轉(zhuǎn)速傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)速傳感器，其襯底具有主延伸平面，用于探測圍繞或與主延伸平面平行地或垂直地延伸的第一方向的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速傳感器具有驅(qū)動裝置、第一和第二科里奧利質(zhì)量，第一科里奧利質(zhì)量的至少一部分和第二科里奧利質(zhì)量的至少一部分在圍繞第一方向的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與垂直于驅(qū)動方向和第一方向延伸的探測方向平行的科里奧利加速度，轉(zhuǎn)速傳感器具有第一和第二均衡質(zhì)量，第一均衡質(zhì)量通過襯底上的第一連接件具有與第一科里奧利質(zhì)量的耦合并且第二均衡質(zhì)量通過襯底上的第二連接件具有與第一科里奧利質(zhì)量的耦合，第一科里奧利質(zhì)量的由科里奧利加速度引起的與探測方向平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一和第二均衡質(zhì)量的分別反向的偏轉(zhuǎn)。
【專利說明】轉(zhuǎn)速傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明從根據(jù)并列權(quán)利要求的前序部分所述的轉(zhuǎn)速傳感器出發(fā)。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知了轉(zhuǎn)速傳感器。例如由出版文獻(xiàn)W003064975A1公開了一種具有兩個振動質(zhì)量元件的轉(zhuǎn)速傳感器。用于測量圍繞與傳感器的襯底的主延伸平面平行的方向的轉(zhuǎn)速的微機(jī)械轉(zhuǎn)速傳感器通常借助平面振動的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)或作為在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)，其在出現(xiàn)圍繞與主延伸平面平行的方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的情況下在探測方向上——即與主延伸平面垂直地經(jīng)受科里奧利力。所述科里奧利力在此或者通過位置反向調(diào)節(jié)所需的靜電反作用力(閉環(huán)調(diào)節(jié))求得或者例如通過由于至襯底的距離變化引起的容量變化來測量(開環(huán)運(yùn)行)。典型地，這種已知的轉(zhuǎn)速傳感器具有兩個能夠振動的質(zhì)量(分振動器)，其被激勵成反平行模式。在存在轉(zhuǎn)速的情況下，通過科里奧利力激勵反平行的探測振動，其電容性地進(jìn)行檢測并且借助分析處理電子電路換算成轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)有技術(shù)是，分振動器由驅(qū)動振動器和科里奧利振動器構(gòu)造。驅(qū)動振動器僅僅參與驅(qū)動振動而不參與探測振動?？评飱W利振動器不僅參與驅(qū)動振動而且參與探測振動。除科里奧利力以外，對于實(shí)際相關(guān)的使用情況存在其他的力，傳感器或傳感器的部件經(jīng)受所述其他的力并且所述其他的力同樣可以引起信號或者可以使分配給科里奧利力的信號失真，尤其是由線性加速度和由旋轉(zhuǎn)加速度引起的慣性力。這些力的出現(xiàn)不利地導(dǎo)致運(yùn)行中的誤差信號，因?yàn)槔鐕@靈敏軸的轉(zhuǎn)動振動形式的旋轉(zhuǎn)加速度直接導(dǎo)致轉(zhuǎn)速信號。尤其當(dāng)以驅(qū)動轉(zhuǎn)速傳感器的頻率與科里奧利力同相地進(jìn)行轉(zhuǎn)動振動時，導(dǎo)致特別大的可干擾性。此外，沿著探測方向的線性加速度還導(dǎo)致分振動器的不期望的偏轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種轉(zhuǎn)速傳感器和一種用于運(yùn)行轉(zhuǎn)速傳感器的方法，其不具有現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且不僅相對于與探測方向平行的線性加速度而且相對于根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器的靈敏方向的旋轉(zhuǎn)加速度不靈敏。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)并列權(quán)利要求的轉(zhuǎn)速傳感器相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):其相對于以關(guān)于圍繞與第一方向相應(yīng)的方向(即與轉(zhuǎn)速傳感器的靈敏方向或者測量方向相應(yīng)的那個方向)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)加速度的形式以及以與轉(zhuǎn)速傳感器的探測方向平行的線性加速度的形式的干擾加速度不靈敏。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)有均衡重量，其通過旋轉(zhuǎn)加速度與科里奧利振動器或者與科里奧利質(zhì)量反向地偏轉(zhuǎn)并且因此基于旋轉(zhuǎn)加速度阻止科里奧利質(zhì)量的偏轉(zhuǎn)。與擺桿狀的耦合元件連接的均衡重量或者均衡質(zhì)量導(dǎo)致尤其相對于旋轉(zhuǎn)加速度的改善的干擾靈敏度。如此實(shí)施均衡重量，使得相反可以檢測轉(zhuǎn)速。此外，均衡重量或者均衡質(zhì)量還如此與科里奧利質(zhì)量連接，使得在沿著探測方向的線性加速度的情況下還阻止科里奧利質(zhì)量的偏轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，科里奧利質(zhì)量與均衡質(zhì)量通過襯底上的連接件如此連接，使得沿著探測方向的線性加速度與沿著轉(zhuǎn)速傳感器的靈敏方向的旋轉(zhuǎn)加速度導(dǎo)致慣性力，所述慣性力相同地影響均衡質(zhì)量與科里奧利質(zhì)量(或者科里奧利質(zhì)量的被驅(qū)動的部分)，從而通過所述擺桿狀的耦合恰恰消除力作用。由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn):轉(zhuǎn)速傳感器沒有感知到這種旋轉(zhuǎn)加速度或者這種線性加速度。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)速傳感器的另一優(yōu)點(diǎn)在于，科里奧利質(zhì)量與均衡質(zhì)量通過襯底上的連接件的耦合導(dǎo)致相對于與探測方向平行的線性加速度的改善的穩(wěn)健性，也就是說，振動器沒有沿著探測方向偏轉(zhuǎn)。
[0005]優(yōu)選地，均衡重量的質(zhì)量和/或慣性力矩與科里奧利元件的質(zhì)量和/或慣性力矩相協(xié)調(diào)。在此，可以考慮杠桿比，也就是說，均衡重量與科里奧利元件的重心與擺桿狀的耦合元件的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的距離。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，或者可以如此構(gòu)造轉(zhuǎn)速傳感器，使得探測圍繞與主延伸平面平行地延伸的第一方向的轉(zhuǎn)速(第一實(shí)施方式:Ω y傳感器的情況(也就是說轉(zhuǎn)速傳感器的情況，其敏感方向是圍繞與主延伸平面平行地延伸的第一方向的旋轉(zhuǎn))或者以90°圍繞z方向旋轉(zhuǎn)的Qy傳感器一即Ωχ傳感器的情況)。在這種情況下，存在驅(qū)動裝置，其與垂直于第一方向延伸的驅(qū)動方向平行地(尤其是反向地)驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量，其中所述驅(qū)動方向同樣與主延伸平面平行地延伸。然后，探測方向在第一實(shí)施方式中與主延伸平面垂直地延伸。在轉(zhuǎn)速傳感器的第一實(shí)施方式中，根據(jù)第一變型方案僅僅可以存在第一科里奧利質(zhì)量(并且相應(yīng)地僅僅第一均衡質(zhì)量與第一連接件)(或者僅僅一個科里奧利質(zhì)量、一個均衡質(zhì)量和一個連接件)或者但——根據(jù)第二變型方案——不僅存在第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量、第一均衡質(zhì)量和第二均衡質(zhì)量和第一與第二連接件。然而，根據(jù)本發(fā)明，還可以如此構(gòu)造轉(zhuǎn)速傳感器(第二實(shí)施方式:Ωζ傳感器的情況)，使得第一方向不是與主延伸平面平行地延伸，而是與主延伸平面垂直地延伸。在這種情況下，驅(qū)動裝置設(shè)置用于與平行于主延伸平面延伸的驅(qū)動方向平行地驅(qū)動第一和第二科里奧利質(zhì)量，其中隨后探測方向同樣與主延伸平面平行地但與主驅(qū)動方向垂直地延伸。在轉(zhuǎn)速傳感器的第二實(shí)施方式中，根據(jù)第一變型方案僅僅可以存在第一科里奧利質(zhì)量(并且相應(yīng)地僅僅第一均衡質(zhì)量與第一連接件)(或者僅僅一個科里奧利質(zhì)量、一個均衡質(zhì)量和一個連接件)或者但一根據(jù)第二變型方案——不僅存在第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量、第一均衡質(zhì)量和第二均衡質(zhì)量和第一與第二連接件。按照根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)速傳感器的第三實(shí)施方式(Qxy傳感器的情況)，替代通過驅(qū)動裝置的線性驅(qū)動還可以提出，驅(qū)動裝置配置用于驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量圍繞與主延伸平面垂直地延伸的方向旋轉(zhuǎn)振動，其中第一科里奧利質(zhì)量的分區(qū)在圍繞第一方向的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與垂直于第一方向和垂直于主延伸平面地延伸的探測方向平行的科里奧利加速度并且其中第一科里奧利的第二分區(qū)在圍繞第二方向的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與探測方向平行的科里奧利加速度。
[0007]本發(fā)明的構(gòu)型和擴(kuò)展方案可由從屬權(quán)利要求以及參考附圖的描述中得出。
[0008]根據(jù)一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案、尤其是本發(fā)明的第一實(shí)施方式提出，第一科里奧利質(zhì)量具有第一分質(zhì)量和第二分質(zhì)量，第二科里奧利質(zhì)量具有第三分質(zhì)量和第四分質(zhì)量，其中驅(qū)動裝置配置用于與驅(qū)動方向平行地驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量的第一分質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量的第三分質(zhì)量，其中第一科里奧利質(zhì)量的第一分質(zhì)量在圍繞第一方向的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與探測方向平行的科里奧利加速度并且在此也使第一科里奧利質(zhì)量的第二分質(zhì)量偏轉(zhuǎn)，其中第二科里奧利質(zhì)量的第三分質(zhì)量在圍繞第一方向的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與探測方向平行的科里奧利加速度并且在此也使第二科里奧利質(zhì)量的第四分質(zhì)量偏轉(zhuǎn)，其中第一均衡質(zhì)量通過襯底上的第一連接件具有與第一科里奧利質(zhì)量的第二分質(zhì)量的耦合并且其中第二均衡質(zhì)量通過襯底上的第二連接件如此具有與第二科里奧利質(zhì)量的第四分質(zhì)量的耦合，使得第一科里奧利質(zhì)量的第二分質(zhì)量的和第二科里奧利質(zhì)量的第四分質(zhì)量的由科里奧利加速度引起的與探測方向平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一和第二均衡質(zhì)量的分別反向的偏轉(zhuǎn)。由此有利地可能的是，第二和第四分質(zhì)量不參與驅(qū)動振動并且(由于其與第一分質(zhì)量或者第三分質(zhì)量(科里奧利力作用于第一分質(zhì)量或者第三分質(zhì)量)的沿著探測方向的相對剛性或者強(qiáng)的耦合)僅僅執(zhí)行探測方向上的運(yùn)動，由此能夠?qū)崿F(xiàn)更好的信號分析處理。
[0009]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案、尤其是本發(fā)明的第一實(shí)施方式提出，第一方向與驅(qū)動方向與主延伸平面平行地延伸，其中所述驅(qū)動裝置配置用于與垂直于第一方向延伸的驅(qū)動方向平行地驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量與第二科里奧利質(zhì)量，其中探測方向與主延伸平面垂直地延伸并且其中根據(jù)替代實(shí)施變型方案在轉(zhuǎn)速傳感器的可移動的元件的機(jī)械結(jié)構(gòu)方面尤其提出:
[0010]-沿著驅(qū)動方向，第一科里奧利質(zhì)量與第二科里奧利質(zhì)量設(shè)置在轉(zhuǎn)速傳感器的中央?yún)^(qū)域中而第一均衡質(zhì)量與第二均衡質(zhì)量設(shè)置在邊緣區(qū)域中，其中優(yōu)選地，第一均衡質(zhì)量通過兩個質(zhì)量元件構(gòu)成并且第二均衡質(zhì)量同樣通過兩個質(zhì)量元件構(gòu)成，或者
[0011]-沿著驅(qū)動方向，第一均衡質(zhì)量與第二均衡質(zhì)量設(shè)置在轉(zhuǎn)速傳感器的中央?yún)^(qū)域中而第一科里奧利質(zhì)量與第二科里奧利質(zhì)量設(shè)置在邊緣區(qū)域中，或者
[0012]-沿著第一方向，第一科里奧利質(zhì)量與第二科里奧利質(zhì)量設(shè)置在轉(zhuǎn)速傳感器的中央?yún)^(qū)域中而第一均衡質(zhì)量與第二均衡質(zhì)量設(shè)置在邊緣區(qū)域中，其中優(yōu)選地，第一均衡質(zhì)量通過兩個質(zhì)量元件構(gòu)成并且第二均衡質(zhì)量同樣通過兩個質(zhì)量元件構(gòu)成。
[0013]由此根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，在不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案、尤其是根據(jù)第二實(shí)施方式提出，第一方向與主延伸平面垂直地延伸，其中驅(qū)動裝置配置用于與垂直于第一方向延伸的驅(qū)動方向平行地驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量，其中在圍繞第一方向的轉(zhuǎn)速的情況下，第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量經(jīng)受與探測方向平行的科里奧利加速度，其中通過第一連接件和通過第二連接件，第一均衡質(zhì)量還與第二科里奧利質(zhì)量耦合并且第二均衡質(zhì)量還與第一科里奧利質(zhì)量耦合。由此，根據(jù)本發(fā)明以有利的方式可能的是，對于Ωζ傳感器(即其敏感方向是圍繞與主延伸平面垂直的方向的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速傳感器)的情況實(shí)現(xiàn)科里奧利質(zhì)量與均衡質(zhì)量之間的根據(jù)本發(fā)明的耦合。在此，這種實(shí)施方式以有利的方式表示以下實(shí)現(xiàn):其中轉(zhuǎn)速傳感器的構(gòu)成均衡質(zhì)量的可移動的結(jié)構(gòu)同時也構(gòu)成第二與第四分質(zhì)量的功能，也就是說，構(gòu)成探測元件的功能，其作為包括不同元件的科里奧利質(zhì)量的一部分不被迫進(jìn)行驅(qū)動振動，而是僅僅被迫進(jìn)行與相應(yīng)探測方向平行的運(yùn)動。
[0015]根據(jù)另一個優(yōu)選的擴(kuò)展方案、尤其是根據(jù)第二實(shí)施方式提出，第一方向與主延伸平面垂直地延伸，其中驅(qū)動裝置配置用于與垂直于第一方向延伸的驅(qū)動方向平行地驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量，其中在圍繞第一方向的轉(zhuǎn)速的情況下，第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量經(jīng)受與探測方向平行的科里奧利加速度，其中第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量通過襯底上的第三連接件耦合和/或其中第一均衡質(zhì)量和第二均衡質(zhì)量通過襯底上的第四連接件耦合。由此，根據(jù)本發(fā)明有利地可能的是，通過均衡質(zhì)量的作用來避免干擾信號。[0016]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案、尤其是根據(jù)第一、第二或第三實(shí)施方式提出:
[0017]-第一科里奧利質(zhì)量以封閉框架的形式設(shè)置并且第一均衡質(zhì)量設(shè)置在第一科里奧利質(zhì)量的框架內(nèi)并且第二科里奧利質(zhì)量同樣以封閉框架的形式設(shè)置并且第二均衡質(zhì)量設(shè)置在第二科里奧利質(zhì)量的框架內(nèi)，和/或
[0018]-驅(qū)動裝置配置用于在驅(qū)動方向上分別彼此反向地驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量，或者驅(qū)動裝置配置用于在驅(qū)動方向上分別彼此反向地驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量的第一分質(zhì)量和第二科里奧利質(zhì)量的第三分質(zhì)量，和/或
[0019]-驅(qū)動裝置具有驅(qū)動框架，其中驅(qū)動框架具有四個角形元件，其在框架的角部內(nèi)可轉(zhuǎn)動偏轉(zhuǎn)地連接在襯底上，角形元件中的各兩個彼此通過U形的彈簧元件彼此連接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]在附圖中示出并且在后續(xù)描述中詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。
[0021]圖1和圖2作為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的Qy傳感器分別示出傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速傳感器的原理示圖，
[0022]圖3示出本發(fā)明的原理示圖，
[0023]圖4至7和21分別示出Qy傳感器的不同實(shí)施變型方案，
[0024]圖8至13以及22和23分別示出Ω z傳感器的不同實(shí)施變型方案，
[0025]圖14至17示出 驅(qū)動裝置的實(shí)施變型方案，
[0026]圖18示出三軸的轉(zhuǎn)速傳感器的實(shí)施變型方案，
[0027]圖19和20分別示出Ωχ?傳感器的不同實(shí)施變型方案。
[0028]在不同的附圖中，相同的部分總是設(shè)有相同的參考標(biāo)記并且因此通常也分別僅僅命名和提到一次。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在圖1和2中分別表示傳統(tǒng)的、尤其是微機(jī)械制造的轉(zhuǎn)速傳感器100的原理示圖，所述傳統(tǒng)的、尤其是微機(jī)械制造的轉(zhuǎn)速傳感器100被設(shè)置用于檢測圍繞第一方向OR(在Qy傳感器的圖1和2的示例中這相應(yīng)于y軸)的轉(zhuǎn)速并且在襯底101上實(shí)現(xiàn)，所述襯底具有主延伸平面110并且對于傳感器或者轉(zhuǎn)速傳感器也預(yù)給定所述主延伸平面。襯底101與主延伸平面110僅僅在圖1中繪出，但在所有圖1、2以及4至23中同樣存在，因?yàn)樗羞@些附圖表示傳感器結(jié)構(gòu)的俯視圖，也就是說，繪圖平面相應(yīng)于主延伸平面110。這種轉(zhuǎn)速傳感器包括兩個能夠振動的質(zhì)量(分振動器)，其以反平行模式沿著與第一方向OR垂直的驅(qū)動方向AR (在圖1和2的示例中這相應(yīng)于X軸)被驅(qū)動。在存在轉(zhuǎn)速的情況下，通過科里奧利力激勵反平行的探測振動(與探測方向DR平行，所述探測方向不僅與第一方向OR垂直而且與驅(qū)動方向AR垂直)，所述探測振動被電容式地檢測并且借助分析處理電子電路換算成轉(zhuǎn)速。傳統(tǒng)上，轉(zhuǎn)速傳感器的這種分振動器包括作為驅(qū)動裝置I的驅(qū)動振動器和作為第一科里奧利質(zhì)量5的科里奧利振動器。另一個分振動器包括第二科里奧利質(zhì)量5’。驅(qū)動裝置I與驅(qū)動方向AR平行地(并且根據(jù)反平行振動模式)驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量5的至少一部分和第二科里奧利質(zhì)量5’的至少一部分。根據(jù)按照圖1的實(shí)施變型方案，使第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’完全地不僅在驅(qū)動方向AR上而且在探測方向DR上運(yùn)動，而第一科里奧利質(zhì)量5根據(jù)按照圖2的實(shí)施變型方案具有第一分質(zhì)量15和第二分質(zhì)量9以及第二科里奧利質(zhì)量5’具有第三分質(zhì)量15’和第四分質(zhì)量9’，其中在驅(qū)動方向AR上僅僅驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量5的第一分質(zhì)量15和第二科里奧利質(zhì)量5’的第三分質(zhì)量15’，其中第一科里奧利質(zhì)量5的分質(zhì)量15在圍繞第一方向OR的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與探測方向DR平行的科里奧利加速度并且在此也使第一科里奧利質(zhì)量5的第二分質(zhì)量9偏轉(zhuǎn)，其中第二科里奧利質(zhì)量5’的第三分質(zhì)量15’在這種轉(zhuǎn)速的情況下(圍繞第一方向0R)經(jīng)受與探測方向DR平行的科里奧利加速度并且在此也使第二科里奧利質(zhì)量5’的第四分質(zhì)量9’偏轉(zhuǎn)。
[0030]在根據(jù)圖1和2的兩種實(shí)施變型方案中，驅(qū)動振動器借助彈簧2通過錨點(diǎn)3錨定在襯底101上。彈簧2是U形的并且沿著X方向(在所述示例中相應(yīng)于驅(qū)動方向AR)是軟的。沿著I方向(在所述示例中相應(yīng)于第一方向0R)彈簧是硬的。沿著z方向(在所述示例中相應(yīng)于探測方向DR)彈簧同樣設(shè)計(jì)為硬的，其方式是，層厚度比梁寬設(shè)置得更大。尤其借助叉指結(jié)構(gòu)(Interdigitalstrukturen)(未示出)以其固有頻率靜電諧振地驅(qū)動所述驅(qū)動裝置
I。箭頭4指向驅(qū)動運(yùn)動的方向，其中分振動器——即第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’彼此相對反相地振動，也就是說，當(dāng)另一個分振動器至少部分地在正X方向上運(yùn)動時，一個分振動器至少部分地在負(fù)X方向上運(yùn)動，或者相反。通過耦合彈簧6，第一或第二科里奧利質(zhì)量
5、5’與驅(qū)動裝置I連接，從而第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’(或者根據(jù)圖2，第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’的第一和第三分質(zhì)量15、15’ )不僅可以執(zhí)行驅(qū)動運(yùn)動4而且可以執(zhí)行探測運(yùn)動。沿著z軸的探測運(yùn)動基于科里奧利加速度或者科里奧利力實(shí)現(xiàn)，所述科里奧利加速度或者科里奧利力由圍繞I軸的轉(zhuǎn)速Q(mào)y和沿著X軸的速度Vx根據(jù)FeOTi()lis=2*m*VxX Ω y得出。借助第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’之間的耦合結(jié)構(gòu)7，不僅耦合兩個分振動器的驅(qū)動運(yùn)動而且耦合兩個分振動器的探測運(yùn)動。探測電極(未示出)例如位于襯底101上第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’下方。
[0031]傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速傳感器可以由結(jié)構(gòu)決定地具有加速度靈敏度和旋轉(zhuǎn)加速度靈敏度。這意味著，例如以圍繞靈敏軸(第一方向0R，在本示例中，y軸)的轉(zhuǎn)動振動形式的旋轉(zhuǎn)加速度直接導(dǎo)致轉(zhuǎn)速信號。尤其當(dāng)以頻率fA (以所述頻率匕驅(qū)動轉(zhuǎn)速傳感器)并且與科里奧利力同相地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動振動時，導(dǎo)致特別大的可干擾性。圍繞第一方向OR (在此，y軸)的旋轉(zhuǎn)加速度同樣導(dǎo)致典型地與科里奧利力不可區(qū)別的等效的力。此外，沿著探測方向DR的線性加速度(在本示例中，z軸)導(dǎo)致第一和第二科里奧利力質(zhì)量5、5’的沿著探測方向DR的不期望的偏轉(zhuǎn)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)在提出，對于每個科里奧利質(zhì)量5、5’存在均衡重量或者均衡質(zhì)量，也就是說，對于第一科里奧利質(zhì)量5存在第一均衡質(zhì)量10并且對于第二科里奧利質(zhì)量5’存在第二均衡質(zhì)量10’。這對于靜止?fàn)顟B(tài)和對于圍繞y軸的轉(zhuǎn)速Q(mào)y在圖3的上半部分中示意性地表示，其中繪圖平面相應(yīng)于Xz平面(也就是說，驅(qū)動方向AR (X方向)和探測方向DR(y方向))并且其中轉(zhuǎn)速Q(mào)y (由于通過驅(qū)動裝置I的反向激勵)相應(yīng)于第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’的反向偏轉(zhuǎn)并且因此(基于以下事實(shí):第一和第二均衡質(zhì)量10、10’沒有經(jīng)受科里奧利加速度)也相應(yīng)于第一和第二均衡質(zhì)量10、10’的反向偏轉(zhuǎn)?？评飱W利質(zhì)量5、5’被驅(qū)動沿著驅(qū)動方向AR運(yùn)動，均衡質(zhì)量10、10’與此相反沒有被驅(qū)動并且(沿著驅(qū)動方向AR)靜止。在轉(zhuǎn)速0丨的情況下，科里奧利力作用于被驅(qū)動的科里奧利質(zhì)量5、5’(Fcot相應(yīng)于所描繪的箭頭)，沒有外力作用于未被驅(qū)動的(靜止的)均衡質(zhì)量10、10’。均衡質(zhì)量10、10’僅僅由科里奧利質(zhì)量5、5’通過第一連接件11和第二連接件11’的擺桿狀耦合沿著探測方向DR 一起運(yùn)動，也就是說，在與探測方向DR平行的相反方向上偏轉(zhuǎn)。如果存在圍繞y方向(第一方向OR)的旋轉(zhuǎn)加速度或還存在與探測方向DR平行的線性加速度，則由此產(chǎn)生的慣性力相同地作用于所有質(zhì)量(作用于被驅(qū)動的科里奧利質(zhì)量5、5’，同樣作用于靜止的均衡質(zhì)量10、10’)，從而通過第一和第二連接件11、11’的擺桿狀耦合恰恰取消力作用，這在圖3的下半部分(相應(yīng)于箭頭Fd￡2y/dt或箭頭Faz)中示意性地表示。然后轉(zhuǎn)速傳感器在一定程度上感知不到旋轉(zhuǎn)加速度或者線性加速度。此外，根據(jù)本發(fā)明的通過科里奧利質(zhì)量與均衡質(zhì)量之間的擺桿狀耦合的在襯底101上的第一和第二連接件根據(jù)本發(fā)明以有利的方式導(dǎo)致相對于沿著z方向的線性加速度的改善穩(wěn)健性，也就是說，科里奧利質(zhì)量不沿著z軸偏轉(zhuǎn)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明，如此實(shí)施襯底101上的第一和第二連接件11、11’的擺桿狀構(gòu)造，使得如此進(jìn)行第一科里奧利質(zhì)量5與第一均衡質(zhì)量10之間的耦合(或者第二科里奧利質(zhì)量5’與第二均衡質(zhì)量10’之間的耦合)，使得第一科里奧利質(zhì)量5沿著探測方向DR的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一均衡質(zhì)量10沿著探測方向DR的反向偏轉(zhuǎn)并且反之亦然(或者第二科里奧利質(zhì)量5’沿著探測方向DR的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二均衡質(zhì)量10’沿著探測方向DR的反向偏轉(zhuǎn)并且反之亦然)。
[0034]因此，根據(jù)本發(fā)明，與轉(zhuǎn)速(圍繞Qy方向)相反，圍繞靈敏軸(第一方向0R，在本示例中是I軸)的旋轉(zhuǎn)加速度cmy/dt (例如以轉(zhuǎn)動振動的形式)導(dǎo)致:均衡質(zhì)量ιο、ιο’分別與第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’相比經(jīng)受同向的力作用(也就是說，第一均衡質(zhì)量10與第一科里奧利質(zhì)量5同向并且第二均衡質(zhì)量與第二科里奧利力5’同向)，從而根據(jù)本發(fā)明防止由旋轉(zhuǎn)加速度引起的科里奧利質(zhì)量偏轉(zhuǎn)。在與第一連接件11和第二連接件11’的連接中，尤其是以與襯底101的擺桿狀耦合的形式，第一和第二均衡質(zhì)量10、10’導(dǎo)致尤其相對于旋轉(zhuǎn)加速度的改善干擾靈敏度。均衡重量如此實(shí)施，使得相反可以檢測轉(zhuǎn)速。
[0035]在圖1、2、4至14以及21至23中分別示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)速傳感器的實(shí)施變型方案，所述根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)速傳感器不僅具有第一科里奧利質(zhì)量而且具有第二科里奧利質(zhì)量。然而替代地，根據(jù)本發(fā)明還可能的是，設(shè)有相應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器，其中構(gòu)造有兩個分振動器中的僅僅一個(具有第一科里奧利質(zhì)量、第一均衡質(zhì)量和第一連接件)并且為了節(jié)省空間以及因此降低成本而不存在另一個分振動器。
[0036]圖4至7和21分別以俯視圖示出根據(jù)本發(fā)明的Qy傳感器100的不同實(shí)施變型方案。在圖4中，均衡質(zhì)量10、10’相對于科里奧利質(zhì)量5、5’如此設(shè)置，使得沿著驅(qū)動方向AR第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’設(shè)置在轉(zhuǎn)速傳感器的中央?yún)^(qū)域中而第一和第二均衡質(zhì)量
10、10’設(shè)置在邊緣區(qū)域中。換言之，均衡質(zhì)量10、10’更遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)速傳感器的與y方向平行地延伸的對稱軸，也就是說更靠外部或者在邊緣區(qū)域中。在根據(jù)圖4的實(shí)施例中，第一均衡質(zhì)量10通過兩個單個質(zhì)量元件構(gòu)成并且第二均衡質(zhì)量10’同樣通過兩個單個質(zhì)量元件構(gòu)成，其中兩個單個質(zhì)量元件分別通過驅(qū)動梁分離，借助所述驅(qū)動梁通過驅(qū)動裝置I驅(qū)動第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’。在圖5中,均衡質(zhì)量10、10’相對于科里奧利質(zhì)量5、5’如此設(shè)置，使得沿著驅(qū)動方向AR第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’設(shè)置在轉(zhuǎn)速傳感器的邊緣區(qū)域中而第一和第二均衡質(zhì)量10、10’設(shè)置在中央?yún)^(qū)域中。換言之，均衡質(zhì)量10、10’比科里奧利質(zhì)量5、5’更靠近轉(zhuǎn)速傳感器的與y方向平行地延伸的對稱軸，也就是說更靠內(nèi)或在中央?yún)^(qū)域中。在圖6中，均衡質(zhì)量10、10’相對于科里奧利質(zhì)量5、5’如此設(shè)置，使得沿著第一方向OR第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’設(shè)置在轉(zhuǎn)速傳感器的中央?yún)^(qū)域中而第一和第二均衡質(zhì)量10、10’設(shè)置在邊緣區(qū)域中。換言之，均衡質(zhì)量10、10’更遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)速傳感器的與X方向平行地延伸的對稱軸，也就是說更靠外或在邊緣區(qū)域中。在根據(jù)圖6的實(shí)施例中，第一均衡質(zhì)量10同樣通過兩個單個質(zhì)量元件構(gòu)成并且第二均衡質(zhì)量10’同樣通過兩個單個質(zhì)量元件構(gòu)成，其中兩個單個質(zhì)量元件分別相對于傳感器的與X方向平行地延伸的對稱軸對稱地設(shè)置。在圖7中示出根據(jù)本發(fā)明的Qy傳感器的一種實(shí)施變型方案，其中第一科里奧利質(zhì)量5以封閉框架的形式設(shè)置并且第一均衡質(zhì)量10設(shè)置在第一科里奧利質(zhì)量5的框架內(nèi)并且第二科里奧利質(zhì)量5’同樣以封閉框架的形式設(shè)置并且第二均衡質(zhì)量10’設(shè)置在第二科里奧利質(zhì)量5’的框架內(nèi)。在圖21中示出根據(jù)本發(fā)明的Qy傳感器的一種實(shí)施變型方案，其中第一科里奧利質(zhì)量5具有第一分質(zhì)量15和第二分質(zhì)量9，其中第二科里奧利質(zhì)量5’具有第三分質(zhì)量15’和第四分質(zhì)量9’，其中驅(qū)動裝置配置用于與驅(qū)動方向AR平行地驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量5的第一分質(zhì)量15和第二科里奧利質(zhì)量5’的第三分質(zhì)量15’，其中第一科里奧利質(zhì)量5的第一分質(zhì)量15在圍繞第一方向OR的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與探測方向DR(與繪圖平面垂直)平行的科里奧利加速度并且在此也使第一科里奧利質(zhì)量5的第二分質(zhì)量9偏轉(zhuǎn)，其中第二科里奧利質(zhì)量5’的第三分質(zhì)量15’在圍繞第一方向OR的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與探測方向DR平行的科里奧利加速度并且在此也使第二科里奧利質(zhì)量5’的第四分質(zhì)量9’偏轉(zhuǎn)，其中第一均衡質(zhì)量10通過襯底101上的第一連接件11具有與第一科里奧利質(zhì)量5的第二分質(zhì)量9的耦合并且其中第二均衡質(zhì)量10’通過襯底101上的第二連接件11’如此具有與第二科里奧利質(zhì)量5’的第四分質(zhì)量9’的耦合，使得第一科里奧利質(zhì)量5的第二分質(zhì)量9的與第二科里奧利質(zhì)量5’的第四分質(zhì)量9’的由科里奧利加速度引起的與探測方向DR平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一和第二均衡質(zhì)量10、10’的分別反向的偏轉(zhuǎn)。在根據(jù)圖21的所述實(shí)施變型方案中示例性地提出，不僅第一分質(zhì)量15而且第二分質(zhì)量9框架狀地(分別以封閉框架的形式)設(shè)置并且第二分質(zhì)量9設(shè)置在第一科里奧利質(zhì)量5的第一分質(zhì)量15的框架內(nèi)以及第一均衡質(zhì)量10設(shè)置在第一科里奧利質(zhì)量5的第二分質(zhì)量9的框架內(nèi)(并且不僅第三分質(zhì)量15’而且第四分質(zhì)量9’框架狀地(分別以封閉框架的形式)設(shè)置并且第四分質(zhì)量9’設(shè)置在第二科里奧利質(zhì)量5’的第三分質(zhì)量15’的框架內(nèi)以及第二均衡質(zhì)量10’設(shè)置在第二科里奧利質(zhì)量5’的第四分質(zhì)量9’的框架內(nèi))。替代根據(jù)圖21表示的實(shí)施變型方案，根據(jù)本發(fā)明還可以提出，對于第一科里奧利質(zhì)量5，第一均衡質(zhì)量10設(shè)置在第二分質(zhì)量9的側(cè)面旁邊(也就是說不在第二分質(zhì)量9 (的框架)內(nèi))，例如還分成兩個單個質(zhì)量元件(其例如沿著X方向或沿著y方向分別位于第二分質(zhì)量9的側(cè)面旁邊)，或者，對于第二科里奧利質(zhì)量5’，第二均衡質(zhì)量10’設(shè)置在第四分質(zhì)量9’的側(cè)面旁邊(也就是說不在第四分質(zhì)量9’(的框架)內(nèi))，例如還分成兩個單個質(zhì)量元件(其例如沿著X方向或沿著I方向分別位于第四分質(zhì)量9’的側(cè)面旁邊)。
[0037]根據(jù)圖4至7以及21的所有附圖，根據(jù)本發(fā)明，在襯底101上第一和第二連接件
11、11’的擺桿狀構(gòu)造在襯底101上的連接件與相應(yīng)的科里奧利質(zhì)量之間具有彈簧20，其通過梁寬度、梁高度和梁長度的合適選擇如此設(shè)置，使得允許科里奧利質(zhì)量沿著X方向(即沿著驅(qū)動方向AR)的線性運(yùn)動并且將科里奧利質(zhì)量與均衡質(zhì)量在z方向上(即沿著探測方向DR)的運(yùn)動彼此耦合。以參考標(biāo)記21表示的彈簧實(shí)現(xiàn)為用于圍繞I方向的扭轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)彈簧。未示出的電極或者反電極位于結(jié)構(gòu)的下方和/或上方，借助所述未示出的電極或者反電極可以確定轉(zhuǎn)速并且還可以影響能夠振動的系統(tǒng)(即科里奧利質(zhì)量和均衡質(zhì)量)的特性。未示出的、固定在襯底101上的、用于激勵驅(qū)動振動的反電極和用于檢測驅(qū)動振動的電極位于驅(qū)動裝置I的電極指之間。通過蜿蜒的彈簧元件如此實(shí)施擺桿狀的第一和第二連接件11、11’，使得僅僅傳輸?shù)谝缓偷诙评飱W利質(zhì)量5、5’的探測運(yùn)動到第一和第二均衡質(zhì)量10、10’而不傳輸?shù)谝缓偷诙评飱W利質(zhì)量5、5’的驅(qū)動運(yùn)動到第一和第二均衡質(zhì)量10、10，。
[0038]圖8至13以及22和23分別以俯視圖示出根據(jù)本發(fā)明的Ωζ傳感器100的不同實(shí)施變型方案。分別地，第一科里奧利質(zhì)量5通過第一連接件11與第一均衡質(zhì)量10耦合并且第二科里奧利質(zhì)量5’通過第二連接件11’與第二均衡質(zhì)量10’耦合。在根據(jù)圖8至13的實(shí)施變型方案中，第一均衡質(zhì)量10和第二均衡質(zhì)量10’通過經(jīng)由襯底上的第一和第二連接件11、11’的特殊耦合連接并且與第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’耦合并且因此同時用作探測元件(或者作為第一科里奧利質(zhì)量5的第二分質(zhì)量9或者第二科里奧利質(zhì)量5’的第四分質(zhì)量9’)。如此設(shè)計(jì)第一和第二連接件11、11’，使得優(yōu)選發(fā)生第一科里奧利質(zhì)量5相對于第一均衡質(zhì)量10的反平行運(yùn)動(或者第二科里奧利質(zhì)量5’相對于第二均衡質(zhì)量10’的反平行運(yùn)動)。抑制了由于圍繞ζ方向(第一方向0R)的旋轉(zhuǎn)加速度會發(fā)生的干擾性的平行運(yùn)動。這在根據(jù)圖8至13的實(shí)施變型方案中通過如下方式給出:第一擺桿12與第二擺桿13借助彎曲梁14彼此連接。在圖8中和在圖13中，為此分別在附圖的右部中示例性地示出第一連接件11的兩個不同實(shí)施變型方案的放大圖示。彎曲梁14相對于簡單的(U形的)、平的(即在xy平面中或者與襯底101的主延伸平面110平行的)彎曲比相對于雙重的(S形的)、平的彎曲更軟。由此能夠?qū)崿F(xiàn)兩個擺桿12、13的反向運(yùn)動比同向運(yùn)動更靈活或者更低頻率，并且因此第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’與第一和第二均衡質(zhì)量10、10’的反向運(yùn)動是優(yōu)選的。后者由科里奧利力激勵，第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’與第一和第二均衡質(zhì)量10、10’的同向運(yùn)動通過圍繞ζ方向的旋轉(zhuǎn)加速度或者通過沿著y方向的線性加速度激勵。在圖9至11中再次說明兩個擺桿12、13的同向運(yùn)動，其中圖10表示(同樣在圖8中以放大形式示出的)靜止?fàn)顟B(tài)或者平衡狀態(tài)，而圖9至11表示兩個(在擺桿12、13或者科里奧利質(zhì)量5、5’和均衡質(zhì)量10、10’的分別反向的運(yùn)動或者偏轉(zhuǎn)的意義上)偏轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在此可以看出，彎曲梁14分別僅僅U形彎曲。均衡質(zhì)量與科里奧利質(zhì)量之間通過第一和第二連接件11、11’的擺桿狀耦合允許科里奧利質(zhì)量5、5’在X方向(AR)上的運(yùn)動，而其不傳輸?shù)骄赓|(zhì)量10、10’。均衡質(zhì)量10、10’(具有探測元件——即第一科里奧利質(zhì)量5的第二分質(zhì)量9或者第二科里奧利質(zhì)量5’的第四分質(zhì)量9’的同時功能)通過科里奧利質(zhì)量5、5’通過經(jīng)由第一和第二連接件11、11’的耦合在存在轉(zhuǎn)速Ωζ的情況下反向運(yùn)動。所有其他擺桿用于抑制干擾性的平行振動模式。在根據(jù)圖12的轉(zhuǎn)速傳感器的實(shí)施變型方案中，第一和第二科里奧利質(zhì)量5、5’通過襯底101上的第三連接件13’彼此耦合并且第一和第二均衡質(zhì)量10、10’通過襯底101上的第四連接件14’彼此耦合。在圖22和23中示出根據(jù)本發(fā)明的Ωζ傳感器的其他實(shí)施變型方案，其中示例性地提出，第一科里奧利質(zhì)量5和第二科里奧利質(zhì)量5’分別構(gòu)成三側(cè)環(huán)繞(即一側(cè)敞開)的框架(圖22)，或者第一科里奧利質(zhì)量5和第二科里奧利質(zhì)量5’分別框架狀地(分別以封閉框架的形式)設(shè)置并且第一均衡質(zhì)量10設(shè)置在第一科里奧利質(zhì)量5的框架內(nèi)(并且此外第二均衡質(zhì)量10’設(shè)置在第二科里奧利質(zhì)量5’的框架內(nèi))。第一和第二連接件11、11’(或者第二連接件11’’)在此如同擺桿或者繞桿(Drehkreuze)那樣起作用，所述擺桿或者繞桿的端部在平面內(nèi)反向振動。[0039]在圖14至17中示出驅(qū)動裝置I的實(shí)施變型方案，其中圖15至17僅僅示出驅(qū)動裝置I并且圖14附加地示出轉(zhuǎn)速傳感器。根據(jù)所示實(shí)施變型方案的驅(qū)動裝置I具有驅(qū)動框架，其中驅(qū)動框架具有四個角形元件50，其在框架的角部中可轉(zhuǎn)動偏轉(zhuǎn)地連接在襯底101上，其中角形元件50中的各兩個彼此通過U形的彈簧元件52彼此連接。驅(qū)動框架通過四個角形元件50導(dǎo)致干擾性的、平行的驅(qū)動模式朝更高頻率的頻率偏移。在所期望的反平行的驅(qū)動模式中，科里奧利質(zhì)量5、5’沿著X軸(驅(qū)動方向AR)反相地朝向彼此地振動或遠(yuǎn)離彼此地振動。根據(jù)圖14至17的驅(qū)動框架可以可選地添加到本發(fā)明的所有變型方案中。在圖15至17中再次說明科里奧利質(zhì)量5、5’的反向的(即反平行的)運(yùn)動，其中圖16表示(同樣在圖14中以放大形式示出的)靜止?fàn)顟B(tài)或者平衡狀態(tài)，而圖15和17表示兩個(在科里奧利質(zhì)量5、5’的分別反向的驅(qū)動的意義上)偏轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
[0040]圖18示出三軸或者三通道的、示例性地包括感器和Ωχ傳感器(分別在外部)和Ωζ傳感器(在中間)的Qxyz轉(zhuǎn)速傳感器的一種實(shí)施變型方案，其中對于所有三個轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)有共同的驅(qū)動結(jié)構(gòu)或者驅(qū)動裝置I。通過去除一個通道還可以實(shí)現(xiàn)Qxy轉(zhuǎn)速傳感器或Ωχζ轉(zhuǎn)速傳感器。
[0041]在圖19和20中分別示出Qxy轉(zhuǎn)速傳感器100的、即根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的實(shí)施變型方案。圖20在此表示以Qxyz轉(zhuǎn)速傳感器100的形式的實(shí)施變型方案。在第三實(shí)施方式的兩個實(shí)施變型方案中，設(shè)有懸掛在中央懸掛裝置31上的中央轉(zhuǎn)子5，其被(未示出的驅(qū)動機(jī)構(gòu))驅(qū)動圍繞中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)振動30。轉(zhuǎn)子具有科里奧利振動器一即科里奧利質(zhì)量5 (或者“第一”科里奧利質(zhì)量5)的功能。沒有繪出的電極位于轉(zhuǎn)子5的下方和/或上方，用于檢測轉(zhuǎn)子5的偏轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子的偏轉(zhuǎn)用作沿著ζ方向——更確切地說不僅用于圍繞第一方向OR的轉(zhuǎn)速而且用于圍繞第二方向2R的轉(zhuǎn)速起作用的科里奧利加速度的度量，所述第一方向OR和所述第二方向2R均與主延伸平面110平行地延伸并且彼此垂直。相應(yīng)地，根據(jù)圖19和20的轉(zhuǎn)速傳感器用于探測第一轉(zhuǎn)速(圍繞與主延伸平面110平行地延伸的第一方向0R)以及用于探測第二轉(zhuǎn)速(圍繞與主延伸平面110平行地延伸的第二方向2R)。轉(zhuǎn)速傳感器具有驅(qū)動裝置(未示出)和(第一)科里奧利質(zhì)量5，其中驅(qū)動裝置配置用于驅(qū)動第一科里奧利質(zhì)量5圍繞與主延伸平面110垂直地延伸的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)振動30,其中第一科里奧利質(zhì)量5的第一分區(qū)50在圍繞第一方向OR的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與探測方向DR平行的科里奧利加速度，其中第一科里奧利5的第二分區(qū)51在圍繞第二方向2R的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受同樣與探測方向DR平行的科里奧利加速度。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)第三實(shí)施方式的兩個實(shí)施變型方案的轉(zhuǎn)速傳感器具有第一均衡質(zhì)量10和第二均衡質(zhì)量10’，其中第一均衡質(zhì)量10通過襯底101上的第一連接件11具有與第一科里奧利質(zhì)量5的第一分區(qū)50的耦合并且其中第二均衡質(zhì)量10’通過襯底101上的第二連接件11’如此具有與第一科里奧利質(zhì)量5的第二分區(qū)51的耦合，使得第一科里奧利質(zhì)量5的第一分區(qū)50的由科里奧利加速度引起的與探測方向DR平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一均衡質(zhì)量10的反向偏轉(zhuǎn)并且使得第一科里奧利質(zhì)量5的第二分區(qū)51的由科里奧利加速度引起的與探測方向DR平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二均衡質(zhì)量10’的反向偏轉(zhuǎn)。相對于根據(jù)圖19的實(shí)施變型方案，在根據(jù)圖20的實(shí)施變型方案中存在附加的科里奧利質(zhì)量40，借助其可探測圍繞ζ方向的轉(zhuǎn)速(即用于探測圍繞與ζ方向平行地延伸的第三方向3R的第三轉(zhuǎn)速)并且切向參與驅(qū)動運(yùn)動并且通過轉(zhuǎn)速徑向偏轉(zhuǎn)，其中根據(jù)未示出的實(shí)施變型方案的附加的科里奧利質(zhì)量40同樣可以與均衡質(zhì)量(通過附加的(同樣未示出的)連接件)耦合?？评飱W利質(zhì)量40具有柵狀構(gòu)造的電極，借助所述電極通過未繪出的、錨定在襯底上的反電極檢測科里奧利加速度。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其具有襯底(101 )，所述襯底具有主延伸平面(110)，所述轉(zhuǎn)速傳感器用于探測圍繞或者與所述主延伸平面(110)平行地或者與所述主延伸平面(110)垂直地延伸的第一方向(OR)的轉(zhuǎn)速，其中，所述轉(zhuǎn)速傳感器(100)具有驅(qū)動裝置(I)、第一科里奧利質(zhì)量(5)，其中，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于與垂直于所述第一方向(OR)延伸的驅(qū)動方向(AR)平行地驅(qū)動所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的至少一部分，其中，所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的所述至少一部分在圍繞所述第一方向(OR)的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與不僅垂直于所述驅(qū)動方向(AR)而且垂直于所述第一方向(OR)延伸的探測方向(DR)平行的科里奧利加速度，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速傳感器(100)具有第一均衡質(zhì)量(10)，其中，所述第一均衡質(zhì)量(10)通過所述襯底(101)上的第一連接件(101)如此具有與所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的耦合，使得所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的由科里奧利加速度引起的與所述探測方向(DR)平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第一均衡質(zhì)量(10)的反向偏轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，所述第一科里奧利質(zhì)量(5)具有第一分質(zhì)量(15)和第二分質(zhì)量(9)，其中，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于與所述驅(qū)動方向(AR)平行地驅(qū)動所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第一分質(zhì)量(15)，其中，所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第一分質(zhì)量(15)在圍繞所述第一方向(OR)的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與所述探測方向(DR)平行的科里奧利加速度并且在此也使所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第二分質(zhì)量(9)偏轉(zhuǎn)，其中，所述第一均衡質(zhì)量(10)通過所述襯底上(101)的所述第一連接件(11)如此具有與所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第二分質(zhì)量(9)的耦合，使得所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第二分質(zhì)量(9)的由科里奧利加速度引起的與所述探測方向(DR)平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第一均衡質(zhì)量(10)的反向偏轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，所述第一方向(OR)和所述驅(qū)動方向(AR)與所述主延伸平面(110)平行地延伸，其中，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于與垂直于所述第一方向(OR)延伸的驅(qū)動方向(AR)平行地驅(qū)動所述第一科里奧利質(zhì)量(5)，其中，所述探測方向(DR)與所述主延伸平面(110)垂直地延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，替代地， -沿著所述驅(qū)動方向(AR)，所述第一科里奧利質(zhì)量(5)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)速傳感器的中央?yún)^(qū)域中而所述第一均衡質(zhì)量(10)設(shè)置在所述邊緣區(qū)域中，其中，優(yōu)選地，所述第一均衡質(zhì)量(10)通過兩個質(zhì)量元件構(gòu)成， 或者 -沿著所述驅(qū)動方向(AR)，所述第一均衡質(zhì)量(10)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)速傳感器的中央?yún)^(qū)域中而所述第一科里奧利質(zhì)量(5)設(shè)置在所述邊緣區(qū)域中， 或者 -沿著所述第一方向(0R)，所述第一科里奧利質(zhì)量(5)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)速傳感器的中央?yún)^(qū)域中而所述第一均衡質(zhì)量(10)設(shè)置在所述邊緣區(qū)域中，其中，優(yōu)選地，所述第一均衡質(zhì)量(9)通過兩個質(zhì)量元件構(gòu)成。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，所述第一科里奧利質(zhì)量(5)以封閉框架的形式構(gòu)造并且所述第一均衡質(zhì)量(10)設(shè)置在所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的框架內(nèi)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)速傳感器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速傳感器(100)具有第二科里奧利質(zhì)量(5’)，其中，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于也至少與所述驅(qū)動方向(AR)平行地驅(qū)動所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的至少一部分，其中，所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的所述至少一部分在圍繞所述第一方向(OR)的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與所述探測方向(DR)平行的科里奧利加速度，其中，所述轉(zhuǎn)速傳感器(100)具有第二均衡質(zhì)量(10’)，其中，所述第二均衡質(zhì)量(10’)通過所述襯底(101)上的第二連接件(11’)如此具有與所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的耦合，使得所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的由科里奧利加速度引起的與所述探測方向(DR)平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第二均衡質(zhì)量(10’ )的反向偏轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)速傳感器，其特征在于，所述第二科里奧利質(zhì)量(5’)具有第三分質(zhì)量(15’)和第四分質(zhì)量(9’)，其中，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于與所述驅(qū)動方向(AR)平行地驅(qū)動所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的第三分質(zhì)量(15’)，其中，所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的第三分質(zhì)量(15’)在圍繞所述第一方向(OR)的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與所述探測方向(DR)平行的科里奧利加速度并且在此也使所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的第四分質(zhì)量(9’)偏轉(zhuǎn)，其中，所述第二均衡質(zhì)量(10’)通過所述襯底(101)上的第二連接件(11’)如此具有與所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的第四分質(zhì)量(9’ )的耦合，使得所述第二科里奧利質(zhì)量(5’)的第四分質(zhì)量(9’)的由科里奧利加速度引起的與所述探測方向(DR)平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第二均衡質(zhì)量(10’ )的反向偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，所述第一方向(OR)與所述主延伸平面(110)垂直地延伸，其中，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于與所述垂直于所述第一方向(OR)延伸的驅(qū)動方向(AR)平行地驅(qū)動所述第一科里奧利質(zhì)量(5)和所述第二科里奧利質(zhì)量(5’),其中,在圍繞所述第一方向(OR)的轉(zhuǎn)速的情況下,所述第一科里奧利質(zhì)量(5)和所述第二科里奧利質(zhì)量(5’)經(jīng)受與所述探測方向(DR)平行的科里奧利加速度，其中，通過所述第一連接件(11)和所述第二連接件(11’)，所述第一均衡質(zhì)量(10)還與所述第二科里奧利質(zhì)量(5’)耦合，并且所述第二均衡質(zhì)量(10’)還與所述第一科里奧利質(zhì)量(5)耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，所述第一方向(OR)與所述主延伸平面(110)垂直地延伸，其中，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于與所述垂直于所述第一方向(OR)延伸的驅(qū)動方向(AR)平行地驅(qū)動所述第一科里奧利質(zhì)量(5)和所述第二科里奧利質(zhì)量(5’),其中,在圍繞所述第一方向(OR)的轉(zhuǎn)速的情況下,所述第一科里奧利質(zhì)量(5)和所述第二科里奧利質(zhì)量(5’)經(jīng)受與所述探測方向(DR)平行的科里奧利加速度，其中，所述第一科里奧利質(zhì)量和所述第二科里奧利質(zhì)量(5，5’ )通過所述襯底(101)上的第三連接件(13’)耦合和/或所述第一均衡質(zhì)量和所述第二均衡質(zhì)量(10，10’)通過所述襯底(101)上的第四連接件(14’)耦合。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于在驅(qū)動方向(AR)上分別彼此反向地驅(qū)動所述第一科里奧利質(zhì)量(5)和所述第二科里奧利質(zhì)量(5’)，或者，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于在驅(qū)動方向(AR)上分別彼此反向地驅(qū)動所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第一分質(zhì)量(15)和所述第二科里奧利質(zhì)量(5’ )的第三分質(zhì)量(15’)。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置(I)具有驅(qū)動框架，其中，所述驅(qū)動框架具有四個角形元件(50 )，其在框架的角部內(nèi)能夠轉(zhuǎn)動偏轉(zhuǎn)地連接在所述襯底(101)上，其中，所述角形元件(50)中的各兩個彼此通過U形的彈簧元件彼此連接。
12.一種轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其具有襯底(101 )，所述襯底具有主延伸平面(110)，所述轉(zhuǎn)速傳感器用于探測圍繞與所述主延伸平面(110)平行地延伸的第一方向(OR)的第一轉(zhuǎn)速并且用于探測圍繞與所述主延伸平面(110)平行地延伸的第二方向(2R)的第二轉(zhuǎn)速，其中，所述第一方向(0R)和所述第二方向(2R)彼此垂直地延伸，其中，所述轉(zhuǎn)速傳感器(100 )具有驅(qū)動裝置(I)和第一科里奧利質(zhì)量(5)，其中，所述驅(qū)動裝置(I)配置用于驅(qū)動所述第一科里奧利質(zhì)量(5 )圍繞與所述主延伸平面(110)垂直地延伸的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)振動，其中，所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第一分區(qū)在圍繞所述第一方向(OR)的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與垂直于所述第一方向(0R)并且垂直于所述主延伸平面(110 )延伸的探測方向(DR)平行的科里奧利加速度，其中，所述第一科里奧利(5)的第二分區(qū)在圍繞所述第二方向(2R)的轉(zhuǎn)速的情況下經(jīng)受與所述探測方向(DR)平行的科里奧利加速度，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速傳感器(100)具有第一均衡質(zhì)量(10)和第二均衡質(zhì)量(10’)，其中，所述第一均衡質(zhì)量(10)通過所述襯底(101)上的第一連接件(11)具有與所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第一分區(qū)的耦合，其中，所述第二均衡質(zhì)量(10’ )通過所述襯底(101)上的第二連接件(11’)如此具有與所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第二分區(qū)的耦合，使得所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第一分區(qū)的由科里奧利加速度引起的與所述探測方向(DR)平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第一均衡質(zhì)量(10)的反向偏轉(zhuǎn)并且使得所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的第二分區(qū)的由科里奧利加速度引起的與所述探測方向(DR)平行的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第二均衡質(zhì)量(10’ )的反向偏轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)速傳感器(100)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速傳感器(100)除了用于探測圍繞所述第一方向(OR)的第一轉(zhuǎn)速和用于探測圍繞所述第二方向(2R)的第二轉(zhuǎn)速以外被構(gòu)造用于探測圍繞與所述主延伸平面(110)垂直地延伸的第三方向(3R)的第三轉(zhuǎn)速，其中，所述轉(zhuǎn)速傳感器(100)具有至少一個附加的科里奧利質(zhì)量(40)，其中，所述至少一個附加的科里奧利質(zhì)量`(40)由所述第一科里奧利質(zhì)量(5)的運(yùn)動驅(qū)動。
【文檔編號】G01C19/5733GK103630127SQ201310165983
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月11日
【發(fā)明者】B·庫爾曼, R·舍本, D·C·邁澤爾, B·施密特, T·巴爾斯林科 申請人:羅伯特·博世有限公司