专利名称：加速度传感器和用于运行加速度传感器的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1和10的前序部分所述的加速度传感器和用于运行加速度传感器的方法，其如由EP 0 773 443 Al已知。
背景技术：
传统加速度传感器通常构造为电容式加速度传感器。该电容式加速度传感器的感振质量可以构造为不对称的摆杆。例如在EP 0 774 443 Al中描述了一种具有构造为不对称的摆杆的感振质量的微机械式加速度传感器。构造为摆杆的感振质量也用于用来测定交通工具的倾斜角度的传感器。例如在EP 0 244 581 Al中描述了一种这样的用于测定交通工具的倾斜角度的传感器。图IA至IC示出用于展示传统加速度传感器的一个横截面和两个俯视图。在图IA中以横截面示出的电容式加速度传感器被设计用于识别加速度传感器的垂直于晶片10(z方向)定向的加速度以及确定与该加速度相应的参量。为此在晶片10 上可调节地设置一个构造为不对称摆杆的感振质量12。该感振质量12通过两个扭转弹簧 14(见图1B)与锚定装置16连接，该锚定装置牢固地设置在晶片10上。在图IA中未示出的扭转弹簧14沿着纵轴线18延伸，构造为摆杆的感振质量12可围绕该纵轴线被调节。感振质量12包括一个设置在纵轴线18的第一侧的第一电极20a和一个设置在纵轴线18的第二侧的第二电极20b。由于一个附加质量22，第二电极20b可以比第一电极 20a具有更大的质量。用于感振质量12的电极20a和20b的配对电极2 和24b牢固地设置在晶片10 上。加速度传感器的该传感器原理因此基于弹簧质量系统，其中活动的振动质量12与固定在晶片10上的配对电极2 和24b构成两个平板电容器。在此，在图IC中以俯视图示出的配对电极2 和24b相对于感振质量12的电极20a和20b这样地设置，使得通过分析在电极20a与所属的第一配对电极2 之间的第一电容和在电极20b与所属的第二配对电极 24b之间的第二电容可求得感振质量12相对于晶片10的位置。图2示出图IA至IC的传统加速度传感器的横截面，用以说明它的工作方式。如果该加速度传感器如在图2中所示经受一个在ζ方向上的加速度，则在第二电极20b上由于附加质量22而作用一个在晶片10的方向上指向的力。由于加速度沈，构造为摆杆的感振质量12因此围绕(未绘出的)纵轴线这样地被调节，使得第一电极20a与第一配对电极2 之间的第一平均距离dl增加，而第二电极20b与第二配对电极24b之间的第二平均距离d2减小。由电极20a和20b与配对电极2 和24b构成的两个电容器的电容的变化对应于距离dl和d2的变化并且接下来可以为了确定加速度沈而被分析。因为用于分析电容变化的方法由现有技术公知，所以在这里不再继续说明。图3示出在加速度传感器上施加机械应力时图IA至IC的传统加速度传感器的横截面。
在图3中在晶片10上作用机械应力，晶片10通过该机械应力沿着y轴非对称地弯曲。例如在第一电极20a与第一配对电极2 之间的第一平均距离dl由于晶片10的非对称弯曲而改变。在第二电极20b与第二配对电极24b之间的第二平均距离d2同样可在机械应力的影响下增加或减小。因此，在传统加速度传感器中，例如通过力或通过压力施加在加速度传感器的至少一个部件上、尤其在壳体的子单元上的机械应力可以引起由电极20a和20b与配对电极 2 和24b组成的电容器的电容变化。加速度传感器的一个(未示出的)分析装置通常不能将由应力影响引起的电容变化与由加速度传感器的加速度触发的电容变化区分开。这导致，加速度传感器将机械应力解释为加速度并且输出相应的错误消息。这也被人们称为被测量的加速度的由壳体影响引起的偏移。值得期望的是具有用于运行加速度传感器的可能性，其中加速度传感器相对于施加在加速度传感器上的机械应力相对不敏感。

发明内容
本发明创造一种具有权利要求1的特征的加速度传感器和一种具有权利要求10 的特征的用于运行加速度传感器的方法。本发明基于以下认识可能的是，第一感振质量相对于壳体的第一位置的通过在壳体上的应力作用引起的改变被识别、滤出和/或补偿，其方式是传感器和分析装置被设计用于求得关于第一感振质量和第二感振质量相对于壳体的相应的旋转运动的信息以及在考虑求得的信息的条件下确定关于加速度传感器的加速度的加速度信息。加速度传感器的加速度引起两个感振质量围绕它们的弹簧的扭转轴线的相应的旋转运动。例如，两个感振质量的非对称性的方向被这样地确定，使得在加速度传感器的加速度时第一感振质量在第一旋转方向上被调节并且第二感振质量在与第一旋转方向不同的第二旋转方向上被调节。第一感振质量相对于第二感振质量的位置在此改变。第二旋转方向可以优选与第一旋转方向相反地定向。相对于此，两个感振质量的位置的源于应力影响的改变是不规则的，其中，尤其是第一振动质量相对于第二振动质量的位置不变化。因此，传感器和分析装置能够识别、滤出和/或补偿非由加速度引起的改变。壳体的弯曲例如引起两个感振质量之一相对于壳体的至少一个位置的改变。但是因为传感器和分析装置不是仅仅被设计用于根据唯一的感振质量的位置改变来确定加速度信息，所以它也对于在传感器和分析装置的传统设计和加速度传感器只配置一个感振质量时出现的错误不易受影响。在一种可能的实施方式中，传感器和分析装置将第一感振质量的第一位置的改变与第二感振质量的第二位置的可能同时出现的改变相比较。如下面还要详细说明的那样， 传感器和分析装置的工作方式不限于该实施方式。因此，本发明实现了一种加速度传感器，它相对于机械应力是明显更不敏感的。因此可实现的是，对于加速度传感器使用成本有利的壳体类型，即便该成本有利的壳体类型本身更敏感地对机械应力作反应，因为加速度传感器即便在壳体的变形时也可靠地执行器功能。例如由此允许使用模制壳体来代替用于加速度传感器的预模制壳体。附加地，本发明能够实现表面放电效应的补偿，该表面放电效应可能由于壳体部件、电极和/或摆杆的不同材料的不同电势出现。以该方式保证表面放电效应不会有助于使所确定的关于加速度传感器的加速度的加速度信息失真，如其在传统方式中经常出现的那样。在一种有利的实施方式中，第一弹簧的扭转轴线将第一感振质量分成在第一弹簧的扭转轴线的第一侧的第一分质量和在第一弹簧的扭转轴线的第二侧的第二分质量，第二分质量比第一分质量轻，其中，第二弹簧的扭转轴线将第二感振质量分成在第二弹簧的扭转轴线的第一侧的第三分质量和在第二弹簧的扭转轴线的第二侧的第四分质量，第四分质量比第三分质量重。第一分质量相对于第二分质量的附加质量和/或第四分质量相对于第三分质量的附加质量例如可通过由微机械功能层更大地结构化出第一分质量和/或第四分质量和/或通过第一分质量和/或第四分质量的附加覆层来实现。因此可以成本有利地制造具有不对称的第一摆杆和不对称的第二摆杆的加速度传感器。有利地，第一感振质量包括设置在第一弹簧的扭转轴线的第一侧的第一电极和设置在第一弹簧的扭转轴线的第二侧的第二电极，第二感振质量包括设置在第二弹簧的扭转轴线的第一侧的第三电极和设置在第二弹簧的扭转轴线的第二侧的第四电极，其中，传感器和分析装置包括四个相对于壳体固定地设置的配对电极。传感器和分析装置由此允许以简单方式借助标准方法成本有利地制造。例如，传感器和分析装置这样地构成，使得在第一电极与四个配对电极中的所属的第一配对电极之间的第一电容和在第四电极与四个配对电极中的所属的第四配对电极之间的第四电容为了形成第一和而相互接线，并且在第二电极与四个配对电极中的所属的第二配对电极之间的第二电容和在第三电极与四个配对电极中的所属的第三配对电极之间的第三电容为了形成第二和而相互接线。此外，传感器和分析装置可以附加地被构造用于求得在第一和与所述第二和之间的差以及根据所求得的差确定关于加速度传感器的加速度的加速度信息。以该方式允许可靠地且以小的工作耗费补偿掉第一位置和/或第二位置的由应力影响引起的改变。尤其地，第一弹簧的扭转轴线位于第二弹簧的扭转轴线上。加速度传感器由此具有非常对称的结构。在衬底、电极和两个不对称的摆杆之间的表面放电效应在该对称化结构中对传感器性能几乎没有影响。在一种有利的扩展构型中，第一感振质量和第二感振质量被这样地构造并且在至少一个位置中这样地相对彼此设置，使得第一感振质量的至少一个从第一弹簧的扭转轴线指离的端部区段伸入到至少一个被第二感振质量撑开的中间空间中。在该加速度传感器中，两个构造为非对称的摆杆的感振质量在这种情况下这样地相互交叉，使得衬底的非对称弯曲能被可靠地补偿。在此特别有利的是，电极附加地以上述方式相互接线。例如，第一感振质量包括一个具有至少一个梳齿的第一梳形区段并且第二感振质量包括一个具有至少两个梳齿的第二梳形区段，其中，第一感振质量在至少一个位置中这样地相对于第二感振质量设置，使得所述第一梳形区段的至少一个梳齿伸入到第二梳形区段的所述至少两个梳齿的至少一个中间空间中。在此所述的两个感振质量的构型具有非常对称的结构。这在上面已经描述的表面放电效应方面附加地具有优势。此外，第一感振质量可以包括至少一个第三梳形区段并且第二感振质量可以包括至少一个第四梳形区段。这样的感振质量构造方案引起壳体的非对称变型的影响的减小。
在以上段落中描述的优点也在相应的用于运行加速度传感器的方法中得到保证。


下面借助附图阐述本发明的其它特征和优点。其中图IA至IC示出用于展示传统加速度传感器的一个横截面和两个俯视图；图2示出图IA至IC的传统加速度传感器的横截面，用以展示它的工作方式；图3示出在加速度传感器上施加机械应力时图IA至IC的传统加速度传感器的横截面；图4A至4C示出用于展示加速度传感器的第一实施方式的一个横截面和两个俯视图；图5示出图4A至4C的加速度传感器的横截面，用以展示它的工作方式；图6示出在加速度传感器上施加机械应力时图4A至4C的加速度传感器的横截面；和图7A和7B示出用于展示加速度传感器的第二实施方式的俯视图。
具体实施例方式图4A至4C示出用于展示加速度传感器的第一实施方式的一个横截面和两个俯视图；该示意地再现的加速度传感器具有第一感振质量50和第二感振质量52。第一感振质量50通过至少一个弹簧54(见图4B)与至少一个锚定装置56连接，该锚定装置牢固地设置在基本衬底58上。相应地，至少一个另外的弹簧M将第二感振质量52与至少一个固定在基本衬底58上的锚定装置56连接。两个感振质量50和52也可以通过至少两个弹簧M与至少一个共同的锚定装置56连接。所述至少两个弹簧M可以构造为扭转弹簧。例如弹簧M可以沿着一个共同的纵轴线延伸，该纵轴线接下来被称为旋转轴线60。但是在此要指出，本发明不限于位于共同的旋转轴线60上的弹簧M。在本发明中，第一感振质量50的至少一个弹簧M也可以具有与第二感振质量52的至少一个弹簧M不同的扭转轴线。此外，弹簧M和锚定装置56的数量以及感振质量50和52相对于弹簧M和锚定装置56的布置不限于在此描述的实施方式。两个感振质量50和52这样地设置在加速度传感器中，使得它们在加速度传感器不经受加速度时相对于基本衬底58处于其初始位置中。例如，两个感振质量50和52在其初始位置中相互平行地设置。尤其是两个感振质量50和52在其初始位置中可以位于一个共同的平面中，该共同的平面有利地平行于基本衬底58定向。这使加速度传感器的制造变容易，因为在这种情况下感振质量50和52在其初始位置中可有利地与弹簧M —起由微机械的功能层结构化出来。感振质量50和52的校正因此是不必要的。旋转轴线60将第一感振质量50分成第一分质量50a和第二分质量50b，其中，设置在旋转轴线60的第一侧的第一分质量50a比设置在旋转轴线60的第二侧的第二分质量50b具有更大的质量。第一感振质量50由于两个分质量50a和50b的不同质量而构成为不对称的摆杆，该摆杆相对于基本衬底58围绕旋转轴线60可调节地设置。
第二感振质量52也构造为不对称的摆杆，其中，旋转轴线60将第二感振质量52 分成第三分质量5 和第四分质量52b。设置在旋转轴线60的第一侧的第三分质量52a比设置在旋转轴线60的第二侧的第四分质量52b具有更小的质量。第二感振质量52的“摆动运动”指的是第二感振质量52围绕旋转轴线60的旋转。第一分质量50a相对于第二分质量50b的附加质量和/或第四分质量52b相对于第三分质量5 的附加质量例如通过由微机械的功能层更大地结构化出第一分质量50a和 /或第四分质量52b来确定。作为对此的变型或作为对此的补充，不相同的质量分布也可通过第一分质量50a和/或第四分质量52b的附加覆层实现。这些分质量50a、50b、5^i和52b至少部分地构成为电极。但是出于更清楚的考虑， 这些分质量50a、50b、5^i和52b的作为电极工作的区域在图IA至IC中没有标记。优选地，第一分质量50a的第一电极的面积等于第二分质量50b的第二电极的面积。相应地，第二感振质量52也可以相应地构造，使得第三分质量52a的第三电极的面积等于第四分质量52b的第四电极的面积。作为对此的补充，第三电极的面积可以等于第一电极的面积。对于四个电极的相同面积的构造的优点在下面还要更详细地说明。至少一个感振质量50或52可以附加地这样构造，使得它们的电极中的至少一个由至少两个相互分开地设置的电极区域组成。例如，第三和第四电极各包括两个相互分开地设置的电极区域。电极的面积在这种情况下指的是所述至少两个电极区域的面积之和。在这里说明的加速度传感器实施方式中，两个感振质量50和52构造为两个相互交叉的摆杆。两个相互交叉的摆杆例如指的是，两个感振质量50和52这样地构成并且在至少一个位置中这样地相对彼此设置，使得第一感振质量50的第二分质量50b的至少一个从旋转轴线60指离的端部区段62伸入到被第二感振质量52的第四分质量52b撑开的至少一个中间空间64中。两个感振质量50和52的所述至少一个位置优选是两个感振质量 50和52的初始位置。例如，第一分质量50a具有比第三分质量52a的最大宽度b3更大的最大宽度bl， 其中，两个宽度bl和b3都垂直于旋转轴线60定向。相应地，第四分质量52b具有垂直于旋转轴线60延伸的比第二分质量50b的垂直于旋转轴线60的最大宽度1^2更大的最大宽度b4。在这里描述的实施方式中，第一感振质量50的整个第二分质量50b伸入到由第二感振质量52的第四分质量52b撑开的中间空间64中。因此，第一感振质量50的第二分质量50b的侧面在至少一个位置中被第二感振质量52的第四分质量52b的撑开中间空间64 的内表面和旋转轴线60 二维地框住。两个感振质量50和52的构造也可以这样地描述，即第一感振质量50梳形地构造有一个梳齿并且第二感振质量52梳形地构造有两个梳齿。第一感振质量50由一个平行于 χ轴延伸的连接件和在y方向上定向的梳齿组成。相应地，第二感振质量52包括一个沿着 χ轴指向的连接件和两个垂直于连接件延伸的梳齿。第一感振质量50的梳齿在两个感振质量50和52的至少一个位置中伸入到第二感振质量52的至少两个梳齿的中间空间中。在这里要指出的是，图4B的构造方式也可被改进，其方式是第一感振质量50具有至少两个梳齿，而第二感振质量52具有两个或更多的梳齿。在此，第一感振质量50的多个梳齿也可以在至少一个位置中伸入到在第二感振质量52的梳齿之间的至少两个中间空间
8中。弹簧M和锚定装置56的数量在这种情况中相应地适配。对于这样的改进的优点在下面还要说明。图4C示出两个感振质量50和52的四个电极的牢固地设置在基本衬底58上的配对电极66a、66b、68a和68b的俯视图。第一配对电极66a和第一感振质量50的第一电极构成一个具有电容ClA的第一电容器。相应地，第二配对电极66b与第一感振质量50的第二电极作为具有电容ClB的第二电容器一起作用。第二感振质量52的第三电极和第三配对电极68a构成具有电容C2A的第三电容器。此外，加速度传感器包括一个由第二感振质量52的第四电极和第四配对电极68b构成的具有电容C2B的第四电容器。优选地，配对电极66a、66b、68a和68b的布置对应于两个感振质量50和52的四个电极的布置。例如，第三配对电极68a包括两个分开的电极面，第一配对电极66a位于它们之间。相应地，第四配对电极68b也可以分成两个分开的电极面，第二配对电极66b位于它们之间。但是在这里要指出，配对电极66a、66b、68a和68b的构造不限于图4C的实施例。 例如第三配对电极68a和/或第四配对电极68b也可以分别构造为连续的电极面。有利的是，配对电极66a、66b、68a和68b以相同大小的整面构成，如下面还要详细说明的那样。如上已经阐明，第一感振质量60也可以构造为具有至少两个梳齿的梳并且第二感振质量52可以构造为具有两个或更多梳齿的梳。在该情况下，配对电极66a、66b、68a和 68b可以相应地与四个电极的构造和布置相适配。有利地，具有电容ClA和C2B的电容器这样地相互接线，使得电容ClA和C2B的第一和C1A+C2B被计算。相应地，具有电容ClB和C2A的电容器也可以这样地相互接线，使得电容ClB和C2A的第二和C1B+C2A是可计算的。此外有利的是，加速度传感器的电子装置被这样地设计，使得由第一和C1A+C2B和第二和C1B+C2A求得差Ages，其中，(公式 1) Δ ges = (C1A+C2B) - (C1B+C2A)加速度传感器所经受的加速度可以在这种情况下被分析装置根据该差确定。 因为用于在考虑该差△㈣的条件下确定加速度的可能性已由现有技术公开，所以在这里不再对此说明。图5示出图4A至4C的加速度传感器的横截面，用以展示它的工作方式。如果加速度传感器经受一个具有加速度分量69的加速度，该加速度分量垂直于基本衬底58并且在一个从基本衬底58向着两个感振质量50和52指向的方向上(在正的 ζ方向上)延伸，则两个构成为摆杆的感振质量50和52由于其彼此相反的、非对称的质量分布而在相反指向的旋转方向70和72上从其初始位置围绕(未绘出的)旋转轴线运动。 也就是说，在这样的加速度分量69时位于旋转轴线的不同侧的较重的分质量50a和52b接近基本衬底58。较轻的分质量50b和5 运动远离基本衬底58。两个感振质量50和52 因此执行相应的旋转运动。当两个感振质量50和52围绕不同的旋转轴线可运动地被支承时，在以上段落中描述的加速度传感器的工作方式显然也得到保证。两个感振质量50和52的在相反的旋转方向70和72上的旋转运动引起加速度传感器的四个电容器的电容CIA、C1B、C2A和C2B的信号Ages改变。因此，根据信号Δ ges允许确定与加速度分量69相应的值。垂直于基本衬底58且在一个从两个感振质量50和52向着基本衬底58指向的方向上(在负的ζ方向上)延伸的加速度分量以相似的方式引起信号的改变。因此，在这里描述的加速度传感器也可以对于在负的ζ方向上的加速度分量确定一个参量。
图6示出在加速度传感器上施加机械应力时图4A至4C的加速度传感器的横截在图6中一个机械应力作用在加速度传感器上，基本衬底58通过该机械应力沿着 Y轴非对称地弯曲。由于基本衬底58沿着y轴的该非对称弯曲，例如在第一电极与第一配对电极66a之间的距离以及在第三电极与第三配对电极68a之间的距离改变。相应地，基本衬底58的非对称弯曲引起电容ClA和C2A的改变。尤其是在第一电极和第三电极的面积相同以及第一配对电极和第三配对电极68a 的面积相同时，确保了电容ClA和C2A分别以相同的差电容Δ。改变。第一和第三电容器的电容ClA和C2A因此由在出现机械应力之前的无应力的初始电容ClAO和C2A0和差电容 Δ。组成，其中(公式 2) ClA = ClAO+Δ c 禾口(公式 2) C2A = C2A0+ Δ c根据上述方式计算出的第一和C1A+C2B和第二和C1B+C2A同样以差电容Ac变化， 其中(公式 4) C1A+C2B = ClAO+ Δ c+C2B0 禾口(公式 δ) C1B+C2A = C1B0+C2A0+ Δ c但是在计算差Δ ges时差电容△。重新不参加。(公式 6) Ages= (C1A+C2B)-(C1B+C2A) = (C1A0+C2B0) - (C1B0+C2A0)基本衬底58沿着y轴的弯曲因此不引起差Ages的改变。以该方式保证，基本衬底58沿着y轴的对对称弯曲对由加速度传感器求得的在ζ方向上的加速度分量没有影响。因为基本衬底58的非对称弯曲不导致两个感振质量50和52的相应的旋转运动， 所以它也不引起差△㈣的改变。这由此抑制了，由于基本衬底58的非对称弯曲而将加速度传感器的一个未出现的加速度作为错误测量值输出。在图4C的实施例中，配对电极66a、66b、68a和68b (以及电极)的分段化在χ方向上实施。以该方式可以完全补偿如上所述基本衬底58沿着y轴的非对称弯曲。沿着χ 轴的非对称弯曲通过在X方向上的三次分段化同样在其作用上受到强烈限制。在此明确地指出，在以上段落中描述的加速度传感器的实施方式不限于在χ方向上分段化。视壳体影响而定，也能够被证明有利的是，在y方向上或在任意其它专门针对壳体适配的方向上执行分段化。有利地，用于两个摆杆的弹簧M的悬挂装置对称地构造，以便改进衬底弯曲的可靠补偿。此外，这些弹簧M可以在它们的在至少一个锚定装置56上的耦接方面类似地构成。这附加地改善了对衬底弯曲的补偿。根据接下来的图阐述如何通过增加的分段化也可进一步限制沿着χ轴的非对称弯曲的影响。作为增加分段化的例子，上面已经提到了具有一个构造为具有至少两个梳齿的梳的第一感振质量50和一个构造为具有两个或更多梳齿的梳的第二感振质量52的加速度传感器。同样可以视摆杆悬挂装置的面积需要求和特性而定被证明有利的是，替代双摆杆使用一个多倍摆杆。多倍摆杆的一个例子根据以下段落来描述。
图7A和7B示出用于展示加速度传感器的第二实施方式的俯视图。在图7A和7B中示意地示出的加速度传感器的两个感振质量80和82通过已经描述的弹簧M通过牢固地固定在(未示出的)基本衬底上的锚固装置56可围绕旋转轴线旋转地被支承。旋转轴线将第一感振质量80分成第一分质量80a和第二分质量80b以及将第二感振质量82分成第三分质量8 和第四分质量82b。在此，第一分质量80a和第三分质量8 设置在旋转轴线的第一侧，而第二分质量80b和第四分质量82b设置在旋转轴线的第二侧。在所示的实施例中，第一感振质量80的第二分质量80b具有三个从旋转轴线指离的端部区段84，它们伸入到由第四分质量82b撑开的中间空间86中。尤其地，两个感振质量80和82可以这样地相对彼此构造，使得第二分质量80b的侧面被第四分质量82b的限定整个内部空间的内表面和旋转轴线框住。人们也可以将这描述为，第二分质量80b包括一个具有一个连接件和三个梳齿的第一梳形区段，并且第四分质量82b包括一个具有一个连接件和四个梳齿的第二梳形区段。第一梳形区段的平行于y轴定向的三个梳齿伸入到第二梳形区段的四个平行于y轴延伸的梳齿的三个中间空间中。两个连接件平行于χ轴定向。第一分质量80a同样包括一个具有一个连接件和三个梳齿的第三梳形区段，其中，在第三梳形区段的中间梳齿上固定一个附加质量88。该附加质量88和连接件平行于χ 轴定向，而三个梳齿沿着y轴延伸。第三分质量8 具有两个梳形区段90，这两个梳形区段各具有一个连接件和两个梳齿。第一分质量80a的第三梳形区段的两个外梳齿分别伸入到第三分质量82a的两个另外的梳形区段90的两个梳齿的中间空间中。分质量80a、80b、8^i和82b的子单元根据以上描述的措施用作为电极。共同作用的配对电极92a、92b、9 和94b相对于基本衬底固定地设置。由电极和配对电极92a、92b、 9 和94b组成的电容器的接线对应于以上描述的例子。因为用于求得作用在加速度传感器上的加速度的电容器共同作用对于普通技术人员是显而易见的，所以在这里不再继续说明。由于电极和配对电极92a、92b、Ma和94b的增加的分段化，沿着χ轴的非对称弯曲的影响被附加地最小化。在这里描述的实施方式的一种扩展方案中，电极和配对电极 92a.92b.94a和94b的分段化的数量被附加地提高。在加速度传感器的上述的实施方式中，两个感振质量50和52或者80和82被构造为两个相互交叉的摆杆。但是在这里要指出的是，本发明不限于相互交叉的摆杆作为感振质量50和52或者80和82。替代地，感振质量50和52或者80和82也可以分开地且相互间隔间距离地设置。
权利要求
1.加速度传感器，包括壳体(58)；和第一感振质量(50，80)，它构造为不对称的第一摆杆并且通过至少一个第一弹簧(54) 这样地设置在所述壳体(58)中，使得所述第一感振质量(50，80)能相对于所述壳体(58) 围绕所述第一弹簧(54)的扭转轴线(60)调节；其特征在于，第二感振质量(52，82)，它构造为不对称的第二摆杆并且通过至少一个第二弹簧(54) 这样地设置在所述壳体(58)中，使得所述第二感振质量(52,8 能相对于所述壳体(58) 围绕所述第二弹簧(54)的扭转轴线(60)调节；和传感器和分析装置(66a，66b, 68a, 68b, 92a, 92b, 94a, 94b)，它被设计用于求得关于所述第一感振质量(50，80)和所述第二感振质量(52,8 相对于所述壳体(58)的相应的旋转运动的信息以及在考虑所求得的信息的条件下确定关于所述加速度传感器的加速度 (69)的加速度信息。
2.根据权利要求1所述的加速度传感器，其中，所述第一弹簧(54)的扭转轴线(60) 将所述第一感振质量(50，80)分成在所述第一弹簧(54)的扭转轴线(60)的第一侧的第一分质量(50a，80a)和在所述第一弹簧(54)的扭转轴线(60)的第二侧的第二分质量(50b， 80b)，所述第二分质量比所述第一分质量(50a，80a)轻，并且所述第二弹簧(54)的扭转轴线(60)将所述第二感振质量(52,8 分成在所述第二弹簧(54)的扭转轴线(60)的第一侧的第三分质量(52a，82a)和在所述第二弹簧(54)的扭转轴线(60)的第二侧的第四分质量(52b，82b)，所述第四分质量比所述第三分质量(52a，82a)重。
3.根据权利要求1或2所述的加速度传感器，其中，所述第一感振质量(50，80)包括设置在所述第一弹簧(54)的扭转轴线(60)的第一侧的第一电极和设置在所述第一弹簧(54) 的扭转轴线(60)的第二侧的第二电极，所述第二感振质量(52,8 包括设置在所述第二弹簧(54)的扭转轴线(60)的第一侧的第三电极和设置在所述第二弹簧(54)的扭转轴线 (60)的第二侧的第四电极，并且所述传感器和分析装置(66a，66b, 68a, 68b, 92a, 92b, 94a, 94b)包括四个相对于所述壳体(58)固定地设置的配对电极(66a，66b，68a，68b，92a，92b， 94a,94b)。
4.根据权利要求3所述的加速度传感器，其中，所述传感器和分析装置(66a，66b，68a， 68b, 92a, 92b, 94a, 94b)这样地构成，使得在所述第一电极与所述四个配对电极(66a，66b， 68a，68b，92a，92b，94a，94b)中的所属的第一配对电极(66a，92a)之间的第一电容(ClA) 和在所述第四电极与所述四个配对电极(66a，66b, 68a, 68b, 92a, 92b, 94a, 94b)中的所属的第四配对电极(68b，94b)之间的第四电容(C2B)为了形成第一和而相互接线，并且在所述第二电极与所述四个配对电极(66a，66b，68a，68b，92a，92b，94a，94b)中的所属的第二配对电极(66b，92b)之间的第二电容(ClB)和在所述第三电极与所述四个配对电极(66a， 66b,68a,68b,92a,92b,94a,94b)中的所属的第三配对电极(68a，94a)之间的第三电容 (C2A)为了形成第二和而相互接线。
5.根据权利要求4所述的加速度传感器，其中，所述传感器和分析装置(66a，66b，68a， 68b,92a,92b,94a,94b)附加地被构造用于求得在所述第一和与所述第二和之间的差以及根据所求得的差确定关于所述加速度传感器的加速度(69)的加速度信息。
6.根据以上权利要求之一所述的加速度传感器，其中，所述第一弹簧(54)的扭转轴线 (60)位于所述第二弹簧(54)的扭转轴线(60)上。
7.根据以上权利要求之一所述的加速度传感器，其中，所述第一感振质量(50，80)和所述第二感振质量(52,8 被这样地构造并且在至少一个位置中这样地相对彼此设置，使得所述第一感振质量(50，80)的至少一个从所述第一弹簧(54)的扭转轴线(60)指离的端部区段(62，84)伸入到至少一个被所述第二感振质量(52，82)撑开的中间空间(64，86) 中。
8.根据权利要求7所述的加速度传感器，其中，所述第一感振质量(50，80)包括一个具有至少一个梳齿的第一梳形区段并且所述第二感振质量(52,8 包括一个具有至少两个梳齿的第二梳形区段，所述第一感振质量(50，80)在至少一个位置中这样地相对于所述第二感振质量(52，82)设置，使得所述第一梳形区段的所述至少一个梳齿伸入到所述第二梳形区段的所述至少两个梳齿的至少一个中间空间中。
9.根据权利要求8所述的加速度传感器，其中，所述第一感振质量(80)包括至少一个第三梳形区段并且所述第二感振质量(8 包括至少一个第四梳形区段(90)。
10.用于运行加速度传感器的方法，所述加速度传感器包括壳体(58)；第一感振质量 (50，80)，它构造为不对称的第一摆杆并且通过至少一个第一弹簧(54)这样地设置在所述壳体(58)中，使得所述第一感振质量(50，80)能相对于所述壳体(58)围绕所述第一弹簧 (54)的扭转轴线(60)调节；和第二感振质量(52，82)，它构造为不对称的第二摆杆并且通过至少一个第二弹簧(54)这样地设置在所述壳体(58)中，使得所述第二感振质量(52，82) 能相对于所述壳体(58)围绕所述第二弹簧(54)的扭转轴线阳0)调节，所述方法包括以下步骤求得关于所述第一感振质量(50，80)和所述第二感振质量(52,8 相对于所述壳体 (58)的相应的旋转运动的信息；和在考虑所求得的信息的条件下确定关于所述加速度传感器的加速度(69)的加速度信肩、ο
全文摘要
本发明涉及一种加速度传感器，包括壳体(58)；第一感振质量(50)，它构造为不对称的第一摆杆并且通过至少一个第一弹簧(54)设置在所述壳体(58)中；第二感振质量(52)，它构造为不对称的第二摆杆并且通过至少一个第二弹簧(54)设置在所述壳体(58)中；和传感器和分析装置(66a，66b，68a，68b)，它被设计用于求得关于所述第一感振质量(50)和所述第二感振质量(52)相对于所述壳体(58)的相应的旋转运动的信息以及在考虑所求得的信息的条件下确定关于所述加速度传感器的加速度(69)的加速度信息。本发明还涉及一种用于运行加速度传感器的方法。这些摆杆在存在加速度时执行相反的旋转运动。信号的差动分析允许测量信号不受可能的干扰信号影响。
文档编号G01P15/125GK102308223SQ200980156200
公开日2012年1月4日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年2月4日
发明者H·埃梅里希, J·赖因穆特 申请人:罗伯特·博世有限公司