[发明专利]加速度传感器和用于运行加速度传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1和10的前序部分所述的加速度传感器和用于运行加速度传感器的方法，其如由EP 0 773 443 A1已知。

背景技术

传统加速度传感器通常构造为电容式加速度传感器。该电容式加速度传感器的感振质量可以构造为不对称的摆杆。例如在EP 0 774 443 A1中描述了一种具有构造为不对称的摆杆的感振质量的微机械式加速度传感器。

构造为摆杆的感振质量也用于用来测定交通工具的倾斜角度的传感器。例如在EP 0 244 581 A1中描述了一种这样的用于测定交通工具的倾斜角度的传感器。

图1A至1C示出用于展示传统加速度传感器的一个横截面和两个俯视图。

在图1A中以横截面示出的电容式加速度传感器被设计用于识别加速度传感器的垂直于晶片10(z方向)定向的加速度以及确定与该加速度相应的参量。为此在晶片10上可调节地设置一个构造为不对称摆杆的感振质量12。该感振质量12通过两个扭转弹簧14(见图1B)与锚定装置16连接，该锚定装置牢固地设置在晶片10上。在图1A中未示出的扭转弹簧14沿着纵轴线18延伸，构造为摆杆的感振质量12可围绕该纵轴线被调节。

感振质量12包括一个设置在纵轴线18的第一侧的第一电极20a和一个设置在纵轴线18的第二侧的第二电极20b。由于一个附加质量22，第二电极20b可以比第一电极20a具有更大的质量。

用于感振质量12的电极20a和20b的配对电极24a和24b牢固地设置在晶片10上。加速度传感器的该传感器原理因此基于弹簧质量系统，其中活动的振动质量12与固定在晶片10上的配对电极24a和24b构成两个平板电容器。在此，在图1C中以俯视图示出的配对电极24a和24b相对于感振质量12的电极20a和20b这样地设置，使得通过分析在电极20a与所属的第一配对电极24a之间的第一电容和在电极20b与所属的第二配对电极24b之间的第二电容可求得感振质量12相对于晶片10的位置。

图2示出图1A至1C的传统加速度传感器的横截面，用以说明它的工作方式。

如果该加速度传感器如在图2中所示经受一个在z方向上的加速度，则在第二电极20b上由于附加质量22而作用一个在晶片10的方向上指向的力。由于加速度26，构造为摆杆的感振质量12因此围绕(未绘出的)纵轴线这样地被调节，使得第一电极20a与第一配对电极24a之间的第一平均距离d1增加，而第二电极20b与第二配对电极24b之间的第二平均距离d2减小。

由电极20a和20b与配对电极24a和24b构成的两个电容器的电容的变化对应于距离d1和d2的变化并且接下来可以为了确定加速度26而被分析。因为用于分析电容变化的方法由现有技术公知，所以在这里不再继续说明。

图3示出在加速度传感器上施加机械应力时图1A至1C的传统加速度传感器的横截面。

在图3中在晶片10上作用机械应力，晶片10通过该机械应力沿着y轴非对称地弯曲。例如在第一电极20a与第一配对电极24a之间的第一平均距离d1由于晶片10的非对称弯曲而改变。在第二电极20b与第二配对电极24b之间的第二平均距离d2同样可在机械应力的影响下增加或减小。

因此，在传统加速度传感器中，例如通过力或通过压力施加在加速度传感器的至少一个部件上、尤其在壳体的子单元上的机械应力可以引起由电极20a和20b与配对电极24a和24b组成的电容器的电容变化。加速度传感器的一个(未示出的)分析装置通常不能将由应力影响引起的电容变化与由加速度传感器的加速度触发的电容变化区分开。这导致，加速度传感器将机械应力解释为加速度并且输出相应的错误消息。这也被人们称为被测量的加速度的由壳体影响引起的偏移。

值得期望的是具有用于运行加速度传感器的可能性，其中加速度传感器相对于施加在加速度传感器上的机械应力相对不敏感。

发明内容

本发明创造一种具有权利要求1的特征的加速度传感器和一种具有权利要求10的特征的用于运行加速度传感器的方法。