[发明专利]偏航率传感器和用于运行偏航率传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的偏航率传感器。

背景技术

这样的偏航率传感器(Drehratensensoren)是普遍公知的。例如，由文献DE 195 19 488 A1公开了一种具有第一和第二振动质量的偏航率传感器，其中，所述第一和第二振动质量借助激励装置被激励作振动，第一振动质量的第一偏移借助分析处理装置检测，而第二振动质量的第二偏移借助另外的分析处理装置检测，并且第一和第二偏移相互不平行地且与该振动不平行地设置。该偏航率传感器的缺点在于：第一偏移是不可差分地分析处理的，因此所述分析处理装置的第一分析处理信号除了与科氏力相关外还具有比较多的潜在干扰因素。

发明内容

与现有技术相比，根据并列权利要求所述的按本发明的偏航率传感器以及按本发明的用于运行偏航率传感器的方法具有如下优点：在比较小的结构空间面积上允许对第一偏移进行全差分的分析处理。第一科氏元件通过激励装置激励作平行于第一方向的振动。该偏航率传感器绕第二轴的第一偏航率产生作用在第一科氏元件上的第一科氏力，该第二轴平行于一个与第一方向及与第三方向基本上垂直的第二方向延伸，该第一科氏力平行于第三方向作用并且由于第一科氏元件被构造为等臂梁而产生平行于第三方向的第一偏移。通过第一分析处理装置对第一偏移的测定产生第一检测信号，该第一检测信号取决于第一科氏力并且由此取决于绕第二轴的偏航率。尤其由于第一科氏元件绕尤其平行于主延伸平面布置的旋转轴的能扭振的支承，所述第一科氏力产生所述第一偏移，该第一偏移可通过第一检测装置测量。该检测装置优选包括一些检测电极，这些检测电极电容式地测量所述第一偏移。第一科氏元件作为等臂梁的构造允许对第一检测装置的信号进行全差分的分析处理。因此，与仅具有一个唯一的科氏元件的现有技术相比，本发明能够实现对第一偏航率的全差分的检测，使得所需的结构空间与现有技术相比以显著的方式减小并且因而能够实现偏航率传感器的成本更有利的制造和偏航率传感器的更简单的实施。

本发明的有利的构造方案和扩展方案可由从属权利要求以及参照附图的说明书得出。

根据一种优选的扩展方案，所述偏航率传感器具有一第二科氏元件，其中，所述激励装置设置用于激励所述第二科氏元件在所述第一方向上振动，并且，还设有用于检测所述第二科氏元件在与所述第一方向及与所述第三方向都基本上垂直的第二方向上的第二偏移的第二检测装置。因此，特别优选地在比较小的结构空间面积上允许对第一偏移以及对第二偏移进行全差分的检测，其中，尤其是可全差分地分析处理绕第二轴的偏航率和绕第三轴的偏航率。第二科氏元件通过激励装置激励作平行于第一方向的振动。偏航率传感器绕平行于第三方向的第三轴的第二偏航率产生作用在第二科氏元件上的第二科氏力，该第二科氏力平行于第二方向作用并且由于第二科氏元件的一个至少能关于第二方向振动的支承结构引起第二科氏元件的第二偏移。通过第二分析处理装置对第二偏移的测定产生第二检测信号，该第二检测信号取决于第二科氏力并且因此取决于绕第三轴的第二偏航率。该第一分析处理装置优选包括用于执行电容式测量的梳形结构，该梳形结构尤其设置在第二科氏元件的内部，从而能够实现对第二检测信号的全差分的分析处理。

根据另一种优选的扩展方案，所述等臂梁的旋转轴平行于主延伸平面延伸，其中，所述等臂梁关于所述旋转轴优选具有非对称的质量分布并且特别优选所述旋转轴基本上平行于所述第一方向或平行于所述第二方向延伸。由于所述等臂梁关于所述旋转轴的非对称的质量分布，第一科氏力以有利的方式产生等臂梁绕旋转轴的旋转运动。该旋转运动引起第一偏移，该第一偏移优选通过第一检测装置检测并且被全差分地分析处理。特别优选的是，通过第一检测装置对第一偏移的测定基于检测电极与至少一个反电极之间的电容式测量，其中，所述反电极非常特别优选地设置在等臂梁上和/或由等臂梁自身构成。这些检测电极的信号可尤其是可全差分地分析处理的，在第一科氏元件的垂直于主延伸平面地与衬底相对置的侧面上无需其它的检测电极。

根据另一种优选的扩展方案，所述第一检测装置包括一个第一检测装置部件和另一个第一检测装置部件，其中，在所述第一检测装置部件与所述另一个第一检测装置部件之间优选设有所述旋转轴或一个平行于所述旋转轴且平行于所述第三方向延伸的平面。因此，特别有利的是允许对第一偏航率进行全差分的分析处理，其中，第一检测装置部件的第一检测信号与另一个检测装置部件的另一个第一检测信号被全差分地分析处理。