[发明专利]微机械科氏转速传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定转速的微机械科氏转速传感器（MEMS转速传感器），包括基底、测量轴线（X轴）、检测轴线（Y轴）以及驱动轴线（Z轴），每个轴线相对彼此正交地安置。转速传感器还包括在平行于所述基底的X-Y平面内安置的第一和第二驱动模块，其中每个驱动模块借助于中央悬架能够旋转地连接到所述基底。沿Y轴安置有两个中央悬架。在每个中央悬架处还设有用于产生驱动模块绕驱动轴线旋转振荡的驱动器件。

背景技术

由美国专利US5635640可知采用MEMS技术并且包括两个驱动模块的传统的转速传感器。两个驱动模块都连接至基底并且相对于基底能够移位地安置。两个驱动模块借助于弹簧彼此相连，借此实现两个驱动模块绕它们对应的旋转中心的旋转运动。两个驱动模块借助于对应的驱动器件驱动以移动，由于中央弹簧所述两个驱动模块同幅地且大体上反相地移动。如果基底绕测量轴线旋转，则在旋转振荡的驱动模块上作用的科氏力使得所述两个驱动模块以（大小）相同且（方向）相反的方式绕检测轴线旋转或倾斜。由于所述倾斜运动以及导致的驱动模块与基底之间距离的变化，在驱动模块和基底之间安置的电极产生了允许得出关于基底旋转运动结论的电信号。

传统的科氏转速传感器例如用于车辆或传感器能受到冲击的其他装置中。根据现有技术的转速传感器的缺点在于所述传感器对这样的外力影响相对灵敏。因此获得不精确的测量，或者传感器甚至能够被损坏。

发明内容

因此本发明的目的是制造一种基本上抗振的转速传感器，所述转速传感器对由于其机械构造产生的所述外部影响不敏感，并且能够检测振动效应以防止误测。

本发明的目的通过具有权利要求1特征的微机械科氏转速传感器实现。

根据本发明的微机械科氏转速传感器被设置用于检测绕测量轴线（X轴）的转速。所述转速传感器包括基底以及第一和第二驱动模块。测量轴线（X轴）、检测轴线（Y轴）以及驱动轴线（Z轴）分别相对于彼此正交地安置。所述第一和第二驱动模块在与所述基底平行的X-Y平面内安置。每个驱动模块借助于中央悬架能够旋转地连接至所述基底。沿Y轴安置两个中央悬架，以使得所述两个驱动模块大体上配置成彼此平行。在每个中央悬架处还设有用于产生所述驱动模块绕所述驱动轴线旋转振荡的驱动器具。驱动器具大体上是电极，所述电极通过交变极性产生驱动模块绕其中央悬架的振荡驱动。

为了制造尤其对冲击不敏感的转速传感器，根据本发明，至少一个弹性连接元件在检测轴线（Y轴）两侧并与其隔开地设置在驱动模块上。两个驱动模块由此件彼此连接，并且实现两个驱动模块的相互谐调的振荡。在转速传感器受到冲击的情况下，所述连接元件还使得两个驱动模块同相而不是反相地偏转。因此，尽管驱动模块在正常操作中以完全相反的方式移位，两个驱动模块由于冲击沿同一方向偏转。通过利用连接元件将两个驱动模块连接，两个驱动模块的同相偏转因而通过在转速传感器上作用的振动而产生。因此，在基底旋转时的正常操作中，在基底与驱动模块之间安置的检测元件将因而产生完全相反的信号，而在转速传感器上冲击的效果是在Y轴同一侧、例如Y轴的左侧上安置的检测元件产生相同的信号。只要是这种情况的话，则电信号的分析使得作出传感器上的冲击已经发生并且已经歪曲转速实际测量值的结论。

连接元件还进一步确保了系统大致更加稳定，这是因为两个驱动模块在沿绕Y轴沿同一偏转的情况下彼此相互影响，并且因而显著地降低了转速传感器上与振动状态相关的敏感度。

驱动模块沿X轴（测量轴线）方向包括伸长部。对于驱动模块这样的实施例，连接元件有利地在驱动模块的沿X轴方向看过去的最外端连接。因此当驱动模块绕驱动轴线振荡时，获得连接元件相对大的偏转。当振动状态出现时，因为相对于中央悬架以及驱动模块的旋转轴线实现大力臂，所以两个驱动模块彼此施加的力也最有效。

在连接元件的有利实施例中，所述元件包括悬臂和弹性连接弹簧。相互作用因此能够以针对性的方式受影响。特别地，连接弹簧以及悬臂的设计能够影响两个驱动模块的彼此反相振荡。连接弹簧因此有利地设置成，连接弹簧在驱动模块的朝向彼此移动的端部处被压缩并且在同时连接模块远离彼此移动的相反端被拉伸。在相应的设计中所述弹簧在X-Y平面内被设置成非常有弹性。相对于沿Z方向的偏转，所述弹簧允许两个驱动模块针对普通操作也完全相反的偏转，但是在在沿同一方向偏转的情况下在两个驱动模块上产生了特定的推力，这正如转速传感器上的冲击效应所能出现那样。