applied to the sensor structure differently than capacitively, just as the sensor response signal S ei can also be detected differently than capacitively if corresponding first and second circuit means are provided.
  • an inductive test excitation would also be possible and / or an inductive detection of the sensor response signal S ei .
  • a signal processing device which carries out a correction of the sensor signal on the basis of at least one predetermined initial trim value Cal (0).
  • the signal processing device is assigned to the sensor at least for this purpose. It does not necessarily have to be part of the sensor, ie it must be located in the sensor.
  • the above-described correction of the sensor signal can also be carried out by a physically remote from the sensor signal processing device, for example, from the host processor of the device in which the sensor is installed.
  • the initial trimming value Cal (0) is selected such that a production-related deviation of the sensor signal from a desired sensor signal compensates for a defined sensor excitation becomes.
  • the initial trim value Cal (O) is the manufacturer at the end of
  • This end-of-line adjustment by the manufacturer is particularly accurate when the sensors are stimulated with the physical input quantity to be detected and a part-specific initial trim value Cal (0) is determined.
  • An acceleration sensor is exposed to a defined acceleration, a rotation rate sensor of a defined
  • Rotary movement, a magnetic field sensor a defined magnetic field, and a pressure sensor is for this purpose applied with a defined pressure. This procedure is very complicated, time-consuming and cost-intensive.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2009 046 807 A1 proposes that the end-of-line adjustment of a micromechanical sensor of the type in question here be based solely on electrical test excitation signals and the
  • the electrical test excitation signals are selected such that the respective sensor response signal reflects the sensitivity of the sensor as a function of manufacturing process-related geometric parameters of the sensor structure, such as e.g. Layer thickness and edge loss.
  • Sensitivity of the sensor is then determined based on the sensor response signals. For this a correlation function is necessary, which the connection between
  • the sensor sensitivity thus determined is then used to adjust the sensors at the end of the manufacturing process, i. to determine an initial trimming value Cal (0) for the correction of the sensor signal.
  • Micromechanical sensor often both due to installation and in the field, about
  • the invention has for its object to provide measures by which the required sensor sensitivity over the lifetime of a sensor can be guaranteed.
  • a recalibration of the sensors in question is proposed, which can be carried out after the end-of-line calibration and also during sensor operation in the field, so that both assembly-related as well as umweitungs- and age-related drifts compensate for the sensor sensitivity to let
  • a method for re-calibrating a micromechanical sensor of the type in question comprises the following steps: a. Applying a defined electrical test excitation signal to the
  • I denotes the time of re-calibration or how many re-calibrations are involved.
  • the proposed recalibration method is based on the end-of-line calibration of the sensor, i. on the initial trim value Cal (0), with the production-related deviations are compensated by a desired sensor sensitivity.
  • a trim correction value ACal (i) for the initial trimming value Cal (0) is determined, which takes into account the changes in sensor sensitivity in the field, ie influence parameters on the sensor sensitivity, which only after Manufacturing process occur.
  • the re-calibration method according to the invention is independent of the manner in which the end-of-line calibration was performed, ie how the initial trim value Cal (0) was determined. This adjustment can be done by means of electrical test excitation signals
  • the sensor structure according to the invention is subjected to a defined electrical test excitation signal in order to generate the
  • the sensor response signal S ei is also referred to as the electrical sensitivity of the sensor because it represents the sensitivity of the sensor structure to an electrical test excitation signal.
  • Essential for the re-calibration method according to the invention is the determination of the relationship between the electrical sensitivity S ei of the sensor and the physical sensitivity S P h of the sensor, ie the sensitivity of the sensor structure to stimuli of the input variable of the sensor to be detected.
  • This physical sensitivity S P h is represented by the corresponding sensor signal.
  • the relationship between electrical sensitivity S ei and physical sensitivity S P h must be determined in advance.
  • Re-calibration of the invention are to be compensated in any suitable form. This correlation can be determined empirically based on measurements on a variety of similar sensors. Alternatively, the relationship between electrical sensitivity S ei and physical sensitivity S P h could also be determined on the basis of a mathematical model.
  • the sensor response signal S ei (i) on the basis of the predetermined relationship between electrical sensitivity S ei and physical
  • Sensitivity S P h is evaluated and the current trim correction value ACal (i) is determined.
  • the invention thus proposes a novel application or design of electrical test excitation signals with the aim of correcting assembly-related and / or environmental and aging-related deviations of the sensor sensitivity from an initial sensor sensitivity.
  • the determination of the trimming correction value ACal (i) is based on the change AS ei (i) of the sensor response signal S ei (i) with respect to a part-individual sensor response signal S ei (0) determined in advance for the test excitation signal, ie the
  • the determination of the trim correction value ACal (i) may be based on a substantially linear relationship, the shape
  • ACal (i) a2 * AS ei (i) + b2, where al, bl or a2, b2 are previously determined characterization constants.
  • the relationship between sensor response signal S ei or AS ei and trim correction value ACal can be stored very simply in the form of the characterization constants a1, b1 or a2, b2.
  • Equally simple is the calculation of the trim correction value ACal (i) on the basis of the sensor response signal S ei (i) or AS ei (i).
  • trim correction value ACal (i) can then be described as
  • part-specific parameters that can be determined in advance within the scope of the final measurements, and temporally variable influencing variables that are currently detectable during sensor operation and are also referred to as real-time parameters.
  • Predeterminable, part-specific parameters are, for example, the electrical sensor initial sensitivity S ei (0) and the initial trimming value Cal (0). Further examples of such part-specific influencing variables in the rotation rate sensor are
  • the re-calibration of the sensor according to the invention can be initiated by a start signal actively triggered by the user. This is useful, for example, if the re-calibration after the sensor assembly in a terminal to be made, even before its commissioning.
  • a rotation rate sensor could always be recalibrated according to the invention if the sensor is in the rest position and is therefore temporarily deactivated.
  • Sensor operation at defined intervals automatically repeat, for example, to compensate for the influence of varying environmental conditions - temperature, humidity, etc. - on the sensor sensitivity.
  • Micromechanical sensor of the type in question is also proposed with the invention, the signal processing device of a micromechanical sensor of the type in question here interpreted as
  • a correlation between sensor response signal S ei or DS ei and a trim correction value ⁇ Cal is determined in advance, that is to say in the context of end-of-line measurements which is the basis of the re-calibration. This correlation does not necessarily have to be local to the sensor
  • the sensor assigned can be stored. It can also be stored, for example, in a memory device managed by the manufacturer or on the host processor of the terminal in which the sensor is installed. It is essential that the sensor assigned
  • Signal processing device has access to this correlation relationship and the initial trim value Cal (0).
  • the senor according to the invention may comprise at least one memory device for the at least one predefined initial trim value Cal (0) and / or for at least one sensor-specific parameter Par j determined before the sensor operation, which is used in determining the trim correction value ⁇ Cal (FIG. i), and / or for the previously determined electrical sensor initial sensitivity S ei (0) and / or for the at least one currently determined trim correction value ⁇ Cal (i) and / or for the currently determined trim value Cal (i) ,
  • the sensor according to the invention can also be provided with at least one Memory device for the predetermined relationship between sensor response signal S ei or DS ei and trim correction ACal be equipped.
  • the senor according to the invention is also equipped with at least one interface via which the re-calibration method according to the invention can be initiated.
  • the measures for re-calibration according to the invention are not limited to micromechanical sensors of a specific type of detection as long as the sensor structure comprises at least one deflectable sensor structure element for detecting and converting a physical input variable into an electrical sensor signal.
  • inventive measures are equally suitable for re-calibrating micromechanical rotation rate sensors, acceleration sensors, magnetic field sensors or pressure sensors.
  • Advantageous embodiments and further developments of the invention are explained in more detail below using the example of a micromechanical rotation rate sensor with reference to the figures. In detail show:
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the components of a yaw rate sensor which are essential for the realization of the invention
  • Fig. 3 is a diagram for explaining the method according to the invention.
  • the sensor structure of a micromechanical rotation rate sensor comprises at least one seismic mass as a detection element, which is connected via a spring arrangement with the remaining sensor structure.
  • the detection element is designated by 1 in the schematic representation of FIG.
  • the rotation rate sensor is equipped with drive means, with the aid of which the spring-mounted detection element 1 with a certain Excitation frequency ou can be vibrated.
  • the type and operation of the drive means are irrelevant to the realization of the invention, which is why their detailed explanation and illustration in Fig. 1 has been omitted.
  • Fig. 1 indicates only the direction of this drive vibration by the arrows 2. This direction is referred to below as x-direction 2.
  • Oscillation movement of the detection element 1 in the z-direction 3 is detected as a sensor signal and fed to a signal processing device 7 assigned to the sensor in order to determine therefrom the rotation rate W of the rotational movement.
  • the detection of the sensor signal takes place in the embodiment described here capacitively by means of a detection electrode 4, which is arranged opposite the detection element 1 in the z-direction 3, and at a distance 6. Together with the detection element 1, it forms a detection capacitor.
  • the distance 6 changes periodically with the oscillation movement of the detection element 1 in the z-direction 3 caused by the Coriolis force Fc.
  • the capacitance change of the detection capacitor associated therewith is detected as a sensor signal.
  • the sensor signal of such a micromechanical rotation rate sensor is also influenced by a number of other, usually undesirable parameters. In this case, e.g. Fluctuations in the layer thicknesses of the sensor structure, which occur due to the MEMS manufacturing process.
  • the packaging can also affect the sensor signal if, for example, mechanical stresses are thereby introduced into the sensor structure.
  • micromechanical rotation rate sensors are in practice matched by the manufacturer or
  • an initial trimming value Cal (0) is determined with the aid of which a production-related deviation of the sensor signal from a desired sensor signal can be compensated for when the sensor excitation is defined.
  • this sensor trim then, if for each sensor a part-individual initial trim value Cal (O) is determined on the basis of defined mechanical stimuli. For this purpose, each sensor must be subjected to a defined mechanical rotary motion in order then to determine from the corresponding sensor signals an individual initial trim value Cal (0).
  • the rotation rate sensor shown schematically in FIG. 1 is equipped with test electrodes 5 which are arranged here in a plane with the detection electrode 4 but laterally therefrom.
  • test electrodes 5 By applying a defined voltage between detection element 1 and test electrodes 5, a defined electrical test excitation in the z-direction 3 can be exerted on the detection element 1.
  • the corresponding sensor response signal S ei is here simply as a change in capacitance between the detection electrode 4 and the
  • the sensor response signal S ei (i) is also referred to as electrical sensitivity of the sensor at the time of measurement i.
  • a DC voltage U is between
  • electrostatic force in the z-direction 3 acts, so in the detection direction, i. towards the Coriolis force Fc. Due to the arrangement and geometry of the test electrodes 5, this force is modulated with the drive oscillation movement of the detection element 1. Therefore, this electrostatic force has the same frequency as well as the same phase as the driving vibration motion. But it is 90 ° out of phase with the caused by a rotational movement Coriolis force Fc. That by applying the DC voltage U, a quadrature force is electrically induced. The resulting deflection of the
  • Detection element 1 can be detected separately by demodulation of the sensor signal. The amplitude of this portion of the sensor signal is then output as a static sensor response signal Sei.
  • the electrical sensitivity S ei (i) determined in this way is related to an initial electrical sensitivity S ei (0) of the sensor, which has been determined individually for each part, for example in the context of manufacturer-side final measurements. Therefore, in the embodiment described here, the relative change in electrical sensitivity AS ei (i) is always considered, where
  • test excitation signal can be used within the scope of the re-calibration method according to the invention, as long as the same, defined test excitation signal is always used for the re-calibration of a particular sensor, including the determination of the correlation between the electrical sensor sensitivity and the physical sensor sensitivity was used.
  • a defined AC voltage signal could also be applied as a test excitation signal to the capacitor arrangement of test electrode 5 and detection element 1 in order to modulate the deflection of the detection element 1. In any case, allows the movement or deflection of the detection element 1 and the
  • the determination of the trim correction value ACal (i) is based on the correlation shown in FIG. 2 between the relative change of the electrical sensor sensitivity AS ei and the relative change in the physical sensor sensitivity AS ph (i), the initial physical sensitivity S Ph (0) the
  • Sensitivity must correlate to each other, but only their changes over solder or lifetime influences.
  • Scaling function - without taking into account further input parameters - a significant reduction of the sensitivity drift can be achieved.
  • the drift in the physical sensitivity ⁇ S Ph without re-calibration is shown here as a double arrow 10, while the sensitivity drift after the re-calibration according to the invention by the double arrow 20 is shown.
  • Influencing variables Par j acts, which can be determined, for example, the end-of-line adjustment, it is advisable to store them in a memory device of the sensor or at least in a memory device to which the signal processing device of the sensor has access.
  • the raw sensitivity or quadrature could be such parts-specific parameters Par j .
  • Influencing variables Par j that are measured in the field such as the sensor temperature.
  • FIG. 3 illustrates the procedure for the determination according to the invention of a correction value ACal (i) for the initial trimming value Cal (0) on the basis of a previously determined correlation function fO between electrical sensor sensitivity AS ei and physical sensor sensitivity AS Ph .
  • an initial trim value Cal (O) for calibrating the sensor is initially determined by the manufacturer in a "sensor final test” phase, so that the desired physical sensor sensitivity is achieved.
  • the initial electrical sensor sensitivity S ei (0) is also detected.
  • the initial trimming value Cal (0), the initial electrical sensor sensitivity S ei (0) and the correlation function f () are stored in a memory device NVM (non-volatile memory) of the sensor or the associated ASIC.
  • CRT Component Re-Trim
  • the inventive method also allows a re-calibration of the sensor in the field.
  • environmental influences and aging can lead to a change in the physical
  • the sensor sensitivity is therefore always returned to the initial sensor sensitivity, i. the physical
  • Sensitivity is always corrected by the inventive re-calibration as possible to its new part value.
  • the method according to the invention makes it possible in a simple manner to compensate the influence of assembly-related mechanical stresses on the measuring signal and is therefore preferably used after the assembly of the rotation rate sensor in an application environment. However, it also offers the option of recalibration during sensor operation in order to compensate for the influence of changing environmental conditions on the measurement signal.
  • the electrical excitation of the detection mass for example, at regular intervals or by defined
  • Sensor events are triggered automatically, e.g. shortly before the rotation rate sensor is switched off, after the sensor has received the switch-off signal.
  • the re-calibration according to the invention can also be initiated by the user of the device in which the rotation rate sensor is installed.

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Abstract

Es werden Maßnahmen zur Verfügung gestellt zum Re-Kalibrieren eines mikromechanischen Sensors ▪ mit einermikromechanischen Sensorstruktur mit mindestens einem auslenkbaren Sensorstrukturelement (1) zum Detektieren und Umwandeln einer physikalischen Eingangsgröße in ein elektrisches Sensorsignal, ▪ mit ersten Schaltungsmitteln (5) zum Anlegen eines definierten elektrischen Test-Anregungssignals an die Sensorstruktur, das eine Test-Auslenkung des Sensorstrukturelements (1) hervorruft, und ▪ mit zweiten Schaltungsmitteln (4) zum Erfassen der Test-Auslenkung des Sensorstrukturelements (1) als elektrisches Sensor-Antwortsignal Sel; wobei dem Sensor eine Signalverarbeitungseinrichtung (7) zugeordnet ist zur Korrektur des Sensorsignals auf der Basis mindestens eines vorab bestimmten Anfangs-Trimmwerts Cal(0), derso gewählt ist, dass eine herstellungsbedingte Abweichung des Sensorsignals von einem Soll-Sensorsignal bei definierter Sensoranregung kompensiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Re-Kalibrieren des Sensors umfasst die folgenden Schritte: a) Anlegen eines definierten elektrischen Test-Anregungssignals an die Sensorstruktur, b) rfassen des entsprechenden Sensor-Antwortsignals Sel(i), c) Ermitteln eines Trimm-Korrekturwerts ΔCal(i) für den mindestens einen Anfangs-Trimmwert Cal(0) auf der Basis eines vorab bestimmten Zusammenhangs zwischen Sensor-Antwortsignal Sel und Trimm-Korrekturwert ΔCal, und d) Bestimmen mindestens eines aktuellen Trimmwerts Cal(i) für die Korrektur des Sensorsignals, wobei die Bestimmung des mindestens einen aktuellen Trimmwerts Cal(i) auf der Basis des mindestens einen Anfangs-Trimmwerts Cal(0) und des ermittelten Trimm-Korrekturwerts ΔCal(i) erfolgt. Die Signalverarbeitungseinrichtung des Sensors ist erfindungsgemäß dazu ausgelegt, ▪ auf einen vorab bestimmten, abgespeicherten Zusammenhang zwischen Sensor-Antwortsignal Sel und einem Trimm-Korrekturwert ΔCal für den mindestens einen Anfangs-Trimmwert Cal(0) zuzugreifen und ▪ einen aktuellen Trimmwert Cal(i) für die Korrektur des Sensorsignals auf der Basis des mindestens einen Anfangs-Trimmwerts Cal(0) und des ermittelten Trimm-Korrekturwerts ΔCal(i) zu bestimmen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Verfahren zum Re-Kalibrieren eines mikromechanischen Sensors
und re-kalibrierbarer Sensor
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf Maßnahmen zum Re-Kalibrieren eines mikromechanischen Sensors, dessen Sensorstruktur mindestens ein auslenkbares Sensorstrukturelement zum Detektieren und Umwandeln einer physikalischen Eingangsgröße in ein elektrisches Sensorsignal umfasst.
Bei dem mikromechanischen Sensor kann es sich beispielsweise um einen Inertialsensor zum Detektieren von Beschleunigungen oder einer Drehrate handeln. Die Sensorstruktur eines Inertialsensors umfasst in der Regel mindestens eine federnd gelagerte seismische Masse, deren Auslenkungen erfasst werden. Im Fall eines Beschleunigungssensors sind diese Auslenkungen direkt auf die zu erfassende Beschleunigung zurückzuführen. Im Fall eines Drehratensensors wird die seismische Masse zu Detektionszwecken aktiv zu
Schwingungen in einer Anregungsebene angeregt. Drehbewegungen des Sensors um eine Achse, die parallel zur Anregungsebene und senkrecht zur Anregungsrichtung orientiert ist, können dann als Auslenkungen der seismischen Masse senkrecht zu dieser
Anregungsebene erfasst werden, da derartige Drehbewegungen eine Corioliskraft hervorrufen, die senkrecht zur Anregungsebene auf die seismische Masse wirkt.
Insbesondere wenn ein solcher Inertialsensor Beschleunigungen oder Drehraten in mehr als nur einer Raumrichtung erfassen soll, umfasst die Sensorstruktur häufig nicht nur eine, sondern mehrere seismische Massen, deren Aufhängungen dann jeweils in einer anderen Raumrichtungen besonders flexibel sind.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen zum Re-Kalibrieren sind aber beispielsweise auch anwendbar auf mikromechanische Magnetfeldsensoren und Drucksensoren. Die
Sensorstruktur von Magnetfeldsensoren umfasst ebenfalls mindestens eine federnd aufgehängte seismische Masse. Hier werden die Auslenkungen der seismischen Masse durch die Lorentzkraft hervorgerufen, die auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld wirkt. Innerhalb der Sensorstruktur mikromechanischer Drucksensoren ist üblicherweise eine druckempfindliche Sensormembran ausgebildet, deren Auslenkungen erfasst und in elektrische Sensorsignale umgewandelt werden.
Die hier in Rede stehenden mikromechanischen Sensoren sind mit ersten und zweiten Schaltungsmitteln ausgestattet. Die ersten Schaltungsmittel dienen zum Anlegen eines definierten elektrischen Test-Anregungssignals an die Sensorstruktur, was eine Test- Auslenkung des Sensorstrukturelements verursacht. Mit Hilfe der zweiten Schaltungsmittel lässt sich die Test-Auslenkung des Sensorstrukturelements erfassen und in ein
entsprechendes elektrisches Signal umwandeln, das im Folgenden als elektrisches Sensor- Antwortsignal Sei bezeichnet wird. An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Sensor- Antwortsignal Sei bei einigen Sensortypen und Test-Anregungssignalen auch mit Hilfe der Schaltungsmittel erfasst werden kann, die zum Erfassen des Sensorsignals während des Sensorbetriebs vorgesehen sind.
In einer aus der Praxis bekannten Realisierungsform umfassen die ersten und zweiten Schaltungsmittel Kondensatorelektroden, die in geeigneter Weise an der Sensorstruktur angeordnet sind. In diesem Fall kann als Test- Anregungssignal beispielsweise einfach eine definierte Gleichspannung an die Kondensatorelektroden der ersten Schaltungsmittel angelegt werden, um eine elektrostatische Auslenkung des Sensorstrukturelements zu bewirken. Das Sensor-Antwortsignal Sei kann dann sehr einfach als Kapazitätsänderung zwischen den Kondensatorelektroden der zweiten Schaltungsmittel erfasst werden.
Selbstverständlich kann das definierte elektrische Test- Anregungssignal auch auf andere Weise, als kapazitiv an die Sensorstruktur angelegt werden, so wie das Sensor- Antwortsignal Sei auch anders als kapazitiv erfasst werden kann, wenn entsprechende erste und zweite Schaltungsmittel vorgesehen sind. So käme beispielsweise auch eine induktive Test-Anregung in Frage und/oder eine induktive Erfassung des Sensor-Antwortsignals Sei.
Außerdem ist eine Signalverarbeitungseinrichtung vorgesehen, die eine Korrektur des Sensorsignals auf der Basis mindestens eines vorab bestimmten Anfangs-Trimmwerts Cal(0) vornimmt. Die Signalverarbeitungseinrichtung ist dem Sensor zumindest zu diesem Zwecke zugeordnet. Sie muss nicht unbedingt Bestandteil des Sensors, also im Sensor lokalisiert sein. Die voranstehend beschriebene Korrektur des Sensorsignals kann ebenso auch von einer physisch vom Sensor abgesetzten Signalverarbeitungseinrichtung vorgenommen werden, beispielsweise vom Host- Prozessor des Geräts, in dem der Sensor verbaut ist.
Der Anfangs-Trimmwert Cal(0) ist so gewählt, dass eine herstellungsbedingte Abweichung des Sensorsignals von einem Soll-Sensorsignal bei definierter Sensoranregung kompensiert wird. Üblicherweise wird der Anfangs-Trimmwert Cal(O) herstellerseitig am Ende der
Fertigung (end-of-line) bestimmt. Dazu werden die Sensoren mit definierten Stimuli beaufschlagt. Der Anfangs-Trimmwert Cal(O) wird dann durch Auswertung der
entsprechenden Antwortsignale bestimmt.
Dieser herstellerseitige End-of-line-Abgleich ist besonders genau, wenn die Sensoren mit der zu erfassenden physikalischen Eingangsgröße stimuliert werden und ein teileindividueller Anfangs-Trimmwert Cal(0) bestimmt wird. Ein Beschleunigungssensor wird dazu einer definierten Beschleunigung ausgesetzt, ein Drehratensensor einer definierten
Drehbewegung, ein Magnetfeldsensor einem definierten Magnetfeld, und ein Drucksensor wird dazu mit einem definierten Druck beaufschlagt. Diese Vorgehensweise ist sehr aufwendig, zeit- und kostenintensiv.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 046 807 Al wird vorgeschlagen, den End- of-line-Abgleich eines mikromechanischen Sensors der hier in Rede stehenden Art ausschließlich auf der Basis von elektrischen Test-Anregungssignalen und den
entsprechenden Sensor-Antwortsignalen vorzunehmen. Dazu werden die elektrischen Test- Anregungssignale so gewählt, dass das jeweilige Sensor-Antwortsignal die Empfindlichkeit des Sensors in Abhängigkeit von Herstellungsprozess-bedingten geometrischen Parametern der Sensorstruktur widerspiegelt, wie z.B. Schichtdicken und Kantenverlust. Die
Empfindlichkeit des Sensors wird dann auf der Basis der Sensor-Antwortsignale bestimmt. Dazu ist eine Korrelationsfunktion erforderlich, die den Zusammenhang zwischen
elektrischer und physikalischer Empfindlichkeit beschreibt, d.h. zwischen der
Sensorempfindlichkeit gegenüber dem elektrischen Test- Anregungssignal und gegenüber einer physikalischen Anregung. Eine solche Korrelationsfunktion wird üblicherweise vor dem eigentlichen Endabgleich, einmalig, durch Messungen an einer Vielzahl von gleichartigen Sensoren ermittelt, die als Charakterisierungsteile bezeichnet werden. Die Streuung der Sensorempfindlichkeit dieser Charakterisierungsteile beruht ausschließlich auf
herstellungsbedingten Abweichungen in der Sensorstruktur, wie z.B. Schwankungen der Schichtdicken und des Kantenverlusts, und/oder Abweichungen im Packaging. Gemäß der DE 10 2009 046 807 Al wird die so bestimmte Sensorempfindlichkeit dann genutzt, um die Sensoren am Ende des Herstellungsprozesses abzugleichen, d.h. einen Anfangs-Trimmwert Cal(0) für die Korrektur des Sensorsignals zu ermitteln.
Wie bereits erwähnt, werden bei der Bestimmung der Korrelationsfunktion gemäß DE 10 2009 046 807 Al nur solche Messungen an Charakterisierungsteilen berücksichtigt, die herstellungsbedingte Einflüsse auf die Sensorempfindlichkeit abdecken. Andere, nach Abschluss des Herstellungsprozesses auftretende Einflüsse auf die Sensorempfindlichkeit werden nicht berücksichtigt und können dementsprechend bei der Korrektur des Sensorsignals auch nicht kompensiert werden. Dies trifft insbesondere auf Veränderungen der Sensorempfindlichkeit zu, die bedingt durch die Montage des Sensors auf einer
Leiterplatte oder einem anderen Träger auftreten, oder auch auf Änderungen der
Sensorempfindlichkeit bedingt durch Alterung und Umgebungseinflüsse, wie Feuchte, Temperaturschwankungen, etc..
Aufgabe der Erfindung
Mit Hilfe des End-of-line-Abgleichs können im Wesentlichen nur herstellungsbedingte Abweichungen von der angestrebten Sensorempfindlichkeit kompensiert werden. Es hat sich aber gezeigt, dass sich die Empfindlichkeit eines hier in Rede stehenden
mikromechanischen Sensors häufig sowohl montagebedingt als auch im Feld, über
Lebensdauer verändert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zur Verfügung zu stellen, durch die die geforderte Sensorempfindlichkeit über die gesamte Lebensdauer eines Sensors gewährleistet werden kann. Dazu wird eine Re- Kalibrierung der hier in Rede stehenden Sensoren vorgeschlagen, die nach dem End-of-line-Abgleich und auch während des Sensorbetriebs im Feld vorgenommen werden kann, so dass sich sowohl montagebedingte als auch umweit- und alterungsbedingte Drifte der Sensorempfindlichkeit kompensieren lassen
Kern und Vorteile der Erfindung
Es wird ein Verfahren zum Re- Kalibrieren eines mikromechanischen Sensors der hier in Rede stehenden Art vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst: a. Anlegen eines definierten elektrischen Test-Anregungssignals an die
Sensorstruktur,
b. Erfassen des entsprechenden Sensor-Antwortsignals Sei(i),
c. Ermitteln eines Trimm- Korrekturwerts ACal(i) für den mindestens einen Anfangs- Trimmwert Cal(0) auf der Basis eines vorab bestimmten Zusammenhangs zwischen Sensor- Antwortsignal Sei und Trimm- Korrekturwert ACal, und d. Bestimmen mindestens eines aktuellen Trimmwerts Cal(i) für die Korrektur des Sensorsignals, wobei die Bestimmung des mindestens einen aktuellen Trimmwerts Cal(i) auf der Basis des mindestens einen Anfangs-Trimmwerts Cal(0) und des ermittelten Trimm- Korrekturwerts ACal(i) erfolgt.
Dabei bezeichnet i den Zeitpunkt der Re- Kalibrierung bzw. um die wievielte Re-Kalibrierung es sich handelt.
Wesentlich ist, dass das vorgeschlagene Re- Kalibrierverfahren auf dem End-of-line- Abgleich des Sensors basiert, d.h. auf dem Anfangs-Trimmwert Cal(0), mit dem herstellungsbedingte Abweichungen von einer angestrebten Sensorempfindlichkeit kompensiert werden. Im Rahmen des vorgeschlagenen Re- Kalibrierverfahrens wird lediglich ein Trimm- Korrekturwert ACal(i) für den Anfangs-Trimmwert Cal(0) bestimmt, mit dem den Veränderungen der Sensorempfindlichkeit im Feld Rechnung getragen wird, also Einflussparametern auf die Sensorempfindlichkeit, die erst nach dem Herstellungsprozess auftreten.
Das erfindungsgemäße Re- Kalibrierverfahren ist unabhängig davon, auf welche Weise der End-of-line-Abgleich vorgenommen wurde, also wie der Anfangs-Trimmwert Cal(0) ermittelt wurde. Dieser Abgleich kann mit Hilfe von elektrischen Test- Anregungssignalen
vorgenommen worden sein, wie in der DE 10 2009 046 807 Al beschrieben. Ebenso kann dieser Abgleich aber auch auf der Basis von Kalibriermessungen vorgenommen worden sein, für die der Sensor mit definierten Stimuli der zu erfassenden Eingangsgröße angeregt wurde, um den Anfangs-Trimmwert Cal(0) dann durch Auswertung der entsprechenden Sensorsignale zu ermitteln.
Zur Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) wird die Sensorstruktur erfindungsgemäß mit einem definierten elektrischen Test-Anregungssignal beaufschlagt, um das
entsprechende Sensor-Antwortsignal Sei(i) zu erfassen. Das Sensor-Antwortsignal Sei wird auch als elektrische Empfindlichkeit des Sensors bezeichnet, da es die Empfindlichkeit der Sensorstruktur auf ein elektrisches Test- Anregungssignal repräsentiert. Wesentlich für das erfindungsgemäße Re- Kalibrierverfahren ist die Bestimmung des Zusammenhangs zwischen der elektrischen Empfindlichkeit Sei des Sensors und der physikalischen Empfindlichkeit SPh des Sensors, d.h. der Empfindlichkeit der Sensorstruktur gegenüber Stimuli der zu erfassenden Eingangsgröße des Sensors. Diese physikalischen Empfindlichkeit SPh wird durch das entsprechende Sensorsignal repräsentiert. Der Zusammenhang zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei und physikalischen Empfindlichkeit SPh muss vorab bestimmt werden. Da mit Hilfe der erfindungsgemäßen Re-Kalibrierung montagebedingte und/oder Lebensdauerdriften der Sensorempfindlichkeit kompensiert werden sollen, empfiehlt es sich, dieser Bestimmung Messungen an Sensoren zugrunde zu legen, die den zu erwartenden, die Sensorempfindlichkeit beeinträchtigenden Bedingungen ausgesetzt wurden, also z.B. einem Lötprozess zur Montage des Sensors auf einer Leiterplatte, Temperaturgängen und Feuchtebedingungen, wie sie im Feld zu erwarten sind, etc.. Auf jeden Fall sollten die Messungen zur Bestimmung der Korrelation zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei und physikalischen Empfindlichkeit SPh die Einflussparameter, die mit Hilfe der
erfindungsgemäßen Re- Kalibrierung kompensiert werden sollen, in irgendeiner geeigneten Form abbilden. Diese Korrelation kann empirisch, auf der Basis von Messungen an einer Vielzahl von gleichartigen Sensoren ermittelt werden. Alternativ könnte der Zusammenhang zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei und physikalischen Empfindlichkeit SPh aber auch anhand eines mathematischen Modells bestimmt werden.
Erfindungsgemäß wird das Sensor-Antwortsignal Sei(i) auf der Basis des vorab bestimmten Zusammenhangs zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei und physikalischen
Empfindlichkeit SPh ausgewertet und der aktuelle Trimm- Korrekturwert ACal(i) bestimmt.
Mit der Erfindung wird also eine neuartige Anwendung bzw. Auslegung von elektrischen Test- Anregungssignalen vorgeschlagen mit dem Ziel, montagebedingte und/oder umwelt- und alterungsbedingte Abweichungen der Sensorempfindlichkeit von einer Anfangs- Sensorempfindlichkeit zu korrigieren.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es, auch solche
mikromechanischen Sensoren mit sehr hoher Genauigkeit, also geringer Abweichung von einer angestrebten Sensorempfindlichkeit, zu betreiben, die relativ anfällig auf
Lebensdauerstress sind, insbesondere mechanischen Stress, temperaturbedingten Stress und Feuchteeinflüsse. Dadurch können derartige Sensoren auch im Rahmen von
Sensoranwendungen mit vergleichsweise hohen Performanceanforderungen eingesetzt werden. Folglich können Dank der erfindungsgemäßen Maßnahmen auch Kompromisse bei der Optimierung einer Sensorstruktur oder einer Sensorverpackung gemacht werden, was die Anfälligkeit gegenüber Lebensdauerstress betrifft, und zwar zu Gunsten anderer Parameter, wie z. B. Herstellkosten, Robustheit, Rauschen, etc..
Vorteilhafterweise wird der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) die Änderung ASei(i) des Sensor-Antwortsignals Sei(i) bezüglich eines vorab für das Test- Anregungssignal bestimmten teileindividuellen Sensor-Antwortsignals Sei(0) zugrunde gelegt, also die
Änderung der elektrischen Sensorempfindlichkeit ASei(i) bezüglich einer teileindividuellen elektrischen Anfangsempfindlichkeit Sei(0). Vorteilhafterweise wird diese Änderung definiert als ÄSel(l) = [Sel (Ϊ) - Sel(0)] / Sel(0).
Durch den Bezug auf die teileindividuelle Sensor-Anfangsempfindlichkeit Sei(0), die einfach im Rahmen der Endmessungen bestimmt werden kann, lässt sich eine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) erzielen.
Es hat sich gezeigt, dass die Streuung der Empfindlichkeitsdriften über Lebensdauer bei einer Sensorcharge vergleichsweise klein ist. Deshalb kann die Korrelation zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei bzw. ASei und physikalischen Empfindlichkeit SPh bzw. ASPh und Trimm- Korrekturwert ACal bereits relativ gut empirisch bestimmt werden, und zwar auf der Basis von Messungen an einer Vielzahl von gleichartigen Sensoren. Der Trimm- Korrekturwert ACal(i) kann so mit einer vergleichsweise großen Genauigkeit ermittelt werden.
Bei vielen Anwendungen kann der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) ein im Wesentlichen linearer Zusammenhang zugrunde gelegt werden, der Form
ACal(i) = al * Sei(i) + bl bzw.
ACal(i) = a2 * ASei(i) + b2, wobei al, bl bzw. a2, b2 vorab bestimmte Charakterisierungskonstanten sind. In einem solchen Fall kann der Zusammenhang zwischen Sensor-Antwortsignal Sei bzw. ASei und Trimm- Korrekturwert ACal sehr einfach in Form der Charakterisierungskonstanten al, bl bzw. a2, b2 abgespeichert werden. Genauso einfach ist dann die Berechnung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) auf der Basis des Sensor-Antwortsignals Sei(i) bzw. ASei(i).
Es gibt aber auch Anwendungen, bei denen andere Funktionen zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei bzw. ASei und physikalischen Empfindlichkeit SPh bzw. ASPh und Trimm- Korrekturwerts ACal gewählt werden müssen, um eine angestrebte Genauigkeit des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) zu erzielen. So kann der Zusammenhang zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei bzw. ASei und physikalischen Empfindlichkeit SPh bzw. ASPh beispielsweise auch durch eine Funktion höherer Ordnung angenähert werden.
Besonders erwähnt seien in diesem Zusammenhang auch Funktionen, die mindestens eine weitere Einflussgröße Parj bei der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i)
berücksichtigen. Der Trimm- Korrekturwerts ACal(i) lässt sich dann beschreiben als
ACal(i) = f(Sei(i), Parj) bzw. ACal(i) = f(ASei(i), Parj).
Von besonderer Bedeutung sind hier teileindividuelle Parameter, die vorab im Rahmen der Endmessungen bestimmt werden können, und zeitlich variablen Einflussgrößen, die während des Sensorbetriebs aktuell erfassbar sind und auch als Echtzeitparameter bezeichnet werden. Vorab bestimmbare, teilespezifische Parameter sind beispielsweise die elektrische Sensor- Anfangsempfindlichkeit Sei(0) und der Anfangs-Trimmwert Cal(0). Weitere Beispiele für solche teilespezifischen Einflussgrößen beim Drehratensensor sind
Rohempfindlichkeit und Quadratur. Als Beispiel für einen Echtzeitparameter sei hier die aktuelle Sensortemperatur genannt. All diese Parameter Parj können additiv, faktoriel und/oder exponentiell in die Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) eingehen.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Re-Kalibrieren des Sensors durch ein vom Benutzer aktiv ausgelöstes Startsignal initiiert werden. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die Re- Kalibrierung nach der Sensormontage in einem Endgerät vorgenommen werden soll, und zwar noch vor dessen Inbetriebnahme.
Bei vielen Anwendungen erweist es sich zudem als vorteilhaft, wenn das Re-Kalibrieren durch mindestens ein definiertes Sensorereignis initiiert wird. So könnte ein Drehratensensor beispielsweise immer dann erfindungsgemäß rekalibriert werden, wenn sich der Sensor in Ruhelage befindet und deshalb vorübergehend deaktiviert wird.
Zudem kann es sinnvoll sein, das erfindungsgemäße Re-Kalibrieren während des
Sensorbetriebs in definierten Zeitabständen automatisch zu wiederholen, beispielsweise um den Einfluss von variierenden Umgebungsbedingungen - Temperatur, Feuchte etc. - auf die Sensorempfindlichkeit zu kompensieren.
Im Rahmen einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht auch die Möglichkeit, eine situationsabhängige Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) vorzunehmen, indem je nach Situation - Montage oder Sensorbetrieb - unterschiedliche vorab bestimmte Zusammenhänge
ACal(i) = f mont (Sei (ΐ)) oder ACal(i) = frun (Sei(i)) bzw.
ACal(i) = f mont (ASel(O) oder ACal(i) = frun (ASei(i)) der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) zugrunde gelegt werden.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung könnte für ein Re-Kalibrieren nach der
Sensormontage eine Korrelation zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei und
physikalischen Empfindlichkeit SPh verwendet werden, die anhand von Messungen an bereits montierten Sensoren ermittelt worden ist. Für ein Re-Kalibrieren des Sensors im Feld könnte im Unterschied dazu eine Korrelation zwischen elektrischer Empfindlichkeit Sei und physikalischen Empfindlichkeit SPh verwendet werden, die anhand von Messungen an Sensoren ermittelt worden ist, die zusätzlich auch noch Temperaturgängen und
Feuchtebedingungen, wie sie im Feld zu erwarten sind, ausgesetzt waren.
Neben dem voranstehend beschriebenen Verfahren zum Re-Kalibrieren eines
mikromechanischen Sensors der hier in Rede stehenden Art wird mit der Erfindung außerdem vorgeschlagen, die Signalverarbeitungseinrichtung eines mikromechanischen Sensors der hier in Rede stehenden Art so auszulegen,
• dass sie auf einen vorab bestimmten, abgespeicherten Zusammenhang zwischen Sensor- Antwortsignal Sei und einem Trimm- Korrekturwert ACal für den mindestens einen Anfangs-Trimmwert Cal(0) zugreifen kann und
• dass sie einen aktuellen Trimmwert Cal(i) für die Korrektur des Sensorsignals auf der Basis des mindestens einen Anfangs-Trimmwerts Cal(0) und des ermittelten Trimm- Korrekturwerts ACal(i) bestimmen kann,
und zwar insbesondere gemäß dem erfindungsgemäßen Re- Kalibrierverfahren.
Wie bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Re- Kalibrierverfahren erläutert, ist erfindungswesentlich, dass vorab, also beispielsweise im Rahmen von End-of-line- Messungen, eine Korrelation zwischen Sensor-Antwortsignal Sei bzw. D Sei und einem Trimm- Korrekturwert ÄCal bestimmt wurde, die der Re-Kalibrierung zugrunde gelegt wird. Dieser Korrelations-Zusammenhang muss nicht unbedingt lokal auf dem Sensor
abgespeichert sein. Er kann beispielsweise auch in einer herstellerseitig verwalteten Speichereinrichtung abgelegt sein oder auf dem Hostprozessor des Endgeräts, in dem der Sensor verbaut ist. Wesentlich ist, dass die dem Sensor zugeordnete
Signalverarbeitungseinrichtung Zugriff auf diesen Korrelations-Zusammenhang und den Anfangs-Trimmwert Cal(0) hat.
Der erfindungsgemäße Sensor kann in einer möglichen Ausführungsform mindestens eine Speichereinrichtung umfassen für den mindestens einen vorab bestimmten Anfangs- Trimmwert Cal(0) und/oder für mindestens einen vor dem Sensorbetrieb bestimmten sensorspezifischen Parameter Parj, der bei der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ÄCal(i) zu berücksichtigen ist, und/oder für die vorab bestimmte elektrische Sensor- Anfangsempfindlichkeit Sei(0) und/oder für den mindestens einen aktuell ermittelten Trimm- Korrekturwert ÄCal(i) und/oder für den aktuell bestimmten Trimmwert Cal(i). Alternativ oder auch ergänzend dazu kann der erfindungsgemäße Sensor auch mit mindestens einer Speichereinrichtung für den vorab bestimmten Zusammenhang zwischen Sensor- Antwortsignal Sei bzw. D Sei und Trimm- Korrekturwert ACal ausgestattet sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Sensor außerdem mit mindestens einer Schnittstelle ausgestattet, über die das erfindungsgemäße Re- Kalibrierverfahren initiierbar ist.
Zeichnungen
Wie bereits eingangs erwähnt, sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen zum Re- Kalibrieren nicht auf mikromechanische Sensoren eines bestimmten Detektionstyps beschränkt, solange die Sensorstruktur mindestens ein auslenkbares Sensorstrukturelement zum Detektieren und Umwandeln einer physikalischen Eingangsgröße in ein elektrisches Sensorsignal umfasst.
So eignen sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen gleichermaßen zum Re-Kalibrieren von mikromechanischen Drehratensensoren, Beschleunigungssensoren, Magnetfeldsensoren oder auch Drucksensoren. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend am Beispiel eines mikromechanischen Drehratensensors anhand der Figuren näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
Fig· 1 eine schematische Darstellung der für die Realisierung der Erfindung wesentlichen Komponenten eines Drehratensensors,
Fig. 2 ein Diagramm mit den Ergebnissen von Messungen an Charakterisierungsteilen zur Bestimmung der Korrelation zwischen relativer Änderung der elektrischen
Sensorempfindlichkeit ASei und relativer Änderung der physikalischen
Sensorempfindlichkeit ASPh(i),
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Die Sensorstruktur eines mikromechanischen Drehratensensors umfasst mindestens eine seismische Masse als Detektionselement, die über eine Federanordnung mit der übrigen Sensorstruktur verbunden ist. Das Detektionselement ist in der schematischen Darstellung der Fig· 1 mit 1 bezeichnet. Der Drehratensensor ist mit Antriebsmitteln ausgestattet, mit deren Hilfe das federnd gelagerte Detektionselement 1 mit einer bestimmten Anregungsfrequenz ou in Schwingung versetzt werden kann. Die Art und Funktionsweise der Antriebsmittel sind für die Realisierung der Erfindung unerheblich, weshalb auf deren nähere Erläuterung und Darstellung in Fig. 1 verzichtet wurde. Fig. 1 gibt lediglich die Richtung dieser Antriebsschwingung durch die Pfeile 2 an. Diese Richtung wird im Folgenden als x- Richtung 2 bezeichnet.
Bei einer Drehbewegung des in x-Richtung 2 schwingenden Detektionselements 1 um eine Achse, die in y-Richtung - hier senkrecht zur Bildebene - orientiert ist, tritt eine Corioliskraft Fc auf. Diese Corioliskraft Fc wirkt in z- Richtung - in Fig. 1 durch die Pfeile 3 angegeben - und ist proportional zur Drehrate W der Drehbewegung. Durch diese Corioliskraft Fc wird das in x-Richtung 2 schwingende Detektionselement 1 zusätzlich zu einer Schwingung in z- Richtung 3 angeregt. Die Frequenz dieser Schwingung in z- Richtung 3 entspricht der Anregungsfrequenz Ü)A, jedoch ist die Schwingung um 90° phasenverschoben zur
Anregungsschwingung des Detektionselements 1 in x-Richtung 2. Die
Schwingungsbewegung des Detektionselements 1 in z- Richtung 3 wird als Sensorsignal erfasst und einer dem Sensor zugeordneten Signalverarbeitungseinrichtung 7 zugeführt, um daraus die Drehrate W der Drehbewegung zu bestimmen.
Die Erfassung des Sensorsignals erfolgt im hier erläuterten Ausführungsbeispiel kapazitiv mit Hilfe einer Detektionselektrode 4, die dem Detektionselement 1 gegenüber in z-Richtung 3 angeordnet ist, und zwar in einem Abstand 6. Zusammen mit dem Detektionselement 1 bildet sie einen Detektionskondensator. Der Abstand 6 verändert sich periodisch mit der durch die Corioliskraft Fc hervorgerufenen Schwingungsbewegung des Detektionselements 1 in z-Richtung 3. Die damit verbundene Kapazitätsänderung des Detektionskondensators wird als Sensorsignal erfasst.
Das Sensorsignal eines derartigen mikromechanischen Drehratensensors wird außerdem durch einen Reihe von weiteren, meist unerwünschten Parametern beeinflusst. Dabei spielen z.B. Schwankungen in den Schichtdicken der Sensorstruktur eine Rolle, die bedingt durch den MEMS-Herstellungsprozess auftreten. Auch das Packaging kann sich auf das Sensorsignal auswirken, wenn dadurch beispielsweise mechanische Spannungen in die Sensorstruktur eingetragen werden.
Um herstellungsbedingten Verfälschungen des Sensorsignals entgegenzuwirken, werden mikromechanische Drehratensensoren in der Praxis herstellerseitig abgeglichen bzw.
kalibriert. Dabei wird ein Anfangs-Trimmwert Cal(0) bestimmt, mit dessen Hilfe eine herstellungsbedingte Abweichung des Sensorsignals von einem Soll-Sensorsignal bei definierter Sensoranregung kompensierbar ist. Besonders gut ist diese Sensor-Trimmung dann, wenn für jeden Sensor ein teileindividueller Anfangs-Trimmwert Cal(O) auf der Basis von definierten mechanischen Stimuli ermittelt wird. Dazu muss jeder Sensor einer definierten mechanischen Drehbewegung unterzogen werden, um aus den entsprechenden Sensorsignalen dann einen individuellen Anfangs-Trimmwert Cal(0) zu bestimmen.
Diese Vorgehensweise ist nur sehr bedingt dazu geeignet, Störeinflüsse zu kompensieren, die nach der Montage und im Sensorbetrieb auftreten wie z.B. montagebedingte
mechanische Spannungen in der Sensorstruktur und/oder Umwelteinflüsse.
Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, den Sensor nach dessen Montage und/oder im Feld zu rekalibrieren, so dass das Sensorsignal auch noch von später auftretenden und sich über die Betriebsdauer des Sensors verändernden Störeinflüssen bereinigt werden kann.
Dazu ist der in Fig. 1 schematisch dargestellte Drehratensensor mit Testelektroden 5 ausgestattet, die hier in einer Ebene mit der Detektionselektrode 4 aber seitlich von dieser angeordnet sind. Durch Anlegen einer definierten Spannung zwischen Detektionselement 1 und Testelektroden 5 kann eine definierte elektrische Test-Anregung in z-Richtung 3 auf das Detektionselement 1 ausgeübt werden. Das entsprechende Sensor-Antwortsignal Sei wird hier einfach als Kapazitätsänderung zwischen der Detektionselektrode 4 und dem
Detektionselement 1 erfasst. Das Sensor-Antwortsignal Sei(i) wird auch als elektrische Empfindlichkeit des Sensors zum Messzeitpunkt i bezeichnet.
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine DC-Spannung U zwischen
Detektionselement 1 und Testelektroden 5 angelegt, so dass die entsprechende
elektrostatische Kraft in z-Richtung 3 wirkt, also in Detektionsrichtung, d.h. in Richtung der Corioliskraft Fc. Aufgrund der Anordnung und Geometrie der Testelektroden 5 wird diese Kraft mit der Antriebs-Schwingungsbewegung des Detektionselements 1 moduliert. Deshalb hat diese elektrostatische Kraft die gleiche Frequenz und auch die gleiche Phase wie die Antriebs-Schwingungsbewegung. Sie ist aber um 90° phasenversetzt zu der durch eine Drehbewegung hervorgerufene Corioliskraft Fc. D.h. durch Anlegen der DC-Spannung U wird eine Quadraturkraft elektrisch induziert. Die resultierende Auslenkung des
Detektionselements 1 kann durch Demodulation des Sensorsignals gesondert erfasst werden. Die Amplitude dieses Anteils des Sensorsignals wird dann als statisches Sensor- Antwortsignal Sei ausgegeben.
Vorteilhafterweise wird die so ermittelte elektrische Empfindlichkeit Sei(i) in Beziehung gesetzt zu einer elektrischen Anfangs- Empfindlichkeit Sei(0) des Sensors, die teileindividuell bestimmt worden ist, beispielsweise im Rahmen von herstellerseitigen Endmessungen. Deshalb wird im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel immer die relative Änderung der elektrischen Empfindlichkeit ASei(i) betrachtet, wobei
$el (0— Se[(0)
ASei( 0
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, mit Hilfe der so ermittelten elektrischen
Sensorempfindlichkeit bzw. der relativen Änderung der elektrischen Sensorempfindlichkeit ÄSei(i) einen Korrekturwert ACal(i) für den Anfangs-Trimmwert Cal(0) zu bestimmen. Dies erfolgt auf der Basis einer vorab bestimmten Korrelationsfunktion zwischen der elektrischen Sensorempfindlichkeit Sei(i) bzw. ASei(i) und der physikalischen Sensorempfindlichen SPh(i) bzw. ASph(i), im Fall eines Drehratensensors also der Sensorempfindlichkeit gegenüber Drehbewegungen.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Re- Kalibrierverfahren grundsätzlich ein beliebiges Test-Anregungssignal verwendet werden kann, solange für die Re- Kalibrierung eines bestimmten Sensors immer dasselbe, definierte Test-Anregungssignal verwendet wird, das auch der Bestimmung der Korrelation zwischen der elektrischen Sensorempfindlichkeit und der physikalischen Sensorempfindlichkeit zugrunde gelegt wurde. Für das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel heißt das, dass beispielsweise auch ein definiertes Wechselspannungssignal als Test- Anregungssignal an die Kondensatoranordnung von Testelektrode 5 und Detektionselement 1 angelegt werden könnte, um die Auslenkung des Detektionselements 1 zu modulieren. In jedem Fall ermöglicht die Bewegung bzw. Auslenkung des Detektionselements 1 und das
entsprechende Sensor-Antwortsignal Sei Rückschlüsse auf die Performanceeigenschaften des Sensors und insbesondere auf Veränderungen der Sensorempfindlichkeit hinsichtlich der herstellerseitig bestimmten Anfangs-Sensorempfindlichkeit.
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Bestimmung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) die in Fig. 2 dargestellte Korrelation zwischen relativer Änderung der elektrischen Sensorempfindlichkeit ASei und relativer Änderung der physikalischen Sensorempfindlichkeit ASph(i) zugrunde gelegt, wobei die physikalische Anfangs- Empfindlichkeit SPh(0) dem
Sollwert der Sensorempfindlichkeit nach dem Anfangs-Trimmen des Sensors entspricht und als 1 definiert wird. Zu beachten ist, dass in diesem Fall nicht die absoluten
Empfindlichkeiten zueinander korrelieren müssen, sondern nur deren Änderungen über Löt oder Lebensdauereinflüsse.
Für die Bestimmung dieser Korrelation wurden im Vorfeld der Serienproduktion Messungen der relativen Änderung der elektrischen Sensorempfindlichkeit ASei und der entsprechenden relativen Änderung der physikalischen Sensorempfindlichkeit ASPh(i) an einer ausreichend großen Zahl von Charakterisierungsteilen durchgeführt. Diese hatten einen Lötprozess durchlaufen um die Veränderung der physikalischen Sensorempfindlichkeit über Lötstress zu ermitteln. Im Messdiagramm der Fig. 2 sind die Messergebnisse für die relative Änderung der elektrischen Sensorempfindlichkeit ASei und die entsprechende relative Änderung der physikalischen Sensorempfindlichkeit ASPh eingetragen. Auf der Basis dieser Messpunkte wurde eine lineare Korrelationsfunktion
AS Ph = /(D5bί) = const ASei bestimmt. Fig. 2 veranschaulicht, dass bereits auf Basis einer solchen linearen
Skalierungsfunktion - ohne Berücksichtigung weitere Eingangsparameter - eine deutliche Reduzierung des Empfindlichkeitsdrifts erreicht werden kann. Der Drift in der physikalischen Empfindlichkeit ÄSPh ohne Re- Kalibrierung ist hier als Doppelpfeil 10 dargestellt, während der Empfindlichkeitsdrift nach der erfindungsgemäßen Re-Kalibrierung durch den Doppelpfeil 20 dargestellt ist.
Aus den voranstehend beschriebenen Messungen an Charakterisierungsteilen kann sich auch ergeben, dass die Korrelation zwischen elektrischer Sensorempfindlichkeit ASei und physikalischer Sensorempfindlichkeit ASPh besser durch eine Funktion höherer Ordnung angenähert wird oder aber, dass die Sensorempfindlichkeit von einem oder auch mehreren weiteren Einflussgrößen Parj abhängt. Wenn es sich dabei um teileindividuelle
Einflussgrößen Parj handelt, die beispielsweise beim End-of-line-Abgleich ermittelt werden können, empfiehlt es sich, diese in einer Speichereinrichtung des Sensors abzulegen oder zumindest in einer Speichereinrichtung, auf die die Signalverarbeitungseinrichtung des Sensors Zugriff hat. Im Fall eines Drehratensensors könnten z.B. die Rohempfindlichkeit oder Quadratur solche teileindividuellen Einflussgrößen Parj sein.
In einigen Fällen kann es aber auch sinnvoll sein, bei der Beschreibung der Korrelation zwischen elektrischer Sensorempfindlichkeit ASei und physikalischer Sensorempfindlichkeit ASph sogenannte Echtzeitparameter zu berücksichtigen. Dabei handelt es sich um
Einflussgrößen Parj, die im Feld gemessen werden, wie z.B. die Sensortemperatur.
Fig. 3 veranschaulicht die Vorgehensweise zur erfindungsgemäßen Bestimmung eines Korrekturwerts ACal(i) für den Anfangstrimmwert Cal(0) unter Zugrundelegung einer vorab bestimmten Korrelationsfunktion fO zwischen elektrischer Sensorempfindlichkeit ASei und physikalischer Sensorempfindlichkeit ASPh. Dazu wird zunächst herstellerseitig in einer„Sensor Final Test“-Phase ein Anfangs- Trimmwert Cal(O) zur Kalibrierung des Sensors bestimmt, so dass die angestrebte physikalische Sensorempfindlichkeit erreicht wird. Die physikalische Anfangs- Sensorempfindlichkeit wird dann bestimmt als SPh(0) = 1. Durch Anlegen des definierten elektrischen Test-Anregungssignals U an den so kalibrierten Sensor wird außerdem die elektrische Anfangs-Sensorempfindlichkeit Sei(0) erfasst.
Der Anfangs-Trimmwert Cal(0), die elektrische Anfangs-Sensorempfindlichkeit Sei(0) sowie die Korrelationsfunktion f() werden in einer Speichereinrichtung NVM (non volatile memory) des Sensors bzw. des zugehörigen ASICs abgespeichert.
Die Montage des Sensors auf einer Leiterplatte, die einen Lötprozess erfordert, führt sehr häufig zu einer Veränderung der physikalischen Anfangs-Sensorempfindlichkeit, so dass Sph(l) * 1. Sph(l) steht hier für die physikalische Sensorempfindlichkeit bei einer ersten Messung nach dem Lötprozess. Zur Kompensation der lötbedingten Veränderung der physikalischen Sensorempfindlichkeit wird der Drehratensensor mit dem definierten elektrischen Test-Anregungssignals U beaufschlagt, um zunächst die elektrische
Sensorempfindlichkeit Sei(l) nach dem Lötprozess zu erfassen. Mit Sei(l) wird dann die relative Änderung der physikalischen Sensorempfindlichkeit ASei(l) berechnet, um mit Hilfe der Korrelationsfunktion fO auch die relative Änderung der physikalischen
Sensorempfindlichkeit ASPh(l) zu bestimmen. Damit kann schließlich auch ein
entsprechender Trimm- Korrekturwert ACal(l) ermittelt werden, wobei hier noch eine weitere Einflussgröße Par(l) berücksichtigt wird. Die Kompensation der Abweichung der
Sensorempfindlichkeit von einer angestrebten Sensorempfindlichkeit erfolgt dann mit einem neuen Trimmwert Cal(l), wobei
Cal(l) = Cal(0) + ACal(l).
Die erfindungsgemäße Re- Kalibrierung wird im hier dargestellten Ausführungsbeispiel als CRT (Component Re-Trim) correction bezeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch eine Re-Kalibrierung des Sensors im Feld. Hier können Umwelteinflüsse und Alterung zu einer Veränderung der physikalischen
Anfangs-Sensorempfindlichkeit führen, so dass SPh(2) * 1. SPh(2) steht hier für die
physikalische Sensorempfindlichkeit bei einer zweiten Messung, die während dem Einsatz des Sensors im Feld durchgeführt wird. Zur Re-Kalibrierung wird der Drehratensensor wieder mit dem definierten elektrischen Test- Anregungssignals U beaufschlagt, um zunächst die aktuelle elektrische Sensorempfindlichkeit Sei(2) zu erfassen. Damit wird dann die relative Änderung der physikalischen Sensorempfindlichkeit ASei(2) bezüglich der elektrischen Anfangs-Sensorempfindlichkeit Sei(0) berechnet, um mit Hilfe der Korrelationsfunktion fO auch die relative Änderung der physikalischen Sensorempfindlichkeit ASPh(2) zu bestimmen. Bei der Ermittlung des entsprechenden Trimm- Korrekturwerts ACal(2) wird hier noch eine weitere Einflussgröße Par(2) berücksichtigt. Die Kompensation der Abweichung der Sensorempfindlichkeit von der angestrebten Sensorempfindlichkeit erfolgt dann mit einem neuen Trimmwert Cal(2), wobei
Cal(2) = Cal(0) + ACal(2).
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Re- Kalibrierung wird die Sensorempfindlichkeit also immer wieder auf die Anfangs-Sensorempfindlichkeit zurückgeführt, d.h. die physikalische
Empfindlichkeit wird durch die erfindungsgemäße Re-Kalibrierung immer wieder möglichst auf ihren Neuteilewert korrigiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf einfache Weise die Kompensation des Einflusses von montagebedingten mechanischen Spannungen auf das Messsignal und wird deshalb bevorzugt nach der Montage des Drehratensensors in einer Anwendungsumgebung angewendet. Es bietet aber auch noch während des Sensorbetriebs die Möglichkeit der Re- Kalibrierung, um den Einfluss von sich verändernden Umgebungsbedingungen auf das Messsignal zu kompensieren. Dazu kann die elektrische Anregung der Detektionsmasse beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen erfolgen oder durch definierte
Sensorereignisse automatisch ausgelöst werden, wie z.B. kurz vor der Abschaltung des Drehratensensors, nachdem der Sensor das Abschaltsignal erhalten hat. Schließlich kann die erfindungsgemäße Re-Kalibrierung auch durch den Benutzer des Geräts veranlasst werden, in dem der Drehratensensor verbaut ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Re- Kalibrieren eines Sensors
• mit einer mikromechanischen Sensorstruktur mit mindestens einem auslenkbaren Sensorstrukturelement (1) zum Detektieren und Umwandeln einer physikalischen Eingangsgröße in ein elektrisches Sensorsignal,
• mit ersten Schaltungsmitteln (5) zum Anlegen eines definierten elektrischen Test- Anregungssignals an die Sensorstruktur, das eine Test-Auslenkung des Sensorstrukturelements (1) hervorruft, und
• mit zweiten Schaltungsmitteln (4) zum Erfassen der Test-Auslenkung des
Sensorstrukturelements (1) als elektrisches Sensor-Antwortsignal Sei; wobei dem Sensor eine Signalverarbeitungseinrichtung (7) zugeordnet ist zur Korrektur des Sensorsignals auf der Basis mindestens eines vorab bestimmten Anfangs- Trimmwerts Cal(0), der so gewählt ist, dass eine herstellungsbedingte Abweichung des Sensorsignals von einem Soll-Sensorsignal bei definierter Sensoranregung kompensiert wird; wobei das Verfahren zum Re- Kalibrieren des Sensors die folgenden Schritte umfasst: a. Anlegen eines definierten elektrischen Test- Anregungssignals an die
Sensorstruktur,
b. Erfassen des entsprechenden Sensor-Antwortsignals Sei(i),
c. Ermitteln eines Trimm- Korrekturwerts ACal(i) für den mindestens einen Anfangs- Trimmwert Cal(0) auf der Basis eines vorab bestimmten Zusammenhangs zwischen Sensor-Antwortsignal Sei und Trimm- Korrekturwert ACal, und d. Bestimmen mindestens eines aktuellen Trimmwerts Cal(i) für die Korrektur des Sensorsignals, wobei die Bestimmung des mindestens einen aktuellen Trimmwerts Cal(i) auf der Basis des mindestens einen Anfangs-Trimmwerts Cal(0) und des ermittelten Trimm- Korrekturwerts ACal(i) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) die Änderung ASei(i) des Sensor-Antwortsignals Sei(i) bezüglich eines vorab für das Test-Anregungssignal bestimmten Sensor-Antwortsignals Sei(0) zugrunde gelegt wird, insbesondere
ASel(i) = [Sel (ΐ) - Sel(0)] / Sel(0).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen Sensor-Antwortsignal Sei bzw. Änderung ASei des Sensor-Antwortsignals Sei bezüglich eines vorab für das Test-Anregungssignal bestimmten Sensor-Antwortsignals Sei(0) und Trimm- Korrekturwert ACal, der der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) zugrunde gelegt wird, vorab empirisch, auf der Basis von Messungen an einer Vielzahl von gleichartigen Sensoren bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) ein im wesentlichen linearer
Zusammenhang der Form
ACal(i) = al * Sei(i) + bl bzw.
ACal(i) = a2 * ASei(i) + b2, zugrunde gelegt wird, wobei al, bl bzw. a2, b2 vorab bestimmte
Charakterisierungskonstanten sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) mindestens eine weitere Einflussgröße Parj berücksichtigt wird, so dass
ACal(i) = f(Sei(i), Parj) bzw.
ACal(i) = f(ASei(i), Parj).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine
Einflussgröße Parj ein vorab bestimmter teilespezifischer Parameter ist, insbesondere das vorab für das Test-Anregungssignal bestimmtes Sensor-Antwortsignal Sei(0) und/oder der vorab bestimmte Anfangs-Trimmwert Cal(0).
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einflussgröße Parj ein während des Sensorbetriebs erfassbarer Parameter ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Re- Kalibrieren des Sensors durch ein vom Benutzer aktiv ausgelöstes Startsignal initiiert wird und/oder durch mindestens ein definiertes Sensorereignis initiiert wird und/oder in definierten Zeitabständen automatisch initiiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Re- Kalibrieren des Sensors nach der Montage des Sensors im Gerät initiiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Re- Kalibrieren des Sensors während des Sensorbetriebs initiiert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) situationsabhängig erfolgt, indem der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) je nach Situation - Montage oder
Sensorbetrieb - unterschiedliche vorab bestimmte Zusammenhänge
ACal(i) = f mont (Sei (ΐ)) oder ACal(i) = frun (Sei(i)) bzw.
ACal(i) = f mont (ASel(O) oder ACal(i) = frun (ASei(0) zugrunde gelegt werden.
12. Sensor, mindestens umfassend
a. eine mikromechanische Sensorstruktur mit mindestens einem auslenkbaren
Sensorstrukturelement (1) zum Detektieren und Umwandeln einer physikalischen Eingangsgröße in ein elektrisches Sensorsignal,
b. erste Schaltungsmittel (5) zum Anlegen eines definierten elektrischen Test- Anregungssignals an die Sensorstruktur, das eine Test- Auslenkung des Sensorstrukturelements (1) hervorruft, und
c. zweite Schaltungsmittel (4) zum Erfassen der Test- Auslenkung des
Sensorstrukturelements (1) als elektrisches Sensor-Antwortsignal Sei; wobei dem Sensor eine Signalverarbeitungseinrichtung (7) zugeordnet ist zur Korrektur des Sensorsignals auf der Basis mindestens eines vorab bestimmten Anfangs- Trimmwerts Cal(0), der so gewählt ist, dass eine herstellungsbedingte Abweichung des Sensorsignals von einem Soll-Sensorsignal bei definierter Sensoranregung kompensiert wird;
dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinrichtung (7) dazu ausgelegt ist,
• auf einen vorab bestimmten, abgespeicherten Zusammenhang zwischen Sensor- Antwortsignal Sei und einem Trimm- Korrekturwert ACal für den mindestens einen Anfangs-Trimmwert Cal(0) zuzugreifen und • einen aktuellen Trimmwert Cal(i) für die Korrektur des Sensorsignals auf der
Basis des mindestens einen Anfangs-Trimmwerts Cal(0) und des ermittelten
Trimm- Korrekturwerts ACal(i) zu bestimmen,
insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine
Speichereinrichtung vorgesehen ist für
a. den mindestens einen vorab bestimmten Anfangs-Trimmwert Cal(0) und/oder b. mindestens einen vor dem Sensorbetrieb bestimmten sensorspezifischen Parameter Parj, der bei der Ermittlung des Trimm- Korrekturwerts ACal(i) zu berücksichtigen ist,
c. das vorab für das Test-Anregungssignal bestimmte Sensor-Antwortsignal Sel(0)
d. den mindestens einen aktuell ermittelten Trimm- Korrekturwert ACal(i) e. und/oder den aktuell bestimmten Trimmwert Cal(i).
14. Sensor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Speichereinrichtung vorgesehen ist für den vorab bestimmten Zusammenhang zwischen Sensor- Antwortsignal Sei und einem Trimm- Korrekturwert ACal für den mindestens einen Anfangs-Trimmwert Cal(0).
15. Sensor nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Schnittstelle vorgesehen ist für ein Auslösesignal zum Initiieren eines Verfahrens zum Re- Kalibrieren des Sensors gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
16. Sensor nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei es sich um einen
mikromechanischen Drehratensensor, Beschleunigungssensor, Magnetfeldsensor oder Drucksensor handelt.
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