用于运行微机械z加速度传感器的方法技术

本发明专利技术涉一种用于运行微机械z加速度传感器(100)的方法，该方法具有以下步骤：将测试信号施加到电极(42)上用于在所述z加速度传感器(100)的运行中产生所述z加速度传感器(100)的双臂杆(10)的所限定的偏转；检测所述双臂杆(10)的偏转并且将所述偏转换算成加速度值(B1)；通过求取所检测的加速度值(B1)与在制造过程中检测的初始加速度值(B0)之间的差，分析处理所检测的加速度值(B1)，其中，将所检测的加速度值(B1)与所述初始加速度值(B0)之间的差与所限定的阈值进行比较并且评估所检测的加速度值(B1)与所述初始加速度值(B0)之间的差。

【技术实现步骤摘要】
用于运行微机械z加速度传感器的方法
本专利技术涉及一种用于运行微机械z加速度传感器的方法。另外，本专利技术涉及一种微机械z加速度传感器。
技术介绍
现今，基于MEMS的加速度传感器或微机械加速度传感器大量用于消费应用和机动车领域的应用中，不仅单个地而且集成地应用在具有陀螺仪的加速度测量单元(英语：inertialmeasurementunit，惯性测量单元，IMU)中和/或应用为具有磁性传感器的指南针。在制造中和部分地也在应用设备或终端设备中的组装之后校准传感器，使得敏感度误差和零点误差(Offset：偏置)最小化。在此，在传感器的运行时间上争取，传感器的敏感性和传感器的偏置都不漂移。然而，系统中各种非理想性(例如封装影响、电荷漂移等)在传感器的运行持续时间上导致加速度值的或小或大的漂移。这很难与实际的加速度值区分，因此仅在限定的条件下(例如静止位置、或已知的定向)可以探测并且必要时修正加速度值的出现的偏置。为了简单的功能测试，加速度传感器包含自测试功能(英语：Built-InTest，BITE)，所述功能借助静电偏转模拟施加的加速度。通常也在调准(Abgleich)传感器时并且在客户处在流水线上组装时检查自测试信号。在应用设备中，通常借助软件(例如设备驱动、功能扩展软件等)运行传感器。传统的用于测量物理加速度的传感器通常具有由硅构成的微机械结构(传感器芯)和分析处理电子装置。能够测量与传感器芯的主平面正交的方向上的加速度的传感器芯被称为z传感器。这种传感器使用在机动车领域(例如ESP系统)中或消费领域(例如移动电话)中。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种用于运行微机械z加速度传感器的改善的方法。根据第一方面，以一种用于运行微机械z加速度传感器的方法解决所述任务，所述方法具有以下步骤：将测试信号施加到电极上以用于在z加速度传感器运行中产生z加速度传感器的双臂杆的限定的偏转；检测双臂杆的偏转并且将偏转换算成加速度值；通过求取所检测的加速度值与在制造过程中检测初始加速度值之间的差来分析处理所检测的加速度值，其中，将所检测的加速度值(B1)与初始加速度值之间的差与所限定的阈值进行比较并且评估所检测的加速度值(B1)与初始加速度值之间的差。以这种方式，借助对场中的加速度值的检测和分析处理以及加速度值与初始加速度值的比较可以实现，识别出现的电荷漂移。其原因可以在于：由于电荷漂移走，随着时间的推移生成改变的加速度值，所述改变的加速度值作为加速度值的偏置起作用。有利地能够以不同的方式使用识别到的电荷漂移。以这种方式，可以有利地考虑z加速度传感器的设计参数。有利地，该方法可以针对全部传感器家族或者说针对传感器的类型进行分类。根据第二方面，以一种微机械z加速度传感器解决所述任务，所述微机械z加速度传感器具有：用于求取加速度传感器的加速度值的求取设备；与求取设备功能性连接的识别设备，该识别设备构造用于识别并且评估初始加速度值与在z加速度传感器运行中检测的加速度值之间的差。根据本专利技术的方法的和根据本专利技术的z加速度传感器的优选实施方式是本专利技术的主题。所述方法的一种有利的扩展方案的特征在于，在限定的时间区间之后重复检测加速度值。以这种方式，在检测加速度值期间，在很大程度上排除或至少减少干扰的影响。所述方法的一种有利的扩展方案设置，求取在未施加测试信号的情况下检测的加速度值与在施加测试信号的情况下检测的加速度值之间的关联，其中，所述关联具有以下数学函数：偏置漂移＝C0+C1*(B1-B0)C0，C1......根据设计特有(designspezifisch)的系数其中，使用所述关联用于修正在z加速度传感器运行中求取的加速度值(B1)。由此，加速度值的修正尤其可以用于在消费电子例如手机、平板电脑、游戏机等中z加速度传感器的对安全性不关键的应用。所述方法的一种有利的扩展方案设置，借助计算机程序产品控制测试信号以及用于识别和修正z加速度传感器的偏置漂移的算法。以这种方式可以有利地实现，以简单的方式实施和改动所述方法。微机械z加速度传感器的一种有利的扩展方案的特征在于，为了修正加速度值偏置漂移，初始加速度值和根据设计特有的系数存储在z加速度传感器的存储器中。以这种方式有利地提供用于存储初始加速度值的可简单地实现的可能性。微机械z加速度传感器的另一种有利的扩展方案的特征在于，借助修正设备可以修正加速度值。以这种方式可以修正加速度传感器运行中的电荷漂移的影响，由此支持具有z加速度传感器的终端设备的舒适运行。附图说明以下以其他特征和优点借助多个附图详细描述本专利技术。在此，所描述的所有特征自己或以任意组合构成本专利技术的主题，与在说明书或在附图中的示出无关以及与专利权利要求或其引用关系中的总结无关。附图不一定按比例绘制。公开的方法特征类似地从相应的公开的装置特征中得出，反之亦然。在尤其意味着，用于运行微机械z加速度传感器的方法的特征、技术优点和实施方案以类似的方式从涉及微机械z加速度传感器的相应的实施方案、特征和优点中得出，反之亦然。在附图中示出：图1一种微机械z加速度传感器的原理性的图示；图2具有图形显示的有效路径假设的用于示出电荷漂移的柱状图；图3z加速度传感器在调准过程之后且在永久应力(Lebensdauerstress)之前的加速度值的原理性图示；图4图3的z加速度传感器在永久应力之后的加速度值的原理性图示；图5z加速度传感器中识别电荷漂移的作用方式的原理性图示；图6根据本专利技术的方法的一种实施方式的原理性流程图；图7所提出的微机械z加速度传感器的一种实施方式的方框图；图8所提出的微机械z加速度传感器的另一种实施方式的方框图；具体实施方式本专利技术的核心构思在于，使微机械加速度传感器的z通道中的偏置漂移基于电荷漂移可识别。在此尤其有利的是，微机械z加速度传感器不必为此位于特别的位置或静止位置。以下的描述涉及在当前消费加速度传感器(例如用于移动电话、平板电脑等)中所使用的分析处理方法。汽车的加速度传感器可能可以表现不同，其中，然而原理性的工作原理是和消费加速度传感器一样的。电容性z加速度传感器通常通过从平面偏转来探测。为此设置的双臂杆结构在图1中的横剖面图中在原理上并且不按比例地示出。可看出具有在多晶硅平面中构造的双臂杆10的z加速度传感器100。双臂杆10借助在右边区域中构造的附加质量不对称地构造。作为与双臂杆10的主平面正交作用的加速度(z方向上的垂直加速度)的结果，双臂杆10的结构可以基于两个双臂杆臂的不对称性而围绕扭转轴11扭转。在双臂杆10下面可看到传感器衬底20，在所述传感器衬底上布置有氧化物30。在氧化物30上存在电极40、41和42以用于实现微机械z加速度传感器100的电容性分析处理方案。多个机械止挡元件(未示出)应该确保，双臂杆结构在过载情况下在限定的点止挡在衬底上，并且应该防止，双臂杆10在侧面加速度过载情况下达到或超出临界偏转。通过双臂杆10的可动质量与位置固定的电极之间的电容的由间距引起的改变，将偏转转换成电信号。为此，在固定电极与可动质量之间施加电压脉冲。电压脉冲导致对双臂杆10的可动质量的附加静电力，所述附加静电力与所述电压的有效值的平方成比例，并且双臂杆10的该质量继续向固定电极的方向偏转(吸引力)。借助电子分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行微机械z加速度传感器(100)的方法，该方法具有以下步骤：将测试信号施加到电极(42)上用于在所述z加速度传感器(100)运行中产生所述z加速度传感器(100)的双臂杆(10)的限定的偏转；检测所述双臂杆(10)的偏转并且将所述偏转换算成加速度值(B1)；通过求取所检测的加速度值(B1)与在制造过程中检测的初始加速度值(B0)之间的差，分析处理所检测的加速度值(B1)，其中，将所检测的加速度值(B1)与所述初始加速度值(B0)之间的差与限定的阈值进行比较并且评估所检测的加速度值(B1)与所述初始加速度值(B0)之间的差。

【技术特征摘要】
2016.02.29 DE 102016203153.81.一种用于运行微机械z加速度传感器(100)的方法，该方法具有以下步骤：将测试信号施加到电极(42)上用于在所述z加速度传感器(100)运行中产生所述z加速度传感器(100)的双臂杆(10)的限定的偏转；检测所述双臂杆(10)的偏转并且将所述偏转换算成加速度值(B1)；通过求取所检测的加速度值(B1)与在制造过程中检测的初始加速度值(B0)之间的差，分析处理所检测的加速度值(B1)，其中，将所检测的加速度值(B1)与所述初始加速度值(B0)之间的差与限定的阈值进行比较并且评估所检测的加速度值(B1)与所述初始加速度值(B0)之间的差。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在限定的时间区间之后重复检测所述加速度值(B1)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，求取在未施加测试信号的情况下检测的加速度值与在施加的测试信号的情况下检测的加速度值之间的关联，其中，所述关联具有以下数学函数：偏置漂移＝C0+C1*(B1-B0)C0，C1......根据设计特有的系数其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·哈默，A·弗兰克，S·京特，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE