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Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung mit mindestens einer seismischen Masse.
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Stand der Technik
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In der
DE 10 2008 042 369 A1 sind Koppelstrukturen für Drehratensensorvorrichtung und damit ausgestattete Drehratensensorvorrichtung beschrieben. Die in der
DE 10 2008 042 369 A1 beschriebenen Drehratensensorvorrichtungen zum Erfassen einer Rotation eines Körpers sowohl um eine erste Rotationsachse als auch um eine zweite Rotationsachse haben zumindest eine in eine harmonische Schwingung mit einer Frequenz entlang einer ersten Raumrichtung versetzbare erste seismische Masse und eine in eine harmonische Schwingung mit der gleichen Frequenz entlang einer zweiten Raumrichtung versetzbare zweite seismische Masse. Die Drehratensensorvorrichtungen der
DE 10 2008 042 369 A1 zum Erfassen einer Rotation des Körpers in alle drei Raumrichtungen haben mindestens drei seismische Massen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung mit einer seismischen Masse mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Reduzierung einer Anzahl der an einer Sensorvorrichtung benötigten seismischen Massen. Beispielsweise kann mittels der vorliegenden Erfindung eine Sensorvorrichtung mit drei sensitiven Achsen realisiert werden, welche höchstens zwei seismische Massen, insbesondere nur eine seismische Masse, hat. Speziell kann mittels der vorliegenden Erfindung eine Drehratensensorvorrichtung realisiert werden, welche höchstens zwei seismische Massen, insbesondere nur eine seismische Masse, hat, und mittels welcher trotzdem Drehraten eines rotierbaren Körpers um alle drei Raumrichtungen messbar sind. Mittels der Erfindung ist eine deshalb Minimierung der Sensorvorrichtung möglich. Außerdem kann bei einer Nutzung der vorliegenden Erfindung die Sensorvorrichtung leichter ausgebildet werden. Die mittels der vorliegenden Erfindung realisierbare Minimierung der Sensorvorrichtung erleichtert deren Anordnung in einer Messposition. Außerdem kann die kleiner und leichter ausgebildete Sensorvorrichtung einfacher an einem Körper angebracht werden, bei welchem ein Nachweisen oder Messen seiner Rotationsbewegung gewünscht ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Sensorvorrichtung noch mindestens eine zweite seismische Masse, wobei mittels der Betreibereinrichtung die zweite seismische Masse derart in eine Schwingbewegung versetzbar ist, dass eine Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse auf die erste Raumrichtung asymmetrisch zu der ersten harmonischen Schwingung der ersten seismischen Masse und gleichzeitig eine Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse auf die zweite Raumrichtung asymmetrisch zu der zweiten harmonischen Schwingung der ersten seismischen Masse sind. Unter einer asymmetrischen Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse kann verstanden werden, dass die Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse auf die erste Raumrichtung um einen Phasenwinkel von 180° phasenverschoben, bzw. gegenphasig, zu der ersten harmonischen Schwingung der ersten seismischen Masse ist, während gleichzeitig die Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse auf die zweite Raumrichtung um einen Phasenwinkel von 180° phasenverschoben, bzw. gegenphasig, zu der zweiten harmonischen Schwingung der ersten seismischen Masse ist. Eine derartige Asymmetrie der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse gegenüber der Schwingbewegung der ersten seismischen Masse erleichtert eine mittels der Betreibereinrichtung ausführbare Signalauswertung und ermöglicht ein automatisches Herausfiltern von Fehlern.
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Beispielsweise kann die erste seismische Masse über zumindest eine Koppelstruktur mit der zweiten seismischen Masse verbunden sein. Es wird darauf hingewiesen, dass speziell die in der
DE 10 2008 042 369 A1 beschriebenen Koppelstrukturen zum Verbinden der beiden seismischen Massen einsetzbar sind. Die Ausbildbarkeit der zumindest einen Koppelstruktur ist jedoch nicht auf diese Koppelstrukturen beschränkt.
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Vorzugsweise ist die Betreibereinrichtung dazu ausgelegt, mindestens eine erste Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse mit der ersten Frequenz entlang einer geneigt zu der ersten Raumrichtung und der zweiten Raumrichtung ausgerichteten dritten Raumrichtung und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse mit der ersten Frequenz entlang der dritten Raumrichtung zu ermitteln und unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen ersten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung der Sensorvorrichtung um die zweite Raumrichtung oder bezüglich einer entlang der zweiten Raumrichtung ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festzulegen und auszugeben. Damit ist an der Sensorvorrichtung eine sensitive Achse entlang der zweiten Raumrichtung realisiert, bezüglich welcher beispielsweise eine Drehrate, eine Winkelgeschwindigkeit, eine Drehgeschwindigkeit, eine Drehstärke, eine Drehkraft und/oder eine Magnetfeldstärke festlegbar sind.
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Zum Betrieb als Magnetfeld-Sensor wird die Seismische Masse mittels stromführenden Leitungen periodisch bestromt. Die Richtung des Stromflusses entspricht hierbei den Achsen der mechanischen Anregung.
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Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann die Betreibereinrichtung auch dazu ausgelegt sein, mindestens eine zweite Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse mit der zweiten Frequenz entlang der geneigt zu der ersten Raumrichtung und der zweiten Raumrichtung ausgerichteten dritten Raumrichtung und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse mit der zweiten Frequenz entlang der dritten Raumrichtung zu ermitteln und unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen zweiten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung der Sensorvorrichtung um die erste Raumrichtung oder bezüglich einer entlang der ersten Raumrichtung ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festzulegen und auszugeben. Speziell für die vorausgehend aufgezählten Werte ist damit auch noch eine weitere sensitive Achse an der Sensorvorrichtung realisiert.
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Ebenso kann die Betreibereinrichtung auch dazu ausgelegt sein, mindestens eine dritte Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse mit der ersten Frequenz entlang der zweiten Raumrichtung, einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse mit der zweiten Frequenz entlang der ersten Raumrichtung, einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse mit der ersten Frequenz entlang der zweiten Raumrichtung und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse mit der zweiten Frequenz entlang der ersten Raumrichtung zu ermitteln und unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen dritten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung der Sensorvorrichtung um die geneigt zu der ersten Raumrichtung und der zweiten Raumrichtung ausgerichtete dritte Raumrichtung oder bezüglich einer entlang der dritten Raumrichtung ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festzulegen und auszugeben. Damit ist auch eine dritte sensitive Achse an der Sensorvorrichtung realisierbar, welche geneigt (vorzugsweise senkrecht) zu einer von der ersten Raumrichtung und der zweiten Raumrichtung aufgespannten Ebene ausgerichtet ist. Trotz der Verwendung von höchstens zwei seismischen Massen, insbesondere von nur einer seismischen Masse, ist somit eine Sensorvorrichtung mit drei sensitiven Achsen realisiert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Betreibereinrichtung mindestens eine in der ersten Raumrichtung beabstandet an der ersten seismischen Masse und/oder an der zweiten seismischen Masse angeordnete Elektrode, mindestens eine in der zweiten Raumrichtung beabstandet an der ersten seismischen Masse und/oder an der zweiten seismischen Masse angeordnete Klappenelektrode und/oder mindestens eine in der dritten Raumrichtung beabstandet an der ersten seismischen Masse und/oder an der zweiten seismischen Masse angeordnete Elektrode. Die mindestens eine Elektrode kann in diesem Fall sowohl für das Versetzen der ersten seismischen Masse und/oder der zweiten seismischen Masse in die gewünschte Schwingbewegung als auch für das Ermitteln der oben definierten mindestens einen ersten Größe, zweiten Größe und/oder dritten Größe eingesetzt werden. Damit kann die Betreibereinrichtung mit einem multifunktionellen, kostengünstigen und einfach herstellbaren Bauteil ausgestattet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform zum Betrieb als Magnetfeld-Sensor sind die stromführenden Leitungen über die Aufhängungsfedern der Seismischen Massen geführt.
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Bevorzugter Weise umfasst die Sensorvorrichtung nur die erste seismische Masse und die zweite seismische Masse als seismische Massen. Die Sensorvorrichtung ist damit vergleichsweise klein und leicht ausbildbar.
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Vorteilhafterweise kann die Sensorvorrichtung ein Drehratensensorbauteil, ein Drehratensensor, ein Bauteil für einen Lorentzkraft-basierten Magnetfeldsensor oder ein Lorentzkraft-basierter Magnetfeldsensor sein. Somit kann die vorteilhafte Sensorvorrichtung für eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten ausgebildet werden.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einem Ausführen eines entsprechenden Verfahrens zum Betreiben einer Sensorvorrichtung mit mindestens einer seismischen Masse gewährleistet. Das Verfahren ist entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsformen der Sensorvorrichtung weiterbildbar.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung;
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2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung;
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3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Sensorvorrichtung;
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4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Sensorvorrichtung;
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5 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der Sensorvorrichtung; und
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6 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Sensorvorrichtung mit mindestens einer seismischen Masse.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
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Die in 1 schematisch dargestellte Sensorvorrichtung hat nur eine seismische Masse 10. Unter der seismischen Masse 10 kann eine Masse verstanden werden, welche über mindestens eine (nicht skizzierte) Feder und/oder über mindestens eine (nicht dargestellte) Koppelstruktur derart mit einer (ortsfesten) Halterung 12 verbunden ist, dass die seismische Masse in Bezug zu der Halterung 12 verstellbar ist.
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Außerdem hat die Sensorvorrichtung eine Betreibereinrichtung 14, mittels welcher die seismische Masse 10 in eine Schwingbewegung versetzbar ist. Das Versetzen der seismischen Masse 10 in ihre Schwingbewegung ist mittels der Betreibereinrichtung 14 derart ausführbar, dass eine Projektion der Schwingbewegung der seismischen Masse 10 auf eine erste Raumrichtung/Raumachse 16a eine erste harmonische Schwingung der seismischen Masse 10 mit einer ersten Frequenz f1 entlang der ersten Raumrichtung 16a ist und gleichzeitig eine Projektion der Schwingbewegung der seismischen Masse 10 auf eine zweite Raumrichtung/Raumachse 16b eine zweite harmonische Schwingung der seismischen Masse 10 mit einer zweiten Frequenz f2 entlang der zweiten Raumrichtung 16b ist. Die zweite Frequenz f2 ist ungleich der ersten Frequenz f1. Außerdem ist die zweite Raumrichtung 16b geneigt zu der ersten Raumrichtung 16a ausgerichtet.
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Insbesondere können die erste Raumrichtung 16a und die zweite Raumrichtung 16b senkrecht zueinander ausgerichtet sein.
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In 1 ist die Schwingbewegung der seismischen Masse 10 mittels der Pfeile 18 bildlich wiedergegeben. Die seismische Masse 10 ist vorzugsweise auch so mit der Halterung 10 verbunden, dass die seismische Masse 10 aus ihrer Schwingbewegung in Bezug zu der Halterung auch entlang einer geneigt zu der ersten Raumrichtung 16a und der zweiten Raumrichtung 16b ausgerichteten dritten Raumrichtung 16c verstellbar ist. Die dritte Raumrichtung/Raumachse 16c kann insbesondere senkrecht zu einer von den Raumrichtungen 16a und 16b aufgespannten Ebene, senkrecht zu der ersten Raumrichtung 16a und/oder senkrecht zu der zweiten Raumrichtung 16b ausgerichtet sein.
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Obwohl die Sensorvorrichtung der 1 nur die eine seismische Masse 10 hat, kann mittels einer entsprechenden Auslegung der Betreibereinrichtung 14 mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung der Sensorvorrichtung (bzw. des damit untersuchten rotierbaren Körpers) oder bezüglich einer Magnetfeldstärke eines (nicht dargestellten) Magnetfelds für mindestens zwei sensitive Achsen/Raumrichtungen 16a, 16b und 16c, insbesondere für drei sensitive Achsen/ Raumrichtungen 16a, 16b und 16c festgelegt werden. (Dies wird unten genauer ausgeführt.) Die mindestens eine mittels der Betreibereinrichtung 14 ausgebbare Information kann beispielsweise eine Drehrate, eine Winkelgeschwindigkeit, eine Drehgeschwindigkeit, eine Drehstärke, eine Drehkraft und/oder eine Magnetfeldstärke sein. Die hier aufgezählten Beispiele für die mittels der Betreibereinrichtung 14 festlegbare Information sind jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.
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Die Sensorvorrichtung der 1 kann die gleichen Funktionen erfüllen wie Drehratensensoren gemäß dem Stand der Technik mit mindestens zwei harmonisch schwingenden Schwingmassen oder herkömmliche Magnetometer, ausgestattet mit mindestens zwei harmonisch schwingenden Schwingmassen. Insbesondere kann mittels der gleichzeitigen Anregbarkeit der seismischen Masse 10 zu der ersten harmonischen Schwingung (mit der ersten Frequenz f1 entlang der ersten Raumrichtung 16a) und zu der zweiten harmonischen Schwingung (mit der zweiten Frequenz f2 entlang der zweiten Raumrichtung 16b) mindestens noch eine herkömmlicher Weise mitbenötigte harmonisch schwingende Schwingmasse eingespart werden. Man kann dies auch so umschreiben, dass die gleichzeitig mit der ersten harmonischen Schwingung bewirkbare zweite harmonische Schwingung der (gleichen) seismischen Masse 10 eine Multifunktionalität der seismischen Masse 10 realisiert, welche mindestens eine herkömmlicher Weise zusätzlich benötigte Schwingmasse überflüssig macht. Deshalb kann die Sensorvorrichtung der 1 trotz ihrer Vielseitigkeit klein und leicht ausgebildet werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
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Die in 2 schematisch dargestellte Sensorvorrichtung hat eine seismische Masse 10, welche über vier Schlaufenfedern 20 mit der Halterung 12 verbunden ist. Beispielhaft weist die seismische Masse 10 eine quaderförmige Grundstruktur auf, wobei sich von jeder senkrecht zu der Halterung 12 verlaufenden Kante je eine Schlaufenfeder 22 zu einem Verankerungsbereich 22 an der Halterung 12 erstreckt. Mittels der Schlaufenfedern 20 ist die vorteilhafte Verstellbarkeit der seismischen Masse 10 wahlweise entlang der ersten Raumrichtung 16a, entlang der zweiten Raumrichtung 16b und entlang der dritten Raumrichtung 16c gewährleistet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die in 2 wiedergegebene Anbindung der seismischen Masse 10 an die Halterung 12 über die vier Schlaufenfedern 20 lediglich beispielhaft zu interpretieren ist. Anstelle oder als Ergänzung zu den Schlaufenfedern 20 kann die seismische Masse 10 auch über einen anderen Federtyp mit der Halterung 12 verbunden sein.
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Die Sensorvorrichtung 10 der 2 weist ebenfalls die Betreibervorrichtung 14 auf, mittels welcher die seismische Masse 10 in die mittels der Pfeile 18 wiedergegebene Schwingbewegung versetzbar ist. Auch die in der 2 dargestellte seismische Masse 10 kann so zu der Schwingbewegung angeregt werden, dass die seismische Masse 10 mit der ersten Frequenz f1 harmonisch entlang der ersten Raumrichtung 16a und mit der zweiten Frequenz f2 harmonisch entlang der zweiten Raumrichtung 16b schwingt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
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Die Sensorvorrichtung der 3 umfasst zusätzlich zu einer ersten seismischen Masse 10a, welche mittels der Betreibereinrichtung 14 in die mittels der Pfeile 18 bildlich wiedergegebene Schwingbewegung versetzbar ist, noch eine zweite seismische Masse 10b. Auch unter der zweiten seismischen Masse 10b kann eine Masse verstanden werden, welche über mindestens eine (nicht skizzierte) Feder und/oder mindestens eine (nicht dargestellte) Koppelstruktur verstellbar mit der Halterung 12 verbunden ist. Die zweite seismische Masse 10b ist mittels der Betreibereinrichtung 14 derart in eine mittels der Pfeile 24 wiedergegebene Schwingbewegung versetzbar, dass eine Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse 10b auf die erste Raumrichtung 16a asymmetrisch zu der ersten harmonischen Schwingung der ersten seismischen Masse 10a und gleichzeitig eine Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse 10b auf die zweite Raumrichtung 16b asymmetrisch zu der zweiten harmonischen Schwingung der ersten seismischen Masse 10a sind. Die in die mittels der Pfeile 24 wiedergegebene Schwingbewegung versetzte zweite seismische Masse 10b schwingt somit harmonisch mit der ersten Frequenz f1 entlang der ersten Raumrichtung 16a und harmonisch mit der zweiten Frequenz f2 entlang der zweiten Raumrichtung 16b. Außerdem ist die Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse 10b auf die erste Raumrichtung 16a um 180° phasenverschoben zu der ersten harmonischen Schwingung der ersten seismischen Masse 10a, während gleichzeitig die Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismischen Masse 10b auf die zweite Raumrichtung 16b um 180° phasenverschoben zu der zweiten harmonischen Schwingung der ersten seismischen Masse 10a ist. Man kann die Asymmetrie der mittels der Pfeile 18 und 24 bildlich wiedergegebenen Schwingbewegungen der seismischen Masse 10a und 10b zueinander auch als ein gegenphasiges harmonisches Schwingen umschreiben.
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Die Asymmetrie der Schwingbewegungen der seismischen Massen 10a und 10b erleichtert eine Signalauswertung zum Festlegen der mindestens einen mittels der Sensorvorrichtung ausgebbaren Information. Außerdem realisiert die Asymmetrie der Schwingbewegungen der seismischen Massen 10a und 10b eine automatische Herausfilterung von Fehlersignalen. Da Beispiele dazu aus dem Stand der Technik bereits bekannt sind, wird hier nicht genauer darauf eingegangen.
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Vorzugsweise ist die erste seismische Masse
10a über zumindest eine Koppelstruktur
26 mit der zweiten seismischen Masse
10b verbunden. Mittels der Koppelstruktur
26 kann die gewünschte Asymmetrie der Schwingbewegungen der seismischen Massen
10a und
10b leicht bewerkstelligt werden. Beispielsweise können die in der
DE 10 2008 042 369 A1 beschriebenen Koppelstrukturen zum Verbinden der seismischen Massen
10a und
10b eingesetzt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Anbindbarkeit der seismischen Massen
10a und
10b nicht auf die Verwendung einer dieser Koppelstrukturen limitiert ist.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
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Bei der Sensorvorrichtung der 4 ist jede der seismischen Massen 10a und 10b über je vier Schlaufenfedern 20 mit der Halterung 12 verbunden. Außerdem sind die seismischen Massen 10a und 10b über eine Koppelstruktur 26 miteinander verbunden, welche spiegelsymmetrisch bezüglich einer mittig zwischen den seismischen Massen 10a und 10b verlaufenden ersten Symmetrieachse 28 und spiegelsymmetrisch bezüglich einer die seismischen Massen 10a und 10b mittig schneidenden zweiten Symmetrieachse 30 ausgebildet ist. Von jeder seismischen Masse 10a und 10b erstreckt sich ein erster Stegabschnitt 32 entlang der zweiten Symmetrieachse 30, welcher an einem Kranz aus acht Biegefedern 34 der Koppelstruktur 26 angebunden ist. Außerdem ist der Kranz aus den acht Biegefedern 34 mit der Halterung 12 über zwei zweite Stegabschnitte 36 verbunden, welche sich entlang der ersten Symmetrieachse 28 zu je einem Verankerungsbereich 38 an der Halterung 12 erstrecken. Auf jeder Seite jedes Stegabschnitts 32 und 36 ist je eine Biegefeder 34 angebunden, wobei jeder der an die ersten Stegabschnitte 32 angebundenen Biegefedern 34 mit einer der an die zweiten Stegabschnitte 36 angebundenen Biegefedern 34 verbunden ist. Jede Biegefeder ist U-förmig. Die Enden aller U-förmigen Biegefedern zeigen in das Innere des Kranzes. Die an die ersten Stegabschnitte 32 angebundenen Biegefedern 34 sind mittels einer vergleichsweise geringen Kraft entlang der ersten Symmetrieachse 28 expandierbar. Entsprechend sind auch die an die zweiten Stegbereiche 36 angebundenen Biegefedern 34 mittels einer vergleichsweise kleinen Kraft entlang der zweiten Symmetrieachse 30 expandierbar. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass nicht nur die in 4 dargestellte Koppelvorrichtung 26 die gewünschte Asymmetrie der Schwingbewegungen der seismischen Massen 10a und 10b sicherstellt.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
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Bei der Ausführungsform der 5 umfasst die Betreibereinrichtung 14 zwei erste Elektroden 40a und zwei zweite Elektroden 40b, wobei eine der ersten Elektroden 40a und eine der zweiten Elektroden 40b in der ersten Raumrichtung 16a beabstandet an der ersten seismischen Masse 10a angeordnet sind und eine andere der ersten Elektroden 40a und eine andere der zweiten Elektroden 40b in der ersten Raumrichtung 16a beabstandet an der zweiten seismischen Masse 10b angeordnet sind. Die ersten Elektroden 40a liegen jeweils auf einer von der Koppelstruktur 26 abgewandten Seite der seismischen Massen 10a und 10b. Jede der zweiten Elektroden 40b liegt zwischen der zugeordneten seismischen Masse 10a oder 10b und der Koppelstruktur 26. Die ersten und zweiten Elektroden 40a und 40b sind vorzugsweise als Plattenelektroden 40a und 40b ausgebildet. Bevorzugter Weise sind die ersten und zweiten Elektroden 40a und 40b als Plattenelektroden 40a und 40b parallel zu der zweiten Raumrichtung 16b und/oder der (nicht skizzierten) ersten Symmetrieachse 28 der Koppelstruktur 26 ausgerichtet.
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Ergänzend hat die Betreibereinrichtung 14 zwei dritte Elektroden 40c und zwei vierte Plattenelektrioden 40d, wobei eine der dritten Elektroden 40c und eine der vierten Elektroden 40d in der zweiten Raumrichtung 16b beabstandet an der ersten seismischen Masse 10a angeordnet sind und eine andere der dritten Elektroden 40c und eine andere der vierten Elektroden 40d in der zweiten Raumrichtung 16b beabstandet an der zweiten seismischen Masse 10b angeordnet sind. Die dritten Elektroden 40c sind so positioniert, dass die seismischen Massen 10a und 10b gleichzeitig auf die jeweils zugeordnete dritte Elektrode 40c zu schwingen oder gleichzeitig von der jeweils zugeordneten dritten Elektrode 40c weg schwingen. Man kann dies auch so umschreiben, dass die zwei dritten Elektroden 40c asymmetrisch zueinander liegen. Auch die vierten Elektroden 40d können derart asymmetrisch zueinander an der Sensorvorrichtung angeordnet sein, dass die seismischen Massen 10a und 10b gleichzeitig auf die jeweils zugeordnete vierte Elektrode 40d zu schwingen oder gleichzeitig von der jeweils zugeordneten vierten Elektrode 40d weg schwingen. Auch die dritten und vierten Elektroden 40c und 40d können Plattenelektroden 40c und 40d sein. Die dritten und vierten Elektroden 40c und 40d sind als Plattenelektroden 40c und 40d vorzugsweise parallel zu der ersten Raumrichtung 16a und/oder der (nicht skizzierten) zweiten Symmetrieachse 30 der Koppelstruktur 26 ausgerichtet.
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Des Weiteren hat die Betreibereinrichtung 14 zwei fünfte Elektroden 40e und zwei sechste Elektroden 40f, wobei eine der fünften Elektroden 40e und eine der sechsten Elektroden 40f in der dritten Raumrichtung 16c beabstandet an der ersten seismischen Masse 10a angeordnet sind und eine andere der fünften Elektroden 40e und eine andere der sechsten Elektroden 40f in der dritten Raumrichtung 16c beabstandet an der zweiten seismischen Masse 10b angeordnet sind. Auch die fünften Elektroden 40e können so positioniert sein, dass die seismischen Massen 10a und 10b gleichzeitig auf die jeweils zugeordnete fünfte Elektrode 40e zu schwingen oder gleichzeitig von der jeweils zugeordneten fünften Elektrode 40e weg schwingen. Auch die sechsten Elektroden 40f können derart angeordnet sein, dass die seismischen Massen 10a und 10b gleichzeitig auf die jeweils zugeordnete sechste Elektrode 40f zu schwingen oder gleichzeitig von der jeweils zugeordneten sechsten Elektrode 40f weg schwingen. Die fünften und sechsten Elektroden 40e und 40f können Plattenelektroden 40e und 40f sein. Bevorzugter Weise sind in diesem Fall die fünften und sechsten Elektroden 40e und 40f parallel zu einer von den Raumrichtungen 16a und 16b (bzw. den Symmetrieachsen 28 und 30) aufgespannten Ebene und/oder senkrecht zu der dritten Raumrichtung 16c ausgerichtet.
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Jede der Elektroden 40a bis 40f realisiert zusammen mit der benachbarten seismischen Masse 10a oder 10b als Gegenelektrode einen kapazitiven Plattenkondensator. Die Elektroden 40a bis 40d können sowohl zum Antrieb der seismischen Massen 10a und 10b in ihre gewünschten Schwingbewegungen als auch zum Ermitteln/Detektieren von Auslenkbewegungen einer seismischen Masse 10a und 10b (zusätzlich zu den Schwingbewegungen) aufgrund einer Corioliskraft oder einer Lorentzkraft eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Betreibereinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, die Elektroden 40a bis 40d getaktet zum Antrieb oder zum Ermitteln/Detektieren einzusetzen. Während eines wiederholt durchgeführten ersten Takts kann die Betreibereinrichtung 14 an die ersten und/oder zweiten Elektroden 40a und 40b eine mit der ersten Frequenz f1 variierende Spannung zum Anregen der ersten harmonischen Schwingung der seismischen Masse 10a und 10b und an die dritten und/oder vierten Elektroden 40c und 40d eine mit der zweiten Frequenz f2 variierende Spannung zum Anregen der zweiten harmonischen Schwingung der seismischen Masse 10a und 10b anlegen. In einem jeweils zwischen zwei ersten Takten ausgeführten zweiten Takt kann die Betreibereinrichtung 14 die jeweils an den Kondensatoren der Elektroden 40a bis 40d vorliegenden Spannungen und/oder Kapazitäten ermitteln. Mittels der ersten und/oder zweiten Elektroden 40a und 40b können Auslenkbewegungen der seismischen Massen 10a und 10b entlang der ersten Raumrichtung 16a ermittelt werden. Anhand der dritten und/oder vierten Elektroden 40c und 40d sind Auslenkbewegungen der seismischen Massen 10a und 10b entlang der zweiten Raumrichtung 16b erkennbar. Als Alternative zur getakteten Nutzung der Elektroden 40a bis 40d als Antrieb- und Detektionselektroden mittels eines Multiplexbetriebs können weitere Elektroden an der Sensorvorrichtung ausgebildet sein. Die Elektroden 40e und 40f können zum Nachweisen/Detektieren von Auslenkbewegungen der seismischen Massen 10a und 10b entlang der dritten Raumrichtung 16c genutzt werden.
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Auch die Ausführungsformen der 1 bis 4 können mit Elektroden 40a bis 40f zum gleichzeitigen Mehrfrequenzantrieb und/oder zur Detektion der Auslenkbewegungen ausgestattet sein. Anstelle der als Plattenelektroden 40a bis 40f ausgebildeten Elektroden 40a bis 40f können alle oben beschriebenen Ausführungsformen jedoch auch mit einem anderen Elektrodentyp, wie z.B. Kammelektroden, ausgestattet sein. Auch magnetischen Aktoren und/oder Piezoaktoren können bei allen Ausführungsformen zum vorteilhaften gleichzeitigen Mehrfrequenzantrieb und/oder zur Ermittlung/Detektion der Auslenkbewegungen der seismischen Massen 10, 10a und 10b eingesetzt werden.
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In den Ausführungsformen der 1 bis 5 sind die Sensorvorrichtungen als Drehratensensorbauteile, bzw. Drehratensensoren ausgebildet. Jede der Sensorvorrichtungen ist aufgrund ihrer kleinen und leichten Herstellbarkeit auf einfache Weise so an einem rotierbaren Körper anordbar/befestigbar, dass die jeweilige Sensorvorrichtung bei einer Rotation des rotierbaren Körpers mitrotiert. Sofern der rotierbare Körper mit der angebrachten Sensorvorrichtung rotiert, bewirkt die Corioliskraft eine Auslenkbewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b senkrecht zur Antriebsbewegung und senkrecht zur Drehachse. Diese Auslenkbewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b kann mittels mindestens eines Messelements der Betreibereinrichtung 14 festgestellt/gemessen werden. Das mindestens eine Messelement der Betreibereinrichtung 14 kann z.B. ein kapazitives Messelement (insbesondere die Elektroden 40a bis 40f), ein piezoelektrisches Messelement, ein piezoresistives Messelement und/oder ein magnetisches Messelement sein. Anschließend kann die Betreibereinrichtung 14 mittels ihrer Elektronik die festgestellte/gemessene Auslenkbewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b auswerten und auf diese Weise eine Information bezüglich der erfolgten Drehbewegung der Sensorvorrichtung, bzw. des rotierbaren Körpers, festlegen und ausgeben. Beispielsweise kann die Betreibereinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, unter Berücksichtigung mindestens einer die Auslenkbewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b wiedergebenden Größe eine Drehrate, eine Drehgeschwindigkeit, eine Winkelgeschwindigkeit, eine Drehstärke und/oder eine Drehkraft festzulegen und auszugeben. Als die Information bezüglich der Drehbewegung der Sensorvorrichtung, bzw. des rotierbaren Körpers, kann auch lediglich ein Signal/Warnsignal ausgebbar sein, welches angibt, dass sich der rotierbare Körper gedreht hat.
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Basierend auf den oben beschriebenen Ausführungsformen ist jedoch auch ein Lorentzkraft-basierter Magnetfeldsensor realisierbar. Bei einem derartigen Lorentzkraft-basierten Magnetfeldsensor bewirkt ein Magnetfeld eine Lorentzkraft auf die mindestens eine bewegte seismische Masse 10, 10a und 10b, welche ebenfalls eine senkrecht zur Antriebsbewegung und zum Magnetfeld ausgerichtete Auslenkbewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b auslöst. Somit kann die Betreibereinrichtung 14 auch dazu ausgelegt sein, unter Berücksichtigung mindestens einer die Auslenkbewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b wiedergebenden Größe eine Information bezüglich einer Magnetfeldstärke des Magnetfelds festzulegen und auszugeben. Auch ein Signal/Warnsignal kann mittels der Betreibereinrichtung als Information bezüglich der Magnetfeldstärke des Magnetfelds ausgebbar sein. Alle oben beschriebenen Sensorvorrichtungen können deshalb auch (in einer evtl. abgeänderten Form) als Bauteile für Lorentzkraft-basierte Magnetfeldsensoren oder als Lorentzkraft-basierte Magnetfeldsensoren genutzt werden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass sowohl bei einem Drehratensensor als auch bei einem Lorentzkraft-basierten Magnetfeldsensor die Betreibereinrichtung 14 mit einer vergleichsweise einfachen und kostengünstigen Elektronik ausbildbar ist. Somit ist nicht nur aufgrund der Reduzierung der für die Sensorvorrichtungen benötigten seismischen Massen 10, 10a und 10b, sondern auch aufgrund der Möglichkeit eines Einsetzens einer einfach ausgebildeten Elektronik für die Betreibereinrichtung 14 eine sehr kompakte und flächeneffiziente Ausführung der oben beschriebenen Sensorvorrichtungen möglich.
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Bei allen Sensorvorrichtungen kann die Betreibereinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, mindestens eine erste Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse 10 oder 10a mit der ersten Frequenz f1 entlang der dritten Raumrichtung 16c und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse 10b mit der ersten Frequenz f1 entlang der dritten Raumrichtung 16c zu ermitteln. Anschließend können unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen ersten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung (bzw. des rotierbaren Körpers) um die zweite Raumrichtung 16b oder bezüglich einer entlang der zweiten Raumrichtung 16b ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festgelegt und ausgegeben werden. Während einer harmonischen Schwingung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b mit der ersten Frequenz f1 entlang der ersten Raumrichtung 16a bewirken eine Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung (bzw. des damit untersuchten rotierbaren Körpers) um die zweite Raumrichtung 16b oder ein Magnetfeld mit einer entlang der zweiten Raumrichtung 16b ausgerichteten Komponente (ungleich Null) eine entlang der dritten Raumrichtung 16c ausgerichteten Corioliskraft/Lorentzkraft (ungleich Null). Die entlang der dritten Raumrichtung 16c ausgerichtete Corioliskraft/Lorentzkraft (ungleich Null) löst eine periodische Auslenkung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b mit der ersten Frequenz f1 entlang der dritten Raumrichtung 16c (bzw. aus einer von den Raumrichtungen 16a und 16b aufgespannten Ebene heraus). Die Betreibereinrichtung 14 kann diesen physikalischen Sachverhalt nutzen.
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Ebenso kann die Betreibereinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, mindestens eine zweite Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse 10 oder 10a mit der zweiten Frequenz f2 entlang der dritten Raumrichtung 16c und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse 10b mit der zweiten Frequenz f2 entlang der dritten Raumrichtung 16c zu ermitteln und unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen zweiten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung um die erste Raumrichtung 16a oder bezüglich einer entlang der ersten Raumrichtung 16a ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festzulegen und auszugeben. Somit kann auch die Bewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b mit der zweiten Frequenz f2 entlang der zweiten Raumrichtung 16b, bei welcher eine Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung um die erste Raumrichtung 16a oder ein Magnetfeld mit einer entlang der ersten Raumrichtung 16a ausgerichteten Komponente (ungleich Null) eine entlang der dritten Raumrichtung 16c ausgerichtete Corioliskraft/Lorentzkraft (ungleich Null), bzw. eine periodische Auslenkung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b entlang der dritten Raumrichtung 16c/aus einer von den Raumrichtungen 16a und 16b aufgespannten Ebene heraus, bewirken, zum Ermitteln der Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung (bzw. des damit untersuchten rotierbaren Körpers) um die erste Raumrichtung 16a oder zum Ermitteln einer Magnetfeldstärke des Magnetfelds entlang der ersten Raumrichtung 16a genutzt werden.
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Als Alternative oder als Ergänzung zu den vorausgehend beschriebenen Ausbildungsmöglichkeiten kann die Betreibereinrichtung 14 auch dazu ausgelegt sein, mindestens eine dritte Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse 10 oder 10a mit der ersten Frequenz f1 entlang der zweiten Raumrichtung 16b, einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse 10 oder 10a mit der zweiten Frequenz f2 entlang der ersten Raumrichtung 16a, einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse 10b mit der ersten Frequenz f1 entlang der zweiten Raumrichtung 16b und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse 10b mit der zweiten Frequenz f2 entlang der ersten Raumrichtung 16a zu ermitteln. Gegebenenfalls ist die Betreibereinrichtung 14 vorzugsweise dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen dritten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung um die dritte Raumrichtung 16c oder bezüglich einer entlang der dritten Raumrichtung 16c ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festzulegen und auszugeben. Bei einer Schwingbewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b mit der ersten Frequenz f1 entlang der ersten Raumrichtung 16a lösen eine Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung (bzw. des damit untersuchten rotierbaren Körpers) um die dritte Raumrichtung 16c oder ein Magnetfeld mit einer entlang der dritten Raumrichtung 16c ausgerichteten Komponente (ungleich Null) eine periodische Auslenkung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b mit der ersten Frequenz f1 entlang der zweiten Raumrichtung 16b aus. Entsprechend bewirkt auch in dieser Situation das Schwingen der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b mit der zweiten Frequenz f2 entlang der zweiten Raumrichtung 16b eine entlang der ersten Raumrichtung 16a ausgerichtete Corioliskraft/Lorentzkraft, weshalb die mindestens eine seismischen Masse 10, 10a und 10b eine periodische Auslenkung mit der zweiten Frequenz f2 entlang der ersten Raumrichtung 16a ausführt. Auch dieser physikalische Sachverhalt ist mittels der Betreibereinrichtung 14 nutzbar.
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Zum Ermitteln der mindestens einen ersten Größe können bei der Ausführungsform der 5 beispielsweise eine Differenz einer zwischen der ersten seismischen Masse 10a und der benachbarten fünften Elektrode 40e vorliegende Kapazität von einer zwischen der zweiten seismischen Masse 10b und der benachbarten fünften Elektrode 40e vorliegende Kapazität als Differenzkapazitätssignal Ce und eine Differenz einer zwischen der ersten seismischen Masse 10a und der benachbarten sechsten Elektrode 40f vorliegende Kapazität von einer zwischen der zweiten seismischen Masse 10b und der benachbarten sechsten Elektrode 40f vorliegende Kapazität als Differenzkapazitätssignal Cf gemessen werden. Eine Demodulation einer Differenz der Differenzkapazitätssignale Ce und Cf mit der ersten Frequenz f1 kann anschließend als die mindestens eine erste Größe zu Festlegen der Information weiter ausgewertet werden. Als die mindestens eine zweite Größe kann eine Demodulation der Differenz der Differenzkapazitätssignale Ce und Cf mit der zweiten Frequenz f2 bestimmt werden. Zum Bestimmen der mindestens einen dritten Größe können bei der Ausführungsform der 5 beispielsweise eine Differenz einer zwischen der ersten seismischen Masse 10a und der benachbarten ersten Elektrode 40a vorliegende Kapazität von einer zwischen der zweiten seismischen Masse 10b und der benachbarten ersten Elektrode 40a vorliegende Kapazität als Differenzkapazitätssignal Ca und eine Differenz einer zwischen der ersten seismischen Masse 10a und der benachbarten zweiten Elektrode 40b vorliegende Kapazität von einer zwischen der zweiten seismischen Masse 10b und der benachbarten zweiten Elektrode 40b vorliegende Kapazität als Differenzkapazitätssignal Cb gemessen werden. Die mindestens eine dritte Größe kann anschließend über eine Demodulation einer Differenz der Differenzkapazitätssignale Ca und Cb mit der zweiten Frequenz f2 festgelegt werden. Als Alternative oder als Ergänzung können auch eine Differenz einer zwischen der ersten seismischen Masse 10a und der benachbarten dritten Elektrode 40c vorliegende Kapazität von einer zwischen der zweiten seismischen Masse 10b und der benachbarten dritten Elektrode 40c vorliegende Kapazität als Differenzkapazitätssignal Cc und eine Differenz einer zwischen der ersten seismischen Masse 10a und der benachbarten vierten Elektrode 40d vorliegende Kapazität von einer zwischen der zweiten seismischen Masse 10b und der benachbarten vierten Elektrode 40d vorliegende Kapazität als Differenzkapazitätssignal Cd bestimmt werden. Auch mittels einer Demodulation einer Differenz der Differenzkapazitätssignale Cc und Cd mit der ersten Frequenz f1 ist die mindestens eine dritte Größe festlegbar.
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Optionaler Weise können auch eine Demodulation der Differenz der Differenzkapazitätssignale Ca und Cb mit der ersten Frequenz f1 und/oder eine Demodulation der Differenz der Differenzkapazitätssignale Cc und Cd mit der zweiten Frequenz f2 bei der Ausführungsform der 5 zur Antriebsdetektion herangezogen werden. Die Antriebsweise der Sensorvorrichtung der 5 bedingt automatisch, dass mittels der Demodulation der Differenz der Differenzkapazitätssignale Ca und Cb mit der ersten Frequenz f1 und/oder der Demodulation der Differenz der Differenzkapazitätssignale Cc und Cd mit der zweiten Frequenz f2 nicht nur die Antriebsbewegung ohne eine Störung der Sensordetektion (aufgrund der verschiedenen Frequenzen f1 und f2) messbar ist, sondern auch noch eine zusätzliche Redundanz, z.B. zum Unterdrücken von Rausch- und Störsignalen, gewährleistet ist.
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Die Schwingbewegung der mindestens einen seismischen Masse 10, 10a und 10b, welche als eine Superposition aus der ersten harmonischen Schwingung (mit der ersten Frequenz f1 entlang der ersten Raumrichtung 16a) und der zweiten harmonischen Schwingung (mit der zweiten Frequenz f2 entlang der zweiten Raumrichtung 16b) umschreibbar ist, kann somit vorteilhaft dazu genutzt werden, mit höchstens zwei seismischen Massen 10, 10a oder 10b, speziell mit nur einer seismischen Masse 10, Informationen/Werte bezüglich aller drei Raumrichtungen 16a, 16b und 16c festzulegen. Trotz der höchstens zwei seismischen Massen 10, 10a oder 10b kann jede der Sensorvorrichtungen damit drei sensitive Achsen aufweisen. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die vergleichsweise große Anzahl von sensitiven Achsen gleichzeitig mit den Vorteilen eines antiparallelen Schwingens bei allen Ausführungsformen der 3 bis 5 gewährleistet sind, obwohl diese nur die erste seismische Masse 10a und die zweite seismische Masse 10b als seismische Massen 10a und 10b umfassen/haben.
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6 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer Sensorvorrichtung mit mindestens einer seismischen Masse.
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Das im Weiteren beschriebene Verfahren kann beispielsweise mittels jeder der oben beschriebenen Sensorvorrichtungen ausgeführt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausführbarkeit des Verfahrens nicht auf den Einsatz einer derartigen Sensorvorrichtung limitiert ist.
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In einem Verfahrensschritt S1 wird zumindest eine (erste) seismische Masse in eine Schwingbewegung derart versetzt, dass eine Projektion der Schwingbewegung der (ersten) seismischen Masse auf eine erste Raumrichtung eine erste harmonische Schwingung der (ersten) seismischen Masse mit einer ersten Frequenz entlang der ersten Raumrichtung und gleichzeitig eine Projektion der Schwingbewegung der (ersten) seismische Masse auf eine geneigt zu der ersten Raumrichtung ausgerichtete zweite Raumrichtung eine zweite harmonische Schwingung der (ersten) seismische Masse mit einer zweiten Frequenz ungleich der ersten Frequenz entlang der zweiten Raumrichtung ergeben.
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Optionaler Weise wird sich zeitlich überlappend/gleichzeitig mit dem Verfahrensschritt S1 noch ein Verfahrensschritt S2 ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S2 wird noch (zusätzlich zu der ersten seismischen Masse) zumindest eine zweite seismische Masse derart in eine Schwingbewegung versetzt, dass eine Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismische Masse auf die erste Raumrichtung asymmetrisch zu der ersten harmonischen Schwingung der ersten seismische Masse schwingt und gleichzeitig eine Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismische Masse auf die zweite Raumrichtung asymmetrisch zu der zweiten harmonischen Schwingung der ersten seismische Masse schwingt. Man kann dies auch so umschreiben, dass die Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismische Masse auf die erste Raumrichtung um 180° phasenverschoben/gegenphasig zu der ersten harmonischen Schwingung der ersten seismische Masse ist, und gleichzeitig die Projektion der Schwingbewegung der zweiten seismische Masse auf die zweite Raumrichtung um 180° phasenverschoben/gegenphasig zu der zweiten harmonischen Schwingung der ersten seismische Masse ist.
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Mindestens einer der weiteren Verfahrensschritte S3 bis S5 kann zusätzlich noch ausgeführt werden. In einem Verfahrensschritt S3 wird mindestens eine erste Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse mit der ersten Frequenz entlang einer geneigt zu der ersten Raumrichtung und der zweiten Raumrichtung ausgerichteten dritten Raumrichtung und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse mit der ersten Frequenz entlang der dritten Raumrichtung ermittelt. Anschließend wird unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen ersten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung um die zweite Raumrichtung oder bezüglich einer entlang der zweiten Raumrichtung ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festgelegt.
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Ebenso kann in einem Verfahrensschritt S4 mindestens eine zweite Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse mit der zweiten Frequenz entlang der dritten Raumrichtung und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse mit der zweiten Frequenz entlang der dritten Raumrichtung ermittelt werden, wobei unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen zweiten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung um die erste Raumrichtung oder bezüglich einer entlang der ersten Raumrichtung ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festgelegt wird.
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Als Alternative oder als Ergänzung zu den Verfahrensschritten S3 und S4 können auch in einem Verfahrensschritt S5 mindestens eine dritte Größe bezüglich einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse mit der ersten Frequenz entlang der zweiten Raumrichtung, einer periodischen Auslenkung der ersten seismischen Masse mit der zweiten Frequenz entlang der ersten Raumrichtung, einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse mit der ersten Frequenz entlang der zweiten Raumrichtung und/oder einer periodischen Auslenkung der zweiten seismischen Masse mit der zweiten Frequenz entlang der ersten Raumrichtung ermittelt werden. Vorzugsweise wird danach unter Berücksichtigung der ermittelten mindestens einen dritten Größe mindestens eine Information bezüglich einer Drehbewegung/Teildrehbewegung der Sensorvorrichtung um die dritte Raumrichtung oder bezüglich einer entlang der dritten Raumrichtung ausgerichteten Komponente eines Magnetfelds festgelegt. Beispiele für die mindestens eine erste, zweite und/oder dritte Größe sind oben schon beschrieben.
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Mittels des hier beschriebenen Verfahrens können ein Drehratensensor oder ein Lorentzkraft-basierter Magnetfeldsensor als die Sensorvorrichtung betrieben werden. Die oben schon aufgezählten Vorteile treten dabei auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008042369 A1 [0002, 0002, 0002, 0006, 0036]