本发明专利技术涉及一种用于微机械旋转率传感器的准确测量操作的方法，所述传感器包括至少一个震动质量、用于以主要模式(q1)驱动震动质量的至少一个驱动设备、以及共同地与震动质量直接或间接地相关联的至少三个修整电极元件(1)，其中在这些独立的修整电极元件(1)中的每一个与所述震动质量之间施加电修整电压(u1,u2,u3,u4)。根据共振频率操纵变量正交操纵变量和重置变量来调节这些电修整电压(u1,u2,u3,u4)中的每一个。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求I前述部分的方法以及一种微机械旋转率传感器，所述微机械旋转率传感器具有共同地与第一震动质量(seismicmass)相关联的至少三个修整电极元件。
技术介绍
已知的是，用于将旋转率传感器中的震动质量抑制在一定范围的微机械弹簧已经导致在驱动模式或主要模式中的读取方向上存在由于相对较小的制造不准确性而产生的偏差，该制造不准确性使得特别是在不存在旋转率的情况下出现各自结构的不期望的边缘角。结果，产生干扰信号，该干扰信号是作为旋转率信号分量而被不期望地评估的，并且因而伪造旋转率信号或者导致与旋转率信号相关的测量误差。这类非期望的边缘角或弹簧倾斜是工艺导致的并且仅能在有限角度内避免。如上所描述的干扰信号，其并不是由于所检测的旋转率而是由于读取方向上的故障偏差(其根据驱动方向中的震动质量及其弹簧的偏差)而出现的，所述干扰信号也被称为正交或正交信号。文献W003/010492A1提出了一种用于在旋转率传感器中抑制正交信号的方法，其中所述旋转率传感器包括与震动质量相关联的两个修整电极安排，在所述方法中，通过向修整电极施加电压的方式来抑制旋转率传感器的正交。然而，这种正交抑制会不期望地影响旋转率传感器读取模式的共振频率，结果这导致共振频率之间的差分频率也随着旋转率传感器的驱动模式或主要模式以及读取模式或次要模式而改变。由于在读取模式共振频率的改变中二次方地包含了施加到修整电极上的电压，因此这将更为不利。通常，晶片的旋转率传感器的正交的实施例由于工艺变动而变化程度相对较高并且对于晶片的每个旋转率传感器而言也十分地不同。此外，已知地，通过至少一个修整电极元件或修整电极来重置读取模式或次要模式下的旋转率传感器的一个或多个震动质量的偏差。然而，这通常也会影响次要振荡器的共振频率，以及影响可能的正交抑制。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种旋转率传感器的测量方法以及对应的旋转率传感器，利用该旋转率传感器并且基于所检测的旋转率、正交抑制以及次要振荡器的共振频率设置而对次要模式的偏差进行重置，能够被共同地执行，特别地使得这三个影响能够至少部分彼此独立地被执行或设置。通过根据权利要求I的方法以及根据权利要求15的微机械旋转率传感器来实现本专利技术的目的。优选地，所述方法和旋转率传感器被体现或设计成使得至少能够基于所检测的旋转率和正交抑制并且与震动质量偏差的重置无关地来执行共振频率的设置，以及使得特别是还能够基于所检测旋转率、次要模式范围内的至少一个震动质量的整个偏差以及正交抑制来彼此无关地实现对偏差的重置。优选地，将正交操纵变量定义为用于抑制由正交所引起的次要模式的偏差或振荡的操纵变量。因此，特别地，抑制了旋转率传感器输出信号的不期望的正交信号或正交信号分量，其通常关于构成旋转率的旋转率传感器输出信号部分而基本上相移90°或270°方便地，重置变量是谐波振荡信号，其振幅取决于第一控制器单元的输出，其中该幅值乘以谐波振荡信号，该谐波振荡信号具有与主要模式或驱动模式相同的频率。优选地，将共振频率操纵变量定义成静态变量，利用该静态变量，读取模式下的共振频率和驱动模式下的共振频率之间的频率差值基本上具有限定值或被调整为限定值，或者可选地优选为零或被调整为零。驱动模式或主要模式优选地被看作是旋转率传感器的自然模式，优选地是自然振 荡，特别优选地是在至少一个震动质量的共振频率处振荡，其中旋转率传感器的震动质量特别地是连续地振荡。更特别优选地，旋转率传感器具有至少两个震动质量，其彼此耦合并且在驱动模式期间以相反相位振荡或者在相同方向上均存在彼此反向的偏差。读取模式或次要模式优选地被看作是由于旋转率和Coriolis效应的相关效应而优选地发生的自然模式。优选地，旋转率传感器包括至少四个修整电极元件，其共同地直接或间接关联于所述震动质量，其中在第一修整电极元件和震动质量之间施加第一电修整电压，在第二修整电极元件和震动质量之间施加第二电修整电压，在第三修整电极元件和震动质量之间施加第三电修整电压，以及在第四修整电极元件和震动质量之间施加第四电修整电压，其中第一修整电压U1、第二修整电压U2、第三修整电压U3以及第四修整电压U4均基本上按照共振频率操纵变量 τ、正交操纵变量Iic和重置变量fls的以下相关性而被设置 r-: ^ r--:^ r-: ^ r-; ~U1 —y Ut — Uc + Ms. It2 — \Kr +Wc — I!s' W3 = γΜτ Λ-Uc + Ms, = y Ut ~Uc —Us 。可选地，重置变量也优选地被看作是和/或共振频率操纵变量是 Τ，β和/或正交操纵变量是 ο优选地，修整电极元件均被体现和安排成使得电容Cl，C2, C3和C4形成在第一、第二、第三和第四修整电极元件与相关震动质量的各自相关质量电极元件之间，其中施加于修整电极元件和质量电极元件之间的相关修整电压如下C1 二 S0 A±!iiifLA =,0% 4^，以及 Q =,0g, -^q2 ' g2 +s2q2 ' g,-s,q2g4 +s4q2其中，i是每种情况下与电极元件编号有关的索引，gi是修整电极元件与非偏差状态下的相关质量电极元件之间的间隙的距离，Ai是修整电极元件与非偏差状态下的相关质量电极元件之间的重叠面积，乘积土^tiqi是随主要模式qi偏差的变化而改变的重叠面积，其中\是修整电极元件和相关质量电极元件之间的重叠深度，并且&是与主要模式qi的偏差相关的第一正几何常数，以及乘积土SiQ2是修整电极元件和质量电极元件之间的间隙根据次要模式q2偏差的距离变化，其中Si是与次要模式q2的偏差相关的第二正几何常数。修整电极元件优选地体现化为平面电容板，所述平面电容板基本上平行于笛卡尔坐标系的x-y平面。在该上下文中，由质量电极元件的乘积±ri*qim定义的偏差特别地出现在修整电极元件相关的X轴方向中。修整电极元件的重叠深度\在此朝向y轴方向。质量电极元件在z轴方向上相对于修整电极元件的偏差特别优选地朝向z轴方向。在所有修整电极元件质量电极元件对中,Ai, T1, ti； gi和Si优选地具有基本上相同的大小，也就是说A1=A2=A3=A4，并且相应地，对于r” ti； gi和Si的第i个值，各自具有相同的值。优选地，旋转率传感器包括可以调节电修整电压的控制安排，其中解调控制变量Y被馈送给第一控制器单元，所述第一控制器单元特别地通过使用彼此相位移动90°的两个谐波信号从原始控制变量y中进行解调而获取控制变量Y，其中原始控制变量y代表在其次要模式的方向上的检测到的震动质量偏差。该解调特别地利用两个彼此相位移动90度的谐波来进行，其在任何情况下都具有与主要模式共振频率相对应的频率。有利地，控制安排具有输出变量转换单元，其中已调制的控制变量Y根据主要模式频率COjP次要模式频率032之间的频率差和至少一个阻尼参数而被转换，或者根据至少一转换常数而以恒定状态的方式转换成旋转率变量和正交变量，其后，在任何情况下利用 对参考变量的限定而从中构成旋转率控制误差变量和正交控制误差变量，并且随后旋转率控制误差变量和正交控制误差变量作为输入变量被馈送给第一控制器单元，其针对基于所检测的旋转率的至少部分解耦的正交抑制和震动质量偏差重本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃格雷兹博格，A·库吉，F·迈尔，
申请(专利权)人：大陆特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司，
类型：
国别省市：
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