[发明专利]旋转率传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是在汽车中使用的旋转率传感器。

背景技术

用于检测实际的运动状态的微型机械的旋转率传感器应用在各式各样的技术领域中，例如用在汽车的行驶稳定系统中，或者也应用在导航中。

通常这样一种旋转率传感器包括一个所谓的弹簧一质量系统，该系统具有一个用作基准的基质和一个相对于该基质运动设置的地震质量。为了确定旋转运动为此求出地震质量对旋转运动的反应。如是在旋转率传感器中—它对旋转率的探测是以科氏效应为依据—地震质量垂直于旋转轴地发生偏移。在旋转的系统中通过地震质量的径向运动它的轨道速度发生变化，这导致对地震质量施加作用的相应的科氏力。可将这种科氏力作为切向加速度测量。若旋转率传感器的特性，也就是例如弹簧—质量系统的机械特性是已知的，则可从中计算出实际的旋转速度，并且因此计算出旋转率。

为了测量科氏力首先需要地震质量的规定的运动。为此例如借助一个电容驱动装置产生地震质量的周期运动。这个电容驱动装置也可用于探科氏力。例如DE 10 2009 000 679 A1公开了这种类型的传感器。

总之地震质量的运动既在驱动装置这一级进行，也由于垂直于它的科氏力进行。其中，出现了通过驱动装置引起不希望的振动。这些所不希望的振动作为所谓的方形原信号一起检测，并且使测量结果失真。这些所不希望的振动的原因例如是在旋转率传感器的结构中的变形、非对称等，这些问题是在旋转率传感器的制造中的制造公差引起的。

环境温度的变化会导致旋转率传感器内部的测量结构的变形。由此旋转率传感器的测量敏感度变化或者漂移部分地直到10%。因此在制造旋转率传感器时要求例如按照温度曲线对这些变形进行平衡。

发明内容

在权利要求1中定义的，特别是在汽车中使用的微型机械旋转率传感器包括一个基质、至少一个在基质上弹性设置的地震质量、用于产生地震质量的周期运动的驱动装置、用于检测由于绕一个垂直于激励方向的旋转轴线旋转而作用到地震质量的科氏力的力探测装置，以及测量装置，其中，将测量装置设计成用于测量旋转率传感器的结构偏差。

在权利要求10中定义的用于为测量旋转率传感器的测量敏感度提供测量信号的方法，此方法特别适合用按照权利要求1-9的至少任一项所述的旋转率传感器予以实施，此方法包括下述步骤：

- 在振动平面中产生至少两个地震质量的反相振动，

- 作用科氏力到地震质量上，

- 由于科氏力地震质量垂直于振动平面地偏移，

- 应力作用到旋转率传感器上，

- 通过起作用的应力产生旋转率传感器的结构偏差，

- 由于结构的偏差改变旋转率传感器的测量灵敏度，

- 产生与旋转率传感器的结构偏差无关的测试信号，以测量旋转率传感器的测量灵敏度。

在说明书中，特别是在权利要求书中有关结构偏差例如应理解为旋转率传感器、特别是基质等的变形和变化。

因此所得到的好处是能因此可靠地识别结构的变化，例如旋转率传感器的基质的变形。借助这些测量装置检测到的结构偏差例如通过这些测量装置本身或者通过其它一些合适的补偿装置可产生相应的测试们号，这基本与结构偏差，例如基质的变形无关。然后这个测试信号可通过已设置的电路等进行分析，并且在旋转率传感器以后的运行中用作测量测量灵敏度的基准。

在从属权利要求中对本发明的其它特征和优点进行了说明。

根据本发明的一个有利的改进方案将测量装置设置在地震质量上，和/或设置在基质上。其中的优点是，可以简单方式通过测量装置探测结构变化或者偏差。若将这些测量装置既设置在地震质量上，也设置在基质上，则这些测量装置既可探测地震质量的，也可探测基质的结构偏差，也可探测两个结构偏差的可能的补偿，例如探测地震质量和基质的同时变形。

根据本发明的另一有利的改进方案测量装置包括至少一个电极结构。这个电极结构具有至少两个共同作用的电极。借助这个电极结构可简单和成本有利地形成测量装置，并且也能可靠地测量旋转率传感器的结构偏差。

根据本发明的另一有利的改进方案将其中至少一个共同作用的电极设计为基质电极，并且将其中至少一个电极设计为质质电极。其中所得到的优点是，由此可直接地测量基质和地震质量之间的例如相对的结构变化。