转速传感器制造技术

本发明专利技术涉及转速传感器，其衬底具有主延伸平面，用于探测围绕或与主延伸平面平行地或垂直地延伸的第一方向的转速，转速传感器具有驱动装置、第一和第二科里奥利质量，第一科里奥利质量的至少一部分和第二科里奥利质量的至少一部分在围绕第一方向的转速的情况下经受与垂直于驱动方向和第一方向延伸的探测方向平行的科里奥利加速度，转速传感器具有第一和第二均衡质量，第一均衡质量通过衬底上的第一连接件具有与第一科里奥利质量的耦合并且第二均衡质量通过衬底上的第二连接件具有与第一科里奥利质量的耦合，第一科里奥利质量的由科里奥利加速度引起的与探测方向平行的偏转导致第一和第二均衡质量的分别反向的偏转。

【技术实现步骤摘要】
转速传感器
本专利技术从根据并列权利要求的前序部分所述的转速传感器出发。
技术介绍
由现有技术已知了转速传感器。例如由出版文献W003064975A1公开了一种具有两个振动质量元件的转速传感器。用于测量围绕与传感器的衬底的主延伸平面平行的方向的转速的微机械转速传感器通常借助平面振动的质量实现或作为在平面内转动的质量实现，其在出现围绕与主延伸平面平行的方向的旋转运动的情况下在探测方向上——即与主延伸平面垂直地经受科里奥利力。所述科里奥利力在此或者通过位置反向调节所需的静电反作用力(闭环调节)求得或者例如通过由于至衬底的距离变化引起的容量变化来测量(开环运行)。典型地，这种已知的转速传感器具有两个能够振动的质量(分振动器)，其被激励成反平行模式。在存在转速的情况下，通过科里奥利力激励反平行的探测振动，其电容性地进行检测并且借助分析处理电子电路换算成转速。现有技术是，分振动器由驱动振动器和科里奥利振动器构造。驱动振动器仅仅参与驱动振动而不参与探测振动。科里奥利振动器不仅参与驱动振动而且参与探测振动。除科里奥利力以外，对于实际相关的使用情况存在其他的力，传感器或传感器的部件经受所述其他的力并且所述其他的力同样可以引起信号或者可以使分配给科里奥利力的信号失真，尤其是由线性加速度和由旋转加速度引起的惯性力。这些力的出现不利地导致运行中的误差信号，因为例如围绕灵敏轴的转动振动形式的旋转加速度直接导致转速信号。尤其当以驱动转速传感器的频率与科里奥利力同相地进行转动振动时，导致特别大的可干扰性。此外，沿着探测方向的线性加速度还导致分振动器的不期望的偏转。【专利技术内容】因此，本专利技术的任务是，提供一种转速传感器和一种用于运行转速传感器的方法，其不具有现有技术的缺点并且不仅相对于与探测方向平行的线性加速度而且相对于根据转速传感器的灵敏方向的旋转加速度不灵敏。根据本专利技术的根据并列权利要求的转速传感器相对于现有技术具有以下优点:其相对于以关于围绕与第一方向相应的方向(即与转速传感器的灵敏方向或者测量方向相应的那个方向)旋转的旋转加速度的形式以及以与转速传感器的探测方向平行的线性加速度的形式的干扰加速度不灵敏。根据本专利技术，设有均衡重量，其通过旋转加速度与科里奥利振动器或者与科里奥利质量反向地偏转并且因此基于旋转加速度阻止科里奥利质量的偏转。与摆杆状的耦合元件连接的均衡重量或者均衡质量导致尤其相对于旋转加速度的改善的干扰灵敏度。如此实施均衡重量，使得相反可以检测转速。此外，均衡重量或者均衡质量还如此与科里奥利质量连接，使得在沿着探测方向的线性加速度的情况下还阻止科里奥利质量的偏转。根据本专利技术，科里奥利质量与均衡质量通过衬底上的连接件如此连接，使得沿着探测方向的线性加速度与沿着转速传感器的灵敏方向的旋转加速度导致惯性力，所述惯性力相同地影响均衡质量与科里奥利质量(或者科里奥利质量的被驱动的部分)，从而通过所述摆杆状的耦合恰恰消除力作用。由此，根据本专利技术实现:转速传感器没有感知到这种旋转加速度或者这种线性加速度。根据本专利技术的转速传感器的另一优点在于，科里奥利质量与均衡质量通过衬底上的连接件的耦合导致相对于与探测方向平行的线性加速度的改善的稳健性，也就是说，振动器没有沿着探测方向偏转。优选地，均衡重量的质量和/或惯性力矩与科里奥利元件的质量和/或惯性力矩相协调。在此，可以考虑杠杆比，也就是说，均衡重量与科里奥利元件的重心与摆杆状的耦合元件的旋转点的距离。根据本专利技术，或者可以如此构造转速传感器，使得探测围绕与主延伸平面平行地延伸的第一方向的转速(第一实施方式:Ω y传感器的情况(也就是说转速传感器的情况，其敏感方向是围绕与主延伸平面平行地延伸的第一方向的旋转)或者以90°围绕z方向旋转的Qy传感器一即Ωχ传感器的情况)。在这种情况下，存在驱动装置，其与垂直于第一方向延伸的驱动方向平行地(尤其是反向地)驱动第一科里奥利质量和第二科里奥利质量，其中所述驱动方向同样与主延伸平面平行地延伸。然后，探测方向在第一实施方式中与主延伸平面垂直地延伸。在转速传感器的第一实施方式中，根据第一变型方案仅仅可以存在第一科里奥利质量(并且相应地仅仅第一均衡质量与第一连接件)(或者仅仅一个科里奥利质量、一个均衡质量和一个连接件)或者但——根据第二变型方案——不仅存在第一科里奥利质量和第二科里奥利质量、第一均衡质量和第二均衡质量和第一与第二连接件。然而，根据本专利技术，还可以如此构造转速传感器(第二实施方式:Ωζ传感器的情况)，使得第一方向不是与主延伸平面平行地延伸，而是与主延伸平面垂直地延伸。在这种情况下，驱动装置设置用于与平行于主延伸平面延伸的驱动方向平行地驱动第一和第二科里奥利质量，其中随后探测方向同样与主延伸平面平行地但与主驱动方向垂直地延伸。在转速传感器的第二实施方式中，根据第一变型方案仅仅可以存在第一科里奥利质量(并且相应地仅仅第一均衡质量与第一连接件)(或者仅仅一个科里奥利质量、一个均衡质量和一个连接件)或者但一根据第二变型方案——不仅存在第一科里奥利质量和第二科里奥利质量、第一均衡质量和第二均衡质量和第一与第二连接件。按照根据本专利技术的转速传感器的第三实施方式(Qxy传感器的情况)，替代通过驱动装置的线性驱动还可以提出，驱动装置配置用于驱动第一科里奥利质量围绕与主延伸平面垂直地延伸的方向旋转振动，其中第一科里奥利质量的分区在围绕第一方向的转速的情况下经受与垂直于第一方向和垂直于主延伸平面地延伸的探测方向平行的科里奥利加速度并且其中第一科里奥利的第二分区在围绕第二方向的转速的情况下经受与探测方向平行的科里奥利加速度。本专利技术的构型和扩展方案可由从属权利要求以及参考附图的描述中得出。根据一种优选的扩展方案、尤其是本专利技术的第一实施方式提出，第一科里奥利质量具有第一分质量和第二分质量，第二科里奥利质量具有第三分质量和第四分质量，其中驱动装置配置用于与驱动方向平行地驱动第一科里奥利质量的第一分质量和第二科里奥利质量的第三分质量，其中第一科里奥利质量的第一分质量在围绕第一方向的转速的情况下经受与探测方向平行的科里奥利加速度并且在此也使第一科里奥利质量的第二分质量偏转，其中第二科里奥利质量的第三分质量在围绕第一方向的转速的情况下经受与探测方向平行的科里奥利加速度并且在此也使第二科里奥利质量的第四分质量偏转，其中第一均衡质量通过衬底上的第一连接件具有与第一科里奥利质量的第二分质量的耦合并且其中第二均衡质量通过衬底上的第二连接件如此具有与第二科里奥利质量的第四分质量的耦合，使得第一科里奥利质量的第二分质量的和第二科里奥利质量的第四分质量的由科里奥利加速度引起的与探测方向平行的偏转导致第一和第二均衡质量的分别反向的偏转。由此有利地可能的是，第二和第四分质量不参与驱动振动并且(由于其与第一分质量或者第三分质量(科里奥利力作用于第一分质量或者第三分质量)的沿着探测方向的相对刚性或者强的耦合)仅仅执行探测方向上的运动，由此能够实现更好的信号分析处理。根据另一种优选的扩展方案、尤其是本专利技术的第一实施方式提出，第一方向与驱动方向与主延伸平面平行地延伸，其中所述驱动装置配置用于与垂直于第一方向延伸的驱动方向平行地驱动第一科里奥利质量与第二科里奥利质量，其中探测方向与主延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转速传感器（100），其具有衬底（101），所述衬底具有主延伸平面（110），所述转速传感器用于探测围绕或者与所述主延伸平面（110）平行地或者与所述主延伸平面（110）垂直地延伸的第一方向（OR）的转速，其中，所述转速传感器（100）具有驱动装置（1）、第一科里奥利质量（5），其中，所述驱动装置（1）配置用于与垂直于所述第一方向（OR）延伸的驱动方向（AR）平行地驱动所述第一科里奥利质量（5）的至少一部分，其中，所述第一科里奥利质量（5）的所述至少一部分在围绕所述第一方向（OR）的转速的情况下经受与不仅垂直于所述驱动方向（AR）而且垂直于所述第一方向（OR）延伸的探测方向（DR）平行的科里奥利加速度，其特征在于，所述转速传感器（100）具有第一均衡质量（10），其中，所述第一均衡质量（10）通过所述衬底（101）上的第一连接件（101）如此具有与所述第一科里奥利质量（5）的耦合，使得所述第一科里奥利质量（5）的由科里奥利加速度引起的与所述探测方向（DR）平行的偏转导致所述第一均衡质量（10）的反向偏转。

【技术特征摘要】
2012.05.11 DE 102012207937.81.一种转速传感器(100)，其具有衬底(101 )，所述衬底具有主延伸平面(110)，所述转速传感器用于探测围绕或者与所述主延伸平面(110)平行地或者与所述主延伸平面(110)垂直地延伸的第一方向(OR)的转速，其中，所述转速传感器(100)具有驱动装置(I)、第一科里奥利质量(5)，其中，所述驱动装置(I)配置用于与垂直于所述第一方向(OR)延伸的驱动方向(AR)平行地驱动所述第一科里奥利质量(5)的至少一部分，其中，所述第一科里奥利质量(5)的所述至少一部分在围绕所述第一方向(OR)的转速的情况下经受与不仅垂直于所述驱动方向(AR)而且垂直于所述第一方向(OR)延伸的探测方向(DR)平行的科里奥利加速度，其特征在于，所述转速传感器(100)具有第一均衡质量(10)，其中，所述第一均衡质量(10)通过所述衬底(101)上的第一连接件(101)如此具有与所述第一科里奥利质量(5)的耦合，使得所述第一科里奥利质量(5)的由科里奥利加速度引起的与所述探测方向(DR)平行的偏转导致所述第一均衡质量(10)的反向偏转。2.根据权利要求1所述的转速传感器(100)，其特征在于，所述第一科里奥利质量(5)具有第一分质量(15)和第二分质量(9)，其中，所述驱动装置(I)配置用于与所述驱动方向(AR)平行地驱动所述第一科里奥利质量(5)的第一分质量(15)，其中，所述第一科里奥利质量(5)的第一分质量(15)在围绕所述第一方向(OR)的转速的情况下经受与所述探测方向(DR)平行的科里奥利加速度并且在此也使所述第一科里奥利质量(5)的第二分质量(9)偏转，其中，所述第一均衡质量(10)通过所述衬底上(101)的所述第一连接件(11)如此具有与所述第一科里奥利质量(5)的第二分质量(9)的耦合，使得所述第一科里奥利质量(5)的第二分质量(9)的由科里奥利加速度引起的与所述探测方向(DR)平行的偏转导致所述第一均衡质量(10)的反向偏转。3.根据以上权利要求中任一项所述的转速传感器(100)，其特征在于，所述第一方向(OR)和所述驱动方向(AR)与所述主延伸平面(110)平行地延伸，其中，所述驱动装置(I)配置用于与垂直于所述第一方向(OR)延伸的驱动方向(AR)平行地驱动所述第一科里奥利质量(5)，其中，所述探测方向(DR)与所述主延伸平面(110)垂直地延伸。4.根据权利要求3所述的转速传感器(100)，其特征在于，替代地， -沿着所述驱动方向(AR)，所述第一科里奥利质量(5)设置在所述转速传感器的中央区域中而所述第一均衡质量(10)设置在所述边缘区域中，其中，优选地，所述第一均衡质量(10)通过两个质量元件构成， 或者 -沿着所述驱动方向(AR)，所述第一均衡质量(10)设置在所述转速传感器的中央区域中而所述第一科里奥利质量(5)设置在所述边缘区域中， 或者 -沿着所述第一方向(0R)，所述第一科里奥利质量(5)设置在所述转速传感器的中央区域中而所述第一均衡质量(10)设置在所述边缘区域中，其中，优选地，所述第一均衡质量(9)通过两个质量元件构成。5.根据以上权利要求中任一项所述的转速传感器(100)，其特征在于，所述第一科里奥利质量(5)以封闭框架的形式构造并且所述第一均衡质量(10)设置在所述第一科里奥利质量(5)的框架内。6.根据以上权利要求中任一项所述的转速传感器，其特征在于，所述转速传感器(100)具有第二科里奥利质量(5’)，其中，所述驱动装置(I)配置用于也至少与所述驱动方向(AR)平行地驱动所述第二科里奥利质量(5’ )的至少一部分，其中，所述第二科里奥利质量(5’ )的所述至少一部分在围绕所述第一方向(OR)的转速的情况下经受与所述探测方向(DR)平行的科里奥利加速度，其中，所述转速传感器(100)具有第二均衡质量(10’)，其中，所述第二均衡质量(10’)通过所述衬底(101)上的第二连接件(11’)如此具有与所述第二科里奥利质量(5’ )的耦合，使得所述第二科里奥利质量(5’ )的由科里奥利加速度引起的与所述探测方向(DR)平行的偏转导致所述第二均衡质量(10’ )的反向偏转。7.根据权利要求6所述的转速传感器，其特征在于，所述第二科里奥利质量(5’)具有第三分质量(15’)和第四分质量(9’)，其中，所述驱动装置(I)配置用于与所述驱动方向(AR)平行地驱动所述第二科里奥利质量(5’ )的第三分质量(15’)，其中，所述第二科里奥利质量(5’ )的第三分质量(15’)在围绕所述第一方向(OR)的转速的情况下经受与所述探测方向(DR)平行的科里奥利加速度并且在此也使所述第二科里奥利质量(5’ )的第四分质量(9’)偏转，其中，所述第二均衡质量(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·库尔曼，R·舍本，D·C·迈泽尔，B·施密特，T·巴尔斯林科，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：