DE102012210374A1

DE102012210374A1 - Drehratensensor

Info

Publication number: DE102012210374A1
Application number: DE102012210374A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Kuhlmann; Daniel Christoph Meisel; Benjamin Schmidt; Rolf Scheben; Thorsten BALSLINK
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2013-12-24
Also published as: ITMI20130964A1; US9255801B2; US20130340522A1; CN103512571A; CN103512571B

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Drehratensensor mit einem eine Haupterstreckungsebene aufweisenden Substrat zur Detektion einer Drehrate um eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene erstreckenden ersten Richtung, wobei der Drehratensensor eine Antriebseinrichtung, eine erste Coriolismasse und eine zweite Coriolismasse aufweist, wobei die Antriebseinrichtung konfiguriert ist, die erste Coriolismasse und die zweite Coriolismasse parallel zu einer senkrecht zur ersten Richtung sich erstreckenden Antriebsrichtung anzutreiben, wobei die erste Coriolismasse und die zweite Coriolismasse im Fall einer Drehrate um die erste Richtung eine Coriolisbeschleunigung parallel zu einer sowohl senkrecht auf die Antriebsrichtung als auch senkrecht auf die erste Richtung sich erstreckenden Detektionsrichtung erfährt, wobei die erste Coriolismasse einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich aufweist, dass die zweite Coriolismasse einen dritten Teilbereich und einen vierten Teilbereich aufweist, wobei der erste und dritte Teilbereich weiter entfernt von der parallel zur ersten Richtung verlaufenden Symmetrieachse angeordnet sind und der zweite und vierte Teilbereich näher zu der parallel zur ersten Richtung verlaufenden Symmetrieachse angeordnet sind, wobei eine erste und mit dem ersten Teilbereich eine erste Kapazität bildende Elektrode gegenüber dem ersten Teilbereich angeordnet ist, wobei eine zweite und mit dem zweiten Teilbereich eine zweite Kapazität bildende Elektrode gegenüber dem zweiten Teilbereich angeordnet ist, wobei eine dritte und mit dem dritten Teilbereich eine dritte Kapazität bildende Elektrode gegenüber dem dritten Teilbereich angeordnet ist, wobei eine vierte und mit dem vierten Teilbereich eine vierte Kapazität bildende Elektrode gegenüber dem vierten Teilbereich angeordnet ist, wobei die Anbindung der ersten und zweiten Coriolismasse am Substrat oder an der Antriebseinrichtung und die Anordnung und Ausbildung der ersten, zweiten, dritten und vierten Elektrode derart vorgesehen sind, dass im Fall einer Drehbeschleunigung um die erste Richtung sich die durch Auslenkungen der ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereiche parallel zur Detektionsrichtung bewirkten Änderungen entweder der ersten und dritten Kapazität sowie der zweiten und vierten Kapazität oder der ersten und zweiten Kapazität sowie der dritten und vierten Kapazität gegenseitig kompensieren.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Drehratensensor gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Drehratensensoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift WO 03064975 A1 ein Drehratensensor mit zwei schwingenden Massenelementen bekannt. Mikromechanische Drehratensensoren zur Messung von Drehraten um eine Richtung parallel zur Haupterstreckungsebene des Substrats des Sensors werden üblicherweise mit planar schwingenden Massen oder als in der Ebene rotierende Massen ausgeführt, die bei Auftreten einer Drehbewegung um die Richtung parallel zur Haupterstreckungsebene eine Corioliskraft in einer Detektionsrichtung, d.h. senkrecht zur Haupterstreckungsebene, erfahren. Diese Corioliskraft wird dabei entweder über die zur Lagerückregelung nötige elektrostatische Gegenkraft (closed-loop Regelung) ermittelt oder beispielsweise über die Kapazitätsänderung aufgrund der Abstandsänderung zum Substrat gemessen (open-loop Betrieb). Typischerweise weisen solche bekannten Drehratensensoren zwei schwingfähige Massen (Teilschwinger) auf, welche zu einer antiparallelen Mode angetrieben werden. Bei Vorliegen einer Drehrate wird durch die Corioliskraft eine antiparallele Detektionsschwingung angeregt, welche kapazitiv erfasst wird und mittels einer Auswerteelektronik in eine Drehrate umgerechnet wird. Es ist Stand der Technik, dass ein Teilschwinger aus einem Antriebsschwinger und einem Coriolisschwinger aufgebaut ist. Der Antriebsschwinger macht nur die Antriebsbewegung mit und nicht die Detektionsschwingung. Der Corioliselement macht sowohl die Antriebsschwingung als die Detektionschwingung mit. Neben der Corioliskraft gibt es für praktisch relevante Einsatzfälle weitere Kräfte, denen Sensoren bzw. Teile davon ausgesetzt sind und die ebenfalls ein Signal hervorrufen können bzw. die das der Corioliskraft zugeordnete Signal verfälschen können, insbesondere Trägheitskräfte hervorgerufen durch Linearbeschleunigungen und durch Drehbeschleunigungen. Das Auftreten dieser Kräfte führt nachteilig zu Fehlsignalen im Betrieb, weil beispielsweise eine Drehbeschleunigung, zum Beispiel in Form einer Rotationsschwingung um die empfindliche Achse, direkt zu einem Drehratensignal führt. Insbesondere, wenn die Rotationsschwingung mit der Frequenz erfolgt, mit der der Drehratensensor angetrieben wird und in Phase mit einer Corioliskraft erfolgt, resultiert eine besonders große Störbarkeit.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehratensensor und ein Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und unempfindlich ist sowohl gegenüber Linearbeschleunigungen parallel zur Detektionsrichtung als auch gegenüber Drehbeschleunigungen gemäß der empfindlichen Richtung des Drehratensensors.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Drehratensensor gemäß dem unabhängigen Anspruch hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass er unempfindlicher ist gegenüber Störbeschleunigungen in Form von Drehbeschleunigungen bezüglich Drehungen um eine Richtung, die der ersten Richtung entspricht (d.h. derjenigen Richtung, die der empfindlichen bzw. Messrichtung des Drehratensensors entspricht), und in Form von Linearbeschleunigungen parallel zur Detektionsrichtung des Drehratensensors bzw. dass der Effekt solcher Störbeschleunigungen von dem Effekt der eigentlich zu detektierenden Drehrate um die jeweilige Richtung unterschieden werden kann. Erfindungsgemäß werden die Coriolismassen derart ausgebildet bzw. (am Substrat bzw. an der Antriebseinrichtung) angebunden und die erste, zweite, dritte und vierte Elektrode derart ausgebildet, dass bei einer Drehbeschleunigung um die empfindliche Richtung, d.h. um die erste Richtung sich die durch Auslenkungen der bzw. Kraftwirkung auf die ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereiche der Coriolismassen in einer Richtung parallel zur Detektionsrichtung bewirkten Änderungen

– entweder der ersten und dritten Kapazität sowie der zweiten und vierten Kapazität
– oder der ersten und zweiten Kapazität sowie der dritten und vierten Kapazität gegenseitig kompensieren. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise durch die mechanische Ausbildung des Drehratensensors (in Form der Aufhängung bzw. der Anbindung der Coriolismasse am Substrat bzw. an der Antriebseinrichtung und in Form der Ausbildung der ersten, zweiten, dritten und vierten Elektrode) und durch die elektrische Verschaltung des Drehratensensors (in Form des resultierenden Messsignals der Kapazitätsänderungen der ersten, zweiten, dritten und vierten Kapazität bei Auslenkung der bzw. Kraftwirkung auf die ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereiche) bewirkt werden, dass Drehbeschleunigungen erst gar nicht Einfluss auf das auszuwertende Messsignal haben oder nur in sehr unterdrückter Form Eingang in dieses Messsignal finden.

Erfindungsgemäß ist der Drehratensensor derart ausgebildet, dass eine Drehrate um eine parallel zur Haupterstreckungsebene des Substrats sich erstreckende erste Richtung detektiert wird (d.h. der Fall eines Ω_x-Sensors oder eines Ω_y-Sensors, mithin eines Drehratensensors, dessen sensitive Richtung eine Drehung um eine erste parallel zur Haupterstreckungsebene verlaufende Richtung ist). In diesem Fall ist die Antriebseinrichtung derart vorgesehen, dass die erste Coriolismasse und die zweite Coriolismasse parallel zu der sich senkrecht zur ersten Richtung erstreckenden Antriebsrichtung antreibt, wobei die Antriebsrichtung ebenfalls parallel zur Haupterstreckungsebene verläuft. Die Detektionsrichtung erstreckt sich dann senkrecht zur Haupterstreckungsebene.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung ein erstes Antriebselement und ein zweites Antriebselement aufweist, wobei das erste Antriebselement die erste Coriolismasse parallel zur Antriebsrichtung antreibt und wobei das zweite Antriebselement die zweite Coriolismasse parallel zur Antriebsrichtung antreibt, wobei die erste Coriolismasse relativ zum ersten Antriebselement um eine erste Kippachse parallel zur ersten Richtung kippbar konfiguriert ist und wobei die zweite Coriolismasse relativ zum zweiten Antriebselement um eine zweite Kippachse parallel zur ersten Richtung kippbar ist. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, den Effekt einer störenden Drehbeschleunigung, insbesondere einer Drehbeschleunigung mit Frequenzanteilen im Frequenzbereich der Antriebsschwingung, besonders gut zu kompensieren und damit von einer entsprechenden Drehrate zu differenzieren.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass

– pro einer Flächeneinheit parallel zur Haupterstreckungsebene der ersten Coriolismasse der ersten Teilbereich und der zweite Teilbereich unterschiedliche Massen aufweisen und dass pro einer Flächeneinheit parallel zur Haupterstreckungsebene der zweiten Coriolismasse der dritte Teilbereich und der vierte Teilbereich unterschiedliche Massen aufweisen, bzw. dass
– die Masse pro Flächeneinheit der ersten Coriolismasse parallel zur Haupterstreckungsebene mit zunehmendem Abstand von der parallel zur ersten Richtung verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors abnimmt (insbesondere invers proportional zum Abstandsquadrat zur Symmetrieachse) und dass die Masse pro Flächeneinheit der zweiten Coriolismasse parallel zur Haupterstreckungsebene mit zunehmendem Abstand von der parallel zur ersten Richtung verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors abnimmt. Dadurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, ein unterschiedliches Bewegungsverhalten bzw. eine unterschiedliche Auslenkung bzw. zumindest (insbesondere bei closed loop Systemen) eine unterschiedliche Kraftwirkung auf den ersten und dritten Teilbereich bzw. auf den zweiten und vierten Teilbereich der ersten und zweiten Coriolismasse für den Fall einerseits einer Drehbeschleunigung und andererseits einer Drehrate zu bewirken, so dass im Zusammenspiel mit der Ausführung der Elektrodenanordnung der ersten, zweiten, dritten und vierten Elektrode eine Unterdrückung bzw. Kompensation (im Messsignal) des Effekts einer Drehbeschleunigung resultiert.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass

– im Fall einer Drehbeschleunigung um die erste Richtung die Auslenkung bzw. Kraftwirkung – parallel zur Detektionsrichtung – des ersten Teilbereichs und des dritten Teilbereichs größer ist als die Auslenkung bzw. Kraftwirkung – parallel zur Detektionsrichtung – des zweiten Teilbereichs und des vierten Teilbereichs und dass die Fläche parallel zur Haupterstreckungsebene der ersten Elektrode und der dritten Elektrode kleiner ist als die Fläche parallel zur Haupterstreckungsebene der zweiten Elektrode und der vierten Elektrode, bzw. dass
– im Fall einer Drehbeschleunigung um die erste Richtung die Auslenkung bzw. Kraftwirkung – parallel zur Detektionsrichtung – des ersten Teilbereichs, des zweiten Teilbereichs, des dritten Teilbereichs und des vierten Teilbereichs gleich groß ist und dass die Fläche parallel zur Haupterstreckungsebene der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode, der dritten Elektrode und der vierten Elektrode gleich groß ist.

Hierdurch ist es erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise möglich, im Messsignal den Effekt einer Drehbeschleunigung zu kompensieren.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Coriolismasse mit dem ersten Antriebselement mittels einer ersten Torsionsaufhängung im Bereich der ersten Kippachse verbunden ist und dass die zweite Coriolismasse mit dem zweiten Antriebselement mittels einer zweiten Torsionsaufhängung im Bereich der zweiten Kippachse verbunden ist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass ein besonders einfacher und dennoch robuster mechanischer Aufbau des Drehratensensors realisierbar ist.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist es vorgesehen,

– dass die Antriebseinrichtung konfiguriert ist, die erste Coriolismasse und die zweite Coriolismasse in Antriebsrichtung jeweils gegensinnig zueinander anzutreiben bzw.
– dass die Antriebseinrichtung einen Antriebsrahmen aufweist, wobei der Antriebsrahmen vier winkelförmige Elemente aufweist, die in den Ecken des Rahmens rotatorisch auslenkbar an dem Substrat angebunden sind, wobei jeweils zwei der winkelförmigen Elemente miteinander über U-förmige Federelemente miteinander verbunden sind.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen
1 jeweils eine Prinzipdarstellung eines herkömmlichen Drehratensensors als Ω_y-Sensor gemäß dem Stand der Technik, und 2 bis 5 verschiedene Ausführungsvarianten von Drehratensensoren der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In 1 ist eine Prinzipdarstellung eines herkömmlichen, insbesondere mikromechanisch hergestellten, Drehratensensors 100 dargestellt, der zur Erfassung von Drehraten um eine erste Richtung OR (im Beispiel der 1 und 2 eines Ω_y-Sensors entspricht dies der y-Achse) vorgesehen ist und der auf einem Substrat 101 realisiert ist, welches eine Haupterstreckungsebene 110 aufweist und diese auch dem Sensor bzw. Drehratensensor vorgibt. Solche Drehratensensoren umfassen zwei schwingfähige Massen (Teilschwinger), welche zu einer antiparallelen Mode entlang einer senkrecht zur ersten Richtung OR stehenden Antriebsrichtung AR (im Beispiel der 1 entspricht dies der x-Achse) angetrieben werden. Bei Vorliegen einer Drehrate wird durch die Corioliskraft eine antiparallele Detektionschwingung (parallel zu einer Detektionsrichtung DR, die sowohl senkrecht auf die erste Richtung OR als auch senkrecht auf die Antriebsrichtung AR steht) angeregt, welche kapazitiv erfasst wird und mittels einer Auswerteelektronik in eine Drehrate umgerechnet wird. Das Substrat 101 und die Haupterstreckungsebene 110 sind lediglich bei der 1 eingezeichnet, sind jedoch bei sämtlichen 1 bis 5 gleichfalls vorhanden, da alle diese Figuren Draufsichten auf die Sensorstrukturen darstellen, d.h. die Zeichenebene entspricht der Haupterstreckungsebene 110. Herkömmlicherweise umfasst ein solcher Teilschwinger eines Drehratensensors einen Antriebsschwinger als Antriebseinrichtung 1 und einen Coriolisschwinger als eine erste Coriolismasse 5. Der andere Teilschwinger umfasst eine zweite Coriolismasse 5‘. Die Antriebseinrichtung 1 umfasst ein erstes Antriebselement 12 und ein zweites Antriebselement 12‘ und treibt mittels des ersten Antriebselements 12 die erste Coriolismasse 5 und mittels des zweiten Antriebselements die zweite Coriolismasse 5‘ parallel (und gemäß der antiparallelen Schwingungsmode) zur Antriebsrichtung AR an.
Beim Drehratensensor gemäß 1 ist der Antriebsschwinger mittels Federn 2 über Ankerpunkte 3 am Substrat 101 verankert. Die Federn 2 sind U-förmig und entlang der x-Richtung (im Beispiel entsprechend der Antriebsrichtung AR) weich. Entlang der y-Richtung (im Beispiel entsprechend der ersten Richtung OR) sind sie steif. Entlang der z-Richtung (im Beispiel entsprechend der Detektionsrichtung DR) sind sie ebenfalls steif ausgelegt, indem die Schichtdicke größer eingerichtet wird als die Balkenbreite. Die Antriebseinrichtung 1 wird insbesondere mittels Interdigitalstrukturen (nicht dargestellt) elektrostatisch mit seiner Eigenfrequenz resonant angetrieben. Die Pfeile 4 weisen in Richtung der Antriebsbewegung, wobei die Teilschwinger, d.h. die erste und zweite Coriolismassen 5, 5‘, relativ zueinander gegenphasig schwingen, d.h. der eine Teilschwinger bewegt sich – zumindest teilweise – in negative x-Richtung, wenn sich der andere Teilschwinger – zumindest teilweise – in positive x-Richtung bewegt und umgekehrt. Über Koppelfedern 6 ist die erste bzw. zweite Coriolismasse 5, 5‘ mit der Antriebseinrichtung 1 verbunden, so dass die erste und zweite Coriolismasse 5, 5‘ sowohl die Antriebsbewegung 4 als auch die Detektionsbewegung 8 ausführen kann. Die Detektionsbewegung entlang der z-Achse kommt aufgrund einer Coriolisbeschleunigung bzw. Corioliskraft zustande, die aus der Drehrate Ω_y um die y-Achse und der Geschwindigkeit v_x entlang der x-Achse gemäß F_Coriolis = 2·m·v_x XΩ_y (vektorielles Kreuzprodukt) resultiert. Mittels einer Koppelstruktur 7 zwischen der ersten und zweiten Coriolismasse 5, 5‘ wird sowohl die Antriebsbewegung als auch die Detektionsbewegung der beiden Teilschwinger gekoppelt. Die Detektionselektroden (nicht dargestellt) befinden sich beispielsweise unterhalb der ersten und zweiten Coriolismasse 5, 5‘ auf dem Substrat 101.
Herkömmliche Drehratensensoren können konstruktiv bedingt eine Beschleunigungsempfindlichkeit und eine Drehbeschleunigungsempfindlichkeit aufweisen. Das bedeutet, dass eine Drehbeschleunigung, beispielsweise in Form einer Rotationsschwingung um die empfindliche Achse (erste Richtung OR, im Beispiel die y-Achse) direkt zu einem Drehratensignal führt. Insbesondere wenn die Rotationsschwingungen mit der Frequenz f_A erfolgt (mit der der Drehratensensor angetrieben wird) und in Phase mit einer Corioliskraft erfolgt, resultiert eine besonders große Störbarkeit. Eine Drehbeschleunigung um die erste Richtung OR (hier die y-Achse) führt ebenfalls zu einer äquivalenten Kraft, welche typischerweise nicht von einer Corioliskraft zu unterscheiden ist. Ferner führt eine Linearbeschleunigung entlang der Detektionsrichtung DR (hier die z-Achse) zu einer ungewollten Auslenkung der ersten und zweiten bzw. Kraftwirkung auf die erste und zweite Coriolismasse 5, 5‘ entlang der Detektionsrichtung DR (im Beispiel die z-Achse).
Gemäß der 2 bis 5 sind eine erste (2), eine zweite (3), eine dritte (4) und eine vierte (5) Ausführungsvariante eines Drehratensensors 100 gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch in einer Draufsicht auf den Drehratensensor 100, d.h. die Zeichenebene entspricht der Haupterstreckungsebene 110, dargestellt. Erfindungsgemäß ist es bei allen Ausführungsvarianten vorgesehen, dass die erste Coriolismasse 5 einen ersten Teilbereich 9 und einen zweiten Teilbereich 10 aufweist und dass die zweite Coriolismasse 5‘ einen dritten Teilbereich 9‘ und einen vierten Teilbereich 10‘ aufweist. Relativ zu einer hinsichtlich der Coriolismassen 5, 5‘ parallel zur ersten Richtung OR verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors 100 ist der erste und dritte Teilbereich 9, 9‘ weiter entfernt von der parallel zur ersten Richtung OR verlaufenden Symmetrieachse angeordnet als der zweite und vierte Teilbereich 10, 10‘. Eine erste (insbesondere relativ zu den Ankerpunkten bzw. dem Substrat ortsfeste, vorzugsweise mit dem Substrat fest verbundene) Elektrode E9 bildet mit dem ersten Teilbereich 9 eine erste Kapazität und ist gegenüber dem ersten Teilbereich 9 angeordnet (zum Beispiel unter, über oder unter und über und/oder neben dem Teilbereich). Eine zweite (insbesondere relativ zu den Ankerpunkten bzw. dem Substrat ortsfeste, vorzugsweise mit dem Substrat fest verbundene) Elektrode E10 bildet mit dem zweiten Teilbereich 10 eine zweite Kapazität und ist gegenüber dem zweiten Teilbereich 10 angeordnet. Eine dritte (insbesondere relativ zu den Ankerpunkten bzw. dem Substrat ortsfeste, vorzugsweise mit dem Substrat fest verbundene) Elektrode E9‘ bildet mit dem dritten Teilbereich 9‘ eine dritte Kapazität und ist gegenüber dem dritten Teilbereich 9‘ angeordnet. Eine vierte (insbesondere relativ zu den Ankerpunkten bzw. dem Substrat ortsfeste, vorzugsweise mit dem Substrat fest verbundene) Elektrode E10‘ bildet mit dem vierten Teilbereich 10‘ eine vierte Kapazität und ist gegenüber dem vierten Teilbereich 10‘ angeordnet. Diese Elektroden werden insbesondere zu Gesamtkapazitäten CP und CN zusammengeschaltet und vorzugsweise die Differenz CP-CN gebildet. Eine Drehrate um die erste Richtung OR (in allen Ausführungsvarianten entspricht dies der x-Richtung) bewirkt nun aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung der ersten und zweiten Coriolismassen 5, 5‘ (insbesondere aufgrund der unterschiedlichen Anbindung der Coriolismassen 5, 5‘ am Substrat 101 bzw. am ersten und zweiten Antriebselement 12, 12‘) bei allen Ausführungsvarianten der Erfindung eine unterschiedliche Konfiguration der Kraftwirkung aufgrund der Corioliskraft auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ der Coriolismassen 5, 5‘ gegenüber der Konfiguration der Kraftwirkung aufgrund der Drehbeschleunigungskraft auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ der Coriolismassen 5, 5‘ im Fall einer Drehbeschleunigung um die erste Richtung OR. Dies ist jeweils im linken Teil der 2 bis 5 anhand von schematischen Pfeildarstellungen senkrecht zur Zeichenebene (zusammen mit der Kraftwirkung aufgrund der Linearbeschleunigung in Detektionsrichtung (z-Richtung) a_z auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ der Coriolismassen 5, 5‘) dargestellt.
Hierbei versinnbildlicht ein größerer Kreis mit einem Punkt in der Mitte eine größere Kraftwirkung bzw. eine größere Auslenkung parallel zur z-Richtung (d.h. aus der Zeichenebene heraus auf den Betrachter zu), während ein kleinerer Kreis mit einem Punkt in der Mitte eine kleinere Kraftwirkung bzw. eine kleinere Auslenkung parallel zur z-Richtung (d.h. aus der Zeichenebene heraus auf den Betrachter zu) darstellt. Ferner versinnbildlicht ein größerer Kreis mit einem Kreuz eine größere Kraftwirkung bzw. eine größere Auslenkung antiparallel zur z-Richtung (d.h. vom Betrachter weg in die Zeichenebene hinein), während ein kleinerer Kreis mit einem Kreuz eine kleinere Kraftwirkung bzw. eine kleinere Auslenkung antiparallel zur z-Richtung (d.h. vom Betrachter weg in die Zeichenebene hinein) darstellt.
Im Folgenden werden die Kraftwirkungen auf Teilbereiche aufgeführt. Eine Kraftwirkung wird dabei als gleich bezeichnet, wenn sie dies im Rahmen einer Abweichung von 10%, 20% oder 50% ist.
Bei der ersten Ausführungsvariante (2) liegt folglich im Falle einer Drehrate Ω_x um die x-Richtung (d.h. um die erste Richtung OR) die folgende Konfiguration der Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ vor: für den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ liegt folgende Konfiguration der Kraftwirkung vor: Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den zweiten Teilbereich und die Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich ist bezüglich des Betrages und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den vierten Teilbereich. Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages gleich und bezüglich der Richtung gegensinnig zu der Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich. Die Kraftwirkung ist entlang der z-Richtung (d.h. entlang der Detektionsrichtung DR) gerichtet. Im Falle einer Drehbeschleunigung dΩ_x/dt um die x-Richtung (d.h. um die erste Richtung OR) liegt die folgende Konfiguration der Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ vor: Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages gleich und bezüglich der Richtung gegensinnig der Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich. Die Kraftwirkung auf den zweiten Teilbereich ist bezüglich des Betrages gleich und bezüglich der Richtung gegensinnig der Kraftwirkung auf den vierten Teilbereich. Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages größer und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den zweiten Teilbereich. Die Kraftwirkung ist entlang der z-Richtung (d.h. entlang der Detektionsrichtung DR) gerichtet. Im Fall einer Linearbeschleunigung parallel zur Detektionsrichtung DR (z-Richtung) liegt die folgende Konfiguration der Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ vor:. Die Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich ist in Betrag und Richtung gleich. Die Kraftwirkung ist entlang der z-Richtung (d.h. entlang der Detektionsrichtung DR) gerichtet. Bei der zweiten, dritten und vierten Ausführungsvariante (3 bis 5) liegt folglich im Falle einer Drehrate Ω_x um die x-Richtung (d.h. um die erste Richtung OR) die folgende Konfiguration der Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ vor:
Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages kleiner und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den zweiten Teilbereich und die Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich ist bezüglich des Betrages kleiner und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den vierten Teilbereich. Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages gleich und bezüglich der Richtung gegensinnig zu der Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich. Die Kraftwirkung auf den zweiten Teilbereich ist bezüglich des Betrages gleich und bezüglich der Richtung gegensinnig zu der Kraftwirkung auf den vierten Teilbereich. Die Kraftwirkung ist entlang der z-Richtung (d.h. entlang der Detektionsrichtung DR) gerichtet. Im Falle einer Drehbeschleunigung dΩ_x/dt um die x-Richtung (d.h. um die erste Richtung OR) liegt die folgende Konfiguration der Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ vor: Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den zweiten Teilbereich und die Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich ist bezüglich des Betrages und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den vierten Teilbereich. Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich bezüglich des Betrages gleich und bezüglich der Richtung gegensinnig zu der Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich. Die Kraftwirkung ist entlang der z-Richtung (d.h. entlang der Detektionsrichtung DR) gerichtet. Im Fall einer Linearbeschleunigung parallel zur Detektionsrichtung DR (z-Richtung) liegt die folgende Konfiguration der Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ vor: Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages kleiner und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den zweiten Teilbereich und die Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich ist bezüglich des Betrages kleiner und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den vierten Teilbereich. Die Kraftwirkung auf den ersten Teilbereich ist bezüglich des Betrages und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den dritten Teilbereich. Die Kraftwirkung auf den zweiten Teilbereich ist bezüglich des Betrages und bezüglich der Richtung gleich der Kraftwirkung auf den vierten Teilbereich. Die Kraftwirkung ist entlang der z-Richtung (d.h. entlang der Detektionsrichtung DR) gerichtet.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zum einen die Anbindung der ersten und zweiten Coriolismasse 5, 5‘ am Substrat 101 oder an der Antriebseinrichtung 1 und zum anderen die Anordnung und Ausbildung der ersten, zweiten, dritten und vierten Elektrode E9, E10, E9‘, E10‘ derart vorgesehen sind, dass im Fall einer Drehbeschleunigung um die erste Richtung OR sich die durch Auslenkungen der bzw. Kraftwirkungen auf die ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereiche 9, 10, 9‘, 10‘ parallel zur Detektionsrichtung DR bewirkten Änderungen entweder der ersten und dritten Kapazität sowie der zweiten und vierten Kapazität oder aber der ersten und zweiten Kapazität sowie der dritten und vierten Kapazität gegenseitig kompensieren. Hierdurch ist erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass eine Drehbeschleunigung um die empfindliche erste Richtung OR (insbesondere eine Drehbeschleunigung im Frequenzbereich der Anregungs- bzw. Antriebsfrequenz) keinen Beitrag bzw. lediglich einen geringen (bzw. gegenseitig kompensierten) Beitrag zum Messsignal des Drehratensensors liefert.
Bei der ersten Ausführungsvariante gemäß 2 ist vorgesehen, dass im Fall einer Drehbeschleunigung um die x-Richtung der erste und zweite Teilbereich 9, 10 (und der dritte und vierte Teilbereich 9‘, 10‘) unterschiedlich stark parallel zur z-Richtung beschleunigt werden. Entsprechend kann eine Kompensation der jeweiligen Teilmesssignale der jeweils zugehörigen Elektroden E9, E10, E9‘, E10‘ dadurch erfolgen, dass die erste und zweite Elektrode E9, E10 und die dritte und vierte Elektrode E9‘ und E10‘ ungleich ausgebildet sind, insbesondere ungleich groß (hinsichtlich ihrer Flächenerstreckung parallel zur Haupterstreckungsebene 110) ausgebildet sind. Bei der zweiten, dritten und vierten Ausführungsvariante gemäß der 3, 4 und 5 ist jeweils vorgesehen, dass im Fall einer Drehbeschleunigung um die x-Richtung der erste, zweite, dritte und vierte Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ gleich stark parallel zur z-Richtung beschleunigt werden. Entsprechend kann eine Kompensation der jeweiligen Teilmesssignale der jeweils zugehörigen Elektroden E9, E10, E9‘, E10‘ dadurch erfolgen, dass die erste, zweite, dritte und vierte Elektrode E9, E10, E9‘, E10‘ gleich ausgebildet sind, insbesondere gleich groß (hinsichtlich ihrer Flächenerstreckung parallel zur Haupterstreckungsebene 110) ausgebildet sind.
Gemäß 2 sind die Coriolismassen 5, 5‘ jeweils symmetrisch am Substrat 101 (mittels in Antriebsrichtung und in Detektionsrichtung weichen Federeinrichtungen 20) angebunden. Eine erste Kippachse 11 verläuft daher symmetrisch (parallel zur x-Richtung) bezüglich der ersten Coriolismasse 5. Eine zweite Kippachse 11‘ verläuft ebenfalls symmetrisch (parallel zur x-Richtung) bezüglich der zweiten Coriolismasse 5‘. Im Falle einer Drehrate (um die x-Richtung) erfolgt daher eine gleichgroße Kraftwirkung auf den ersten und zweiten Teilbereich 9, 10 (respektive den dritten und vierten Teilbereich 9‘, 10‘) der Coriolismassen 5, 5‘, während bei einer Drehbeschleunigung aufgrund des größeren Abstands des ersten und dritten Teilbereichs 9, 9‘ von der parallel zur x-Richtung zwischen den Coriolismassen 5, 5‘ verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors 100 eine größere Kraftwirkung resultiert, welche mittels unterschiedlich großen Elektroden gemäß der vorliegenden Erfindung in der Auswertung der jeweiligen Teilmesssignale der Elektroden intrinsisch kompensierbar ist.
Gemäß 3 sind die Coriolismassen 5, 5‘ jeweils ebenfalls symmetrisch am Substrat 101 (mittels in Antriebsrichtung und in Detektionsrichtung weichen Federeinrichtungen 20) angebunden. Jedoch ist bei der zweiten Ausführungsvariante vorgesehen, dass pro Flächeneinheit der Coriolismassen 5, 5‘ parallel zur Haupterstreckungsebene 110 eine unterschiedliche Massenverteilung vorliegt und zwar mit einer größeren Masse im zweiten und vierten Teilbereich 10, 10‘ gegen über dem ersten und dritten Teilbereich 9, 9‘ bzw. mit einer Massenverteilung der Coriolismassen 5, 5‘ derart, dass die Masse pro Flächeneinheit mit zunehmendem Abstand zur parallel zur x-Richtung verlaufenden Symmetrieachse (zwischen den Coriolismassen 5, 5‘) des Drehratensensors 100 abnimmt. Entsprechend verläuft die erste und zweite Kippachse 11, 11‘ nicht symmetrisch (parallel zur x-Richtung) bezüglich der ersten Coriolismasse 5 bzw. bezüglich der zweiten Coriolismasse 5‘. Im Falle einer Drehrate (um die x-Richtung) resultiert daher eine unterschiedlich große Kraftwirkung auf den ersten und zweiten Teilbereich 9, 10 (respektive den dritten und vierten Teilbereich 9‘, 10‘) der Coriolismassen 5, 5‘, während bei einer Drehbeschleunigung aufgrund des größeren Abstands des ersten und dritten Teilbereichs 9, 9‘ von der parallel zur x-Richtung zwischen den Coriolismassen 5, 5‘ verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors 100, der jedoch durch die geringere Masse im ersten und dritten Teilbereich 9, 9‘ kompensiert wird, eine etwa gleich große Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ resultiert, welche mittels gleichgroßer Elektroden E9, E10, E9‘, E10‘ gemäß der vorliegenden Erfindung in der Auswertung der jeweiligen Teilmesssignale der Elektroden intrinsisch kompensierbar ist.
Gemäß 5 sind die Coriolismassen 5, 5‘ jeweils asymmetrisch am Substrat 101 angebunden. Hierzu sind in Antriebsrichtung und in Detektionsrichtung weichen Federeinrichtungen 20 vorgesehen. Weiterhin sind weitere Kippfedereinrichtungen 21 vorgesehen, die in z-Richtung nicht weich sind und daher eine Kippung der ersten und zweiten Coriolismassen 5, 5‘ um die erste und zweite Kippachse 11, 11‘ bewirken. Entsprechend verläuft die erste und zweite Kippachse 11, 11‘ nicht symmetrisch (parallel zur x-Richtung) bezüglich der ersten Coriolismasse 5 bzw. bezüglich der zweiten Coriolismasse 5‘. Im Falle einer Drehrate (um die x-Richtung) resultiert daher eine unterschiedlich große Kraftwirkung auf den ersten und zweiten Teilbereich 9, 10 (respektive den dritten und vierten Teilbereich 9‘, 10‘) der Coriolismassen 5, 5‘, während bei einer Drehbeschleunigung aufgrund des größeren Abstands des ersten und dritten Teilbereichs 9, 9‘ von der parallel zur x-Richtung zwischen den Coriolismassen 5, 5‘ verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors 100, der jedoch durch den geringeren Abstand zur jeweiligen Kippachse 11, 11‘ im ersten und dritten Teilbereich 9, 9‘ kompensiert wird, eine etwa gleich große Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ resultiert, welche mittels gleichgroßer Elektroden E9, E10, E9‘, E10‘ gemäß der vorliegenden Erfindung in der Auswertung der jeweiligen Teilmesssignale der Elektroden intrinsisch kompensierbar ist.
Gemäß 4 ist die erste Coriolismasse 5 mittels einer ersten Torsionsaufhängung 13 asymmetrisch am ersten Antriebselement 12 angebunden und die die zweite Coriolismasse 5‘ mittels einer zweiten Torsionsaufhängung 13‘ asymmetrisch am zweiten Antriebselement 12‘ angebunden. Die erste und zweite Torsionsaufhängungen 13, 13‘ sind hierzu in Antriebsrichtung AR (y-Richtung) und in Detektionsrichtung DR hart bzw. vergleichsweise hart ausgebildet, erlauben jedoch eine Torsion um die parallel zur ersten und zweiten Torsionsaufhängung 13, 13‘ verlaufenden erste und zweite Kippachse 11, 11‘. Dies ist beispielsweise möglich mit einer Ausbildung der ersten und zweiten Torsionsaufhängung 13, 13‘, die in y-Richtung breiter als in z-Richtung ausgebildet ist. Entsprechend verläuft die erste und zweite Kippachse 11, 11‘ nicht symmetrisch (parallel zur x-Richtung) bezüglich der ersten Coriolismasse 5 bzw. bezüglich der zweiten Coriolismasse 5‘. Im Falle einer Drehrate (um die x-Richtung) resultiert daher eine unterschiedlich große Kraftwirkung auf den ersten und zweiten Teilbereich 9, 10 (respektive den dritten und vierten Teilbereich 9‘, 10‘) der Coriolismassen 5, 5‘, während bei einer Drehbeschleunigung aufgrund des größeren Abstands des ersten und dritten Teilbereichs 9, 9‘ von der parallel zur x-Richtung zwischen den Coriolismassen 5, 5‘ verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors 100, der jedoch durch den geringeren Abstand zur jeweiligen Kippachse 11, 11‘ (bzw. zur jeweiligen Torsionsaufhängung 13, 13‘) im ersten und dritten Teilbereich 9, 9‘ kompensiert wird, eine etwa gleich große Kraftwirkung auf den ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereich 9, 10, 9‘, 10‘ resultiert, welche mittels gleichgroßer Elektroden E9, E10, E9‘, E10‘ gemäß der vorliegenden Erfindung in der Auswertung der jeweiligen Teilmesssignale der Elektroden intrinsisch kompensierbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 03064975 A1 [0002]

Claims

Drehratensensor (100) mit einem eine Haupterstreckungsebene (110) aufweisenden Substrat (101) zur Detektion einer Drehrate um eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene (110) erstreckenden ersten Richtung (OR), wobei der Drehratensensor (100) eine Antriebseinrichtung (1), eine erste Coriolismasse (5) und eine zweite Coriolismasse (5‘) aufweist, wobei die Antriebseinrichtung (1) konfiguriert ist, die erste Coriolismasse (5) und die zweite Coriolismasse (5‘) parallel zu einer senkrecht zur ersten Richtung (OR) sich erstreckenden Antriebsrichtung (AR) anzutreiben, wobei die erste Coriolismasse (5) und die zweite Coriolismasse (5‘) im Fall einer Drehrate um die erste Richtung (OR) eine Coriolisbeschleunigung parallel zu einer sowohl senkrecht auf die Antriebsrichtung (AR) als auch senkrecht auf die erste Richtung (OR) sich erstreckenden Detektionsrichtung (DR) erfährt, wobei der Drehratensensor (100) hinsichtlich der Coriolismassen (5, 5‘) eine parallel zur ersten Richtung (OR) verlaufende Symmetrieachse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Coriolismasse (5) einen ersten Teilbereich (9) und einen zweiten Teilbereich (10) aufweist, dass die zweite Coriolismasse (5‘) einen dritten Teilbereich (9‘) und einen vierten Teilbereich (10‘) aufweist, wobei der erste und dritte Teilbereich (9, 9‘) weiter entfernt von der parallel zur ersten Richtung (OR) verlaufenden Symmetrieachse angeordnet sind und der zweite und vierte Teilbereich (10, 10‘) näher zu der parallel zur ersten Richtung (OR) verlaufenden Symmetrieachse angeordnet sind, wobei eine erste und mit dem ersten Teilbereich (9) eine erste Kapazität bildende Elektrode (E9) gegenüber dem ersten Teilbereich (9) angeordnet ist, wobei eine zweite und mit dem zweiten Teilbereich (10) eine zweite Kapazität bildende Elektrode (E10) gegenüber dem zweiten Teilbereich (9) angeordnet ist, wobei eine dritte und mit dem dritten Teilbereich (9‘) eine dritte Kapazität bildende Elektrode (E9‘) gegenüber dem dritten Teilbereich (9‘) angeordnet ist, wobei eine vierte und mit dem vierten Teilbereich (10‘) eine vierte Kapazität bildende Elektrode (E10‘) gegenüber dem vierten Teilbereich (10‘) angeordnet ist, wobei – die Anbindung der ersten und zweiten Coriolismasse (5, 5‘) am Substrat (101) oder an der Antriebseinrichtung (1) und – die Anordnung und Ausbildung der ersten, zweiten, dritten und vierten Elektrode (E9, E10, E9‘, E10‘) derart vorgesehen sind, dass im Fall einer Drehbeschleunigung um die erste Richtung (OR) sich die durch Auslenkungen der oder Kraftwirkungen auf die ersten, zweiten, dritten und vierten Teilbereiche (9, 10, 9‘, 10‘) parallel zur Detektionsrichtung (DR) bewirkten Änderungen – entweder der ersten und dritten Kapazität sowie der zweiten und vierten Kapazität – oder der ersten und zweiten Kapazität sowie der dritten und vierten Kapazität gegenseitig kompensieren.
Drehratensensor (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) ein erstes Antriebselement (12) und ein zweites Antriebselement (12‘) aufweist, wobei das erste Antriebselement (12) die erste Coriolismasse (5) parallel zur Antriebsrichtung (AR) antreibt und wobei das zweite Antriebselement (12‘) die zweite Coriolismasse (5‘) parallel zur Antriebsrichtung (AR) antreibt, wobei die erste Coriolismasse (5) relativ zum ersten Antriebselement (12) um eine erste Kippachse (11) parallel zur ersten Richtung (OR) kippbar konfiguriert ist und wobei die zweite Coriolismasse (5‘) relativ zum zweiten Antriebselement (12‘) um eine zweite Kippachse (11‘) parallel zur ersten Richtung (OR) kippbar ist.
Drehratensensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro einer Flächeneinheit parallel zur Haupterstreckungsebene (110) der ersten Coriolismasse (5) der ersten Teilbereich (9) und der zweite Teilbereich (10) unterschiedliche Massen aufweisen und dass pro einer Flächeneinheit parallel zur Haupterstreckungsebene (110) der zweiten Coriolismasse (5‘) der dritte Teilbereich (9‘) und der vierte Teilbereich (10‘) unterschiedliche Massen aufweisen.
Drehratensensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse pro Flächeneinheit parallel zur Haupterstreckungsebene (110) der ersten Coriolismasse (5) mit zunehmendem Abstand von der parallel zur ersten Richtung (OR) verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors (100) abnimmt und dass die Masse pro Flächeneinheit parallel zur Haupterstreckungsebene (110) der zweiten Coriolismasse (5‘) mit zunehmendem Abstand von der parallel zur ersten Richtung (OR) verlaufenden Symmetrieachse des Drehratensensors (100) abnimmt.
Drehratensensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall einer Drehbeschleunigung um die erste Richtung (OR) die Kraftwirkung – parallel zur Detektionsrichtung (DR) – auf den ersten Teilbereich (9) und den dritten Teilbereich (9‘) größer ist als die Kraftwirkung – parallel zur Detektionsrichtung (DR) – auf den zweiten Teilbereich (10) und auf den vierten Teilbereich (10‘) und dass die Fläche parallel zur Haupterstreckungsebene (110) der ersten Elektrode (E9) und der dritten Elektrode (E9‘) kleiner ist als die Fläche parallel zur Haupterstreckungsebene (110) der zweiten Elektrode (E10) und der vierten Elektrode (E10‘).
Drehratensensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall einer Drehbeschleunigung um die erste Richtung (OR) die Kraftwirkung – parallel zur Detektionsrichtung (DR) – auf den ersten Teilbereich (9), den zweiten Teilbereich (10), den dritten Teilbereich (9‘) und den vierten Teilbereich (10‘) gleich groß ist und dass die Fläche parallel zur Haupterstreckungsebene (110) der ersten Elektrode (E9), der zweiten Elektrode (E10), der dritten Elektrode (E9‘) und der vierten Elektrode (E10‘) gleich groß ist.
Drehratensensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Coriolismasse (5) mit dem ersten Antriebselement (12) mittels einer ersten Torsionsaufhängung (13) im Bereich der ersten Kippachse (11) verbunden ist und dass die zweite Coriolismasse (5‘) mit dem zweiten Antriebselement (12‘) mittels einer zweiten Torsionsaufhängung (13‘) im Bereich der zweiten Kippachse (11‘) verbunden ist.
Drehratensensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) konfiguriert ist, die erste Coriolismasse (5) und die zweite Coriolismasse (5‘) in Antriebsrichtung (AR) jeweils gegensinnig zueinander anzutreiben.
Drehratensensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) einen Antriebsrahmen aufweist, wobei der Antriebsrahmen vier winkelförmige Elemente (50) aufweist, die in den Ecken des Rahmens rotatorisch auslenkbar an dem Substrat (101) angebunden sind, wobei jeweils zwei der winkelförmigen Elemente (50) miteinander über U-förmige Federelemente miteinander verbunden sind.