DE10006933A1 - Mikrokreisel - Google Patents

Abstract

Es wird ein Mikrokreisel beschrieben, bei dem eine den Kamm-Schwingungserregern eines Außenrahmens zugeführte Spannung einfach aufgehoben wird, und wobei die Kamm-Schwingungserreger stabil in Resonanz versetzt werden, ohne von einer Erregerspannung beeinflusst zu werden. Der Mikrokreisel enthält einen Innenrahmen 110, angeordnet innerhalb eines Außenrahmens 120 gegenüber stabförmigen elastischen Körpern 130. Elastische, auslenkbare Körper 230 sind an vier Ecken des Außenrahmens 120 auslenkbar in Richtung der x-Achse angeordnet. Kamm-Schwingungserreger 250 und 250' sind mit Kämmen zwischen Erregerkämmen 220 des Rahmens angeordnet. An beiden Seiten des Außenrahmens 120 sind Kämme 280 von Kammsensoren 270 und 270' horizontal asymmetrisch angeordnet, so dass die Störsignale, die zu den Kammsensoren übertragen werden, ausgeglichen werden können.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrogyroskop in einer Mikrostruktur, bei dem eine an einen Kamm-Schwingungserreger eines Außenrahmens angelegte Spannung einfach ausgeglichen wird, und bei dem die Kamm- Schwingungserreger stabil in Resonanz gebracht werden, ohne von der Erreger­ spannung beeinflusst zu werden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Mikrokreisel einer Mikrostruktur, bei dem in Messrichtung stabförmige elas­ tische Körper innerhalb eines Außenrahmens angeordnet sind, um einen Innen­ rahmen zu halten, weiterhin Kammsensoren mit horizontal angeordneten Käm­ men, die asymmetrisch an beiden Seiten des Außenrahmens angeordnet sind, elastische Körper in Richtung der Auslenkung, die derart an vier Ecken des Au­ ßenrahmens angeordnet sind, dass sie die Erregerschwingungen und die Mess­ schwingungen voneinander trennen können, so dass die an die Kamm- Schwingungserreger des Außenrahmens angelegte Spannung einfach durch Kammsensoren auf beiden Seiten gedämpft werden kann, wodurch sichergestellt wird, dass der Mikrokreisel stabile Resonanzschwingungen ausführen kann, ohne dass er durch die Erregerspannung beeinflusst wird.

Hintergrund der Erfindung

Im Allgemeinen werden Sensoren zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit von Inertialkörpern weitverbreitet als Teile von Navigationseinrichtungen für Schiffe, Flugzeuge und dergleichen verwendet. Gegenwärtig wird dieses Gerät auch bei Navigationseinrichtungen für Automobile, sowie bei Hochleistungsvideokameras zum Ausgleich von Schwingungen der Hand eingesetzt.

Ein herkömmlicher Kreisel, der für militärische Zwecke und für Flugzeuge einge­ setzt wird, wird aus einer Vielzahl von Präzisionsbauteilen hergestellt und in einem komplizierten Herstellungsvorgang zusammengebaut, so dass eine präzise Funk­ tion möglich wird. Die Herstellungskosten sind jedoch hoch, und das Gerät ist sehr groß, so dass es nicht in der allgemeinen Technik und für Hauselektrogeräte ver­ wendet werden kann.

Vor kurzem wurde ein kleiner Kreisel entwickelt, in dem ein piezoelektrisches Ge­ rät an einem dreieckigen, prismenförmigen Träger angebracht wurde. Dieses Ge­ rät wird als Sensor für die Schwingungen der Hand bei einer kleinen Videokamera benutzt. Weiterhin wurde ein kleiner Kreisel mit einer verbesserten zylindrischen Trägerstruktur entwickelt, um die Schwierigkeiten bei dem Kreisel mit dem piezo­ elektrischen Gerät zu überwinden.

Diese zwei Arten von kleinen Kreiseln erfordern jedoch präzise hergestellte Ein­ zelteile, so dass die Herstellung schwierig ist und die Herstellungskosten hoch sind. Die beiden erwähnten Kreiselarten umfassen eine Vielzahl mechanischer Einzelteile, so dass die Erzeugung eines integrierten Schaltkreises schwierig ist.

Das Prinzip des Kreisels ist wie folgt. Wenn ein rotierender Inertialkörper, der in der Richtung einer ersten Achse rotiert oder schwingt, in den Einfluss einer Win­ kelgeschwindigkeit in einer zweiten Achsenrichtung gerät, welche senkrecht zu der ersten Achsenrichtung ist, dann erfasst der Kreisel eine Corioliskraft, die in einer dritten Achsenrichtung wirkt, welche senkrecht zu der ersten und der zweiten Achsenrichtung ist.

In diesem Zustand, wenn die Kräfte, die auf den Inertialkörper einwirken, ausge­ glichen werden sollen, muss die Erfassung der Winkelgeschwindigkeit sehr präzi­ se durchgeführt werden. Insbesondere ist eine Einrichtung für den Ausgleich der Kräfte erforderlich, wenn die Linearität und die Bandweite vergrößert werden sol­ len.

Ein herkömmlicher Mikrokreisel gemäß dieser Technik ist in Fig. 1 dargestellt.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfasst der Mikrokreisel: eine Mehrzahl von Kämmen 20, die innerhalb eines Rahmens 10 in seitlicher Richtung und in Messrichtung (y- Achsenrichtung) angeordnet sind; eine Mehrzahl von Messfühlern in Messrichtung (y-Achsenrichtung), die zwischen den Kämmen 20 angeordnet sind, wobei die Messfühler 40 an positiven und negativen Halteeinrichtungen 30 und 30' angeord­ net sind; elastische Körper 50 für die Messrichtung, die an vier Stellen (oben, un­ ten, links und rechts) des Rahmens 10 angeordnet sind; Schwingeinrichtungen 60, die an den elastischen Körpern 50 in Richtung der Auslenkung (x-Achse) ange­ ordnet sind; Kamm-Schwingungserreger 70, um Schwingungen der Schwingein­ richtung 60 durch die Zufuhr einer Spannung anzuregen; sowie elastische Körper in Richtung der Schwingungsanregung, die an den vier Ecken der Schwingein­ richtung angeordnet sind.

Bei dem herkömmlichen, wie zuvor beschrieben aufgebauten Mikrogyroskop wer­ den die Schwingeinrichtungen 60 in Richtung der Auslenkung (x-Achse) in Schwingungen versetzt, indem sie eine Wechselspannung von den Schwingungs­ erregern 70 erhalten. Wenn die Schwingeinrichtungen 60 in Schwingungen ver­ setzt worden sind, wenn eine Winkelgeschwindigkeit in einer Richtung (y-Achse) senkrecht zur Ebene des Kreisels einwirkt, dann wird eine Corioliskraft in Mess­ richtung erzeugt, mit dem Ergebnis, dass die internen Strukturen des Rahmens 10 in Messrichtung bewegt werden. Diese Bewegung erzeugt eine Veränderung der Kapazität zwischen den Messfühlern 40 und den Kämmen 20. Die Größe der Win­ kelgeschwindigkeit kann also berechnet werden, indem die Kapazitätsverände­ rung gemessen wird.

In dem oben beschriebenen Fall können die Schwingungen, die durch den Ein­ fluss der Schwingeinrichtungen 60 und der internen Strukturen des Rahmens 10 verursacht werden, verringert werden, indem die elastischen Körper 80 in Auslen­ kungsrichtung und die elastischen Körper 50 des Rahmens 10 in Messrichtung des Kreisels voneinander getrennt werden, indem sie symmetrisch gemacht wer­ den. Dabei gibt es jedoch ein Problem. Die oberen und unteren Abschnitte der Schwingeinrichtungen 60 sind auf den elastischen Körpern 50 in Messrichtung angeordnet, daher führen die oberen und unteren Bereiche der Schwingeinrich­ tungen jeweils instabile Auf- und Abwärtsbewegungen aus.

Insbesondere, wenn die Schwingeinrichtungen 60 und der Rahmen 10 stabile Schwingungsbewegungen in der Richtung der Auslenkung (x-Achse) ausführen sollen, wird eine Einrichtung zur Erfassung der Schwingungen der Schwingungs­ einrichtungen benötigt. Die Schwingungssignale, die von der Einrichtung zur Er­ fassung der Schwingungen erfasst werden, liefern gewisse Auslenkungssignale über einen Regelungsschaltkreis (der einen externen Messschaltkreis und einen Verstärkerschaltkreis enthält) zu den Kamm-Schwingungserregern 70. Die Schwingeinrichtungen 60 und der Rahmen 10 führen stabile Schwingungen bei einer Resonanzfrequenz durch, welche abhängt von der Masse der Schwingein­ richtungen 60, der Masse des Rahmens 10 und von der Größe der elastischen Körper in Richtung der Auslenkung.

Die Fig. 2A und 2B sind grafische Darstellungen und zeigen die Störungen des Wechselspannungssignals durch die Erregerspannung, die an beiden Seiten der Kamm-Schwingungserreger 70 angelegt wird. Wie in diesen Figuren gezeigt wird, werden die Schwingungssignale der Schwingungserfassungseinrichtung von ei­ nem negativen Störeffekt beeinflusst. Daher sind stabile Schwingungen unmög­ lich.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die zuvor beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Technik zu überwinden.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Mikrokreisel anzugeben, bei dem ein Störeffekt durch eine an die Kamm-Schwingungserreger eines Außen­ rahmens angelegte Spannung einfach durch asymmetrische Kammsensoren ge­ dämpft wird. Der Mikrokreisel wird also stabil in Resonanz versetzt, ohne dass er durch die Größe der Erregerspannung beeinflusst wird. Der Mikrokreisel kann so­ gar unter einem Vakuum mit einem großen Luftwiderstand magnetisch in Schwin­ gungen versetzt werden, das Auflösungsvermögen und die Empfindlichkeit des Kreisels werden also vergrößert, und die Lebenserwartung des Kreisels wird ver­ längert.

Um dieses Ziel zu erreichen, enthält der erfindungsgemäße Mikrokreisel: Einen Innenrahmen, der auslenkbar innerhalb eines Außenrahmens angeordnet ist; eine Mehrzahl von Kämmen, die seitlich und in einer Messrichtung (y-Achse) an beiden Seiten des Innenrahmens angeordnet sind; Messfühler in Messrichtung, die zwi­ schen den Kämmen in bestimmten Abständen angeordnet sind, und die an oberen und unteren Halterungen gehalten sind; stabförmige elastische Körper, die zwi­ schen dem Innenrahmen und dem Außenrahmen auslenkbar in Messrichtung an­ geordnet sind; Kammsensoren, die symmetrisch an beiden Seiten des Außenrah­ mens horizontal angeordnet sind; elastische Körper, die an vier Ecken des Außen­ rahmens auslenkbar in einer Auslenkrichtung (x-Achse) angeordnet sind; und Schwingungserreger, die oberhalb und unterhalb des Außenrahmens angeordnet sind, um Schwingungen der Kämme durch Anlegen einer Spannung hervorzuru­ fen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Das oben beschriebene Ziel und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung wer­ den klarer durch die genaue Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines herkömmlichen Mikrokreises ist;

Fig. 2A und 2B grafische Darstellungen sind und die Signalstörungen durch die Er­ regerspannungen zeigen, die an beide Seiten des Rahmens des Kreisels übertragen werden, wenn die Schwingeinrichtungen (Kamm- Schwingungserreger) die Erregerspannungen zur Verfügung stellen;

Fig. 3 eine schematische, perspektivische Ansicht ist und den Aufbau des erfindungsgemäßen Mikrokreisels zeigt;

Fig. 4 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Mikrokreisels ist;

Fig. 5 den entscheidenden Bereich der asymmetrischen Kammsensoren darstellt, die an beiden Seiten des Außenrahmens angebracht sind, um die gestörten Erregerspannungen auszugleichen;

Fig. 6 eine grafische Darstellung ist und die Störung der Signale zeigt, die an beiden Seiten der Kammsensoren von den Kamm- Schwingungserregern zugeführt werden, wobei

die Fig. 6A und 6B grafische Darstellungen sind und die Signalstörungen durch die Er­ regerspannungen zeigen, die auf beiden Seiten des Kammsensors zugeführt werden; und

Fig. 6C eine grafische Darstellung ist und das Auslöschen der gestörten Sig­ nale durch die Kamm-Schwingungserreger zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht und zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen Mikrokreisels. Fig. 4 ist eine Draufsicht des erfindungsgemä­ ßen Mikrokreisels. Fig. 5 zeigt einen wichtigen Bereich der asymmetrischen Kammsensoren, die an beiden Seiten des Außenrahmens angeordnet sind, um die signalgestörten Erregerspannungen auszugleichen.

Die Erregerstruktur der erfindungsgemäßen Kreiseleinrichtung 100 enthält: einen Innenrahmen 110 mit einem Coriolissensor; einen Außenrahmen 120; Kammsen­ soren 270 und 270', angeordnet an beiden Seiten des Außenrahmens 120; und Kamm-Schwingungserreger 250 und 250', vorne und hinten an dem Außenrah­ men 120 angeordnet.

Der Innenrahmen 110, der die Masse der Kreiseleinrichtung 100 darstellt, enthält stabförmige elastische Körper 130, die an den oberen, unteren, rechten und linken Seiten des Innenrahmens 110 innerhalb des Außenrahmens 120 angeordnet sind, um in Messrichtung (y-Achse) in Schwingungen versetzt zu werden. Innerhalb des Innenrahmens 110 sind Kämme 150 in Richtung der y-Achse angeordnet. Zwi­ schen den jeweiligen Kämmen 150 sind Messfühler 170 in Messrichtung (y-Achse) angeordnet, indem sie an oberen und unteren Halterungen 140 und 160 für die Messfühler befestigt sind.

Die stabförmigen elastischen Körper 130, die an vier Stellen zwischen dem Au­ ßenrahmen 120 und dem Innenrahmen 110 derart angeordnet sind, dass bei ge­ messenen Schwingungen in Messrichtung (y-Achse) durch die Corioliskraft auf­ grund der Kapazitätsunterschiede zwischen den Messfühlern 170 und den Käm­ men 150, der Innenrahmen 110 in Messrichtung in Schwingungen versetzt wird.

Der Außenrahmen 120 ist an der Außenseite des Innenrahmens 110 angeordnet, mit den in Messrichtung dazwischen liegenden stabförmigen Körpern 130. An bei­ den Seiten des Außenrahmens 120 sind Kämme 220 derart angeordnet, dass die Kämme 220 in Auslenkungsrichtung (x-Achse) durch elastische Körper 230, die als Schwingungserreger dienen, ausgelenkt werden, die an den vier Ecken des Außenrahmens 120 angeordnet sind.

Die Kamm-Schwingungserreger 220, die an der Außenseite des Außenrahmens 120 mit Abstand zwischen Kämmen 260 angeordnet sind, die an den Kamm- Schwingungserregern 250 und 250' angeformt sind, werden durch das Anlegen einer Spannung ausgelenkt. Der Außenrahmen 120 wird durch die elektrostati­ schen Kräfte ausgelenkt, die zwischen den Kämmen 220 des Außenrahmens 120 und den Kämmen 260 der Kamm-Schwingungserreger 250 und 250' erzeugt wer­ den.

Dabei sind die Kamm-Schwingungserreger 250 und 250', die den Außenrahmen 120 nach links und rechts in horizontaler Richtung (x-Achse) auslenken, parallel zur seitlichen Richtung des Außenrahmens 120 angeordnet. Die Kämme 260, die an den Kamm-Schwingungserregern 250 und 250' angeformt sind, sind zwischen den Kämmen 220 des Außenrahmens 120 angeordnet.

Fig. 5 stellt den entscheidenden Bereich der asymmetrischen Kammsensoren dar, die an beiden Seiten des Außenrahmens angeordnet sind, um die gestörten Sig­ nale der Erregerspannungen auszugleichen. Die Kammsensoren 270 und 270' ermitteln die Schwingungen des Außenrahmens 120 und des Innenrahmens 110 in Messrichtung. Sie sind mit den Kämmen 280 verbunden, die horizontal asym­ metrisch angeordnet sind.

Die Kammsensoren 270 und 270' sind integral mit den sich horizontal erstrecken­ den Kämmen 280 auf beiden Seiten des Außenrahmens 120 verbunden, wie zu­ vor beschrieben. Wenn die Kämme 220 durch die Kamm-Schwingungserreger 250 und 250' ausgelenkt werden, werden die Erregerspannungen durch den Außen­ rahmen 120 (oder seine Rückseite) übertragen, so dass verhindert wird, dass der Kammsensor 270 durch eine Störung beeinflusst wird.

Insbesondere sind die Kamm-Schwingungserreger 250 und 250', denen die positi­ ven und negativen Spannungen zugeführt werden, symmetrisch angeordnet. Wie in Fig. 6 grafisch dargestellt ist, heben sich die Wechselspannungsstörspannun­ gen, die auf den Erregerspannungen V_DC + V_AC sinωt (Fig. 6A) und V_DC - V_AC sinωt (Fig. 6B) beruhen, gegenseitig auf, wenn die Messsignale der Kammsensoren 270 und 270' durch eine Schaltung additiv überlagert werden (siehe Fig. 6C).

Demnach wird der Mikrokreisel stabil in Resonanz versetzt, ohne dass er durch die Erregerspannungen beeinflusst wird.

Die elastischen Körper 230, die an den vier Ecken des Außenrahmens 120 ange­ ordnet sind, sind U-förmig ausgebildet. Wenn die elastischen Körper 230 ausge­ lenkt werden, indem ihnen die positiven und negativen Spannungen zugeführt werden, wird die Kopplung durch die elastischen Körper 230 absorbiert, wodurch die Verschiebung in Messrichtung beinahe aufgehoben wird.

Im Folgenden wird die Funktion der vorliegenden Erfindung erläutert.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, weist der Innenrahmen 110, der als Schwingeinrichtung dient, eine Masse M auf. Der Außenrahmen 120 hat eine Masse M_o als Schwing­ einrichtung, sie besitzen separate elastische Körper 230 in Erregungsrichtung (x- Achse) und stabförmige elastische Körper 130 in Messrichtung (y-Achse). In dem oben beschriebenen Schwingungssystem kann eine äußere Kraft, die die Schwingeinrichtungen in Richtung der x-Achse erregt, durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

f = Fsin(ωt)

Die Verschiebung x und die Geschwindigkeit V in Richtung der x-Achse können durch die folgenden Formeln ausgedrückt werden:

wobei x die Verschiebung in Richtung der x-Achse ist, und V_x die Geschwindigkeit der Schwingeinrichtung in Richtung der x-Achse ist.

Die Verschiebung in Richtung der y-Achse aufgrund der Corioliskraft, die proporti­ onal zu der einwirkenden Winkelgeschwindigkeit ist, wird durch die folgende For­ mel berechnet:

wobei Qx und Qy Konstanten in Richtung der x-Achse und der y-Achse sind, und Ω die einwirkende Winkelgeschwindigkeit ist.

Daher kann die Winkelgeschwindigkeit des Inertialkörpers gemessen werden, wenn die y-Verschiebung ermittelt ist.

In der erfindungsgemäßen Kreiseleinrichtung 100 entspricht die Masse M den Massen M und M_o der Schwingeinrichtungen. Wenn eine Wechselspannung an­ gelegt wird, die der Eigenfrequenz der Kamm-Schwingungserreger 250 und 250' entspricht, entstehen aufgrund der elektrostatischen Kräfte zwischen den Kämmen 220 und 260 Schwingungen in Richtung der x-Achse.

Derartige Kräfte der Kamm-Schwingungserreger 250 und 250' können durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

wobei f die Erregerkraft ist, ε ist die dielektrische Konstante der Luft, t ist die Dicke des Kamms, n_x ist die Anzahl der Kammpaare, V ist die Erregerspannung, und h ist der Abstand zwischen den Kämmen.

Die Schwingeinrichtung, auf die definierte Erregerkraft einwirkt, schwingt mit ihrer Eigenfrequenz. Um diese Eigenfrequenz aufrechtzuerhalten, wird aufgrund der erfassten Bewegungen eine Spannung erzeugt, die die nicht stabilen Regelungs­ bedingungen erfüllt, so dass die Kamm-Schwingungserreger 250 und 250' aktiviert werden.

Wenn eine Winkelgeschwindigkeit auf die Schwingeinrichtung einwirkt, führt die Schwingeinrichtung oszillierende Bewegungen in Richtung der x-Achse aus, und zugleich führt sie eine Verschiebung in Richtung der y-Achse aus. Diese Ver­ schiebung bewirkt eine Veränderung der Kapazität zwischen den Messfühlern 170 der positiven und negativen Halterungen 140 und 160 für die Elektroden und den Kämmen 150 des Innenrahmens 110, der die Schwingeinrichtung bildet.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, bestehen die Messfühler 170 aus Anoden und Kathoden, die an die Halterungen für die Elektroden 140 und 160 angeformt sind. Die Verän­ derungen der Kapazitäten der Anoden sind entgegengesetzt zu den Veränderun­ gen der Kapazitäten der Kathoden. Wenn die Unterschiede zwischen den Kapa­ zitäten der Anoden und der Kathoden berechnet werden, kann daher die Ver­ schiebung der Schwingeinrichtung in Richtung der y-Achse ermittelt werden.

Der Unterschied ΔC der Kapazitäten zwischen den Anoden und den Kathoden wird durch die folgende Formel berechnet:

wobei n_s die Anzahl von Paaren der Messfühler 170 ist, ε ist die dielektrische Kon­ stante der Luft, I_s ist die Länge des Messfühlers, t ist die Dicke zwischen den Kämmen 150 des Innenrahmens 110 (die Schwingeinrichtung) und den Messfüh­ lern 170 der Halterungen für die Elektroden 140 und 160, und h_s ist der Abstand zwischen dem Messfühler und der Schwingeinrichtung.

Wenn die übliche Schaltung zum Erfassen der Kapazitätsänderungen benutzt wird, dann können die Spannungssignale, die proportional zu den Kapazitätsände­ rungen sind, ermittelt werden, so dass die Signale der Winkelgeschwindigkeit er­ mittelt werden können.

Die Verschiebung in Richtung der y-Achse durch die Corioliskraft muss maximiert werden, da die Leistung des Kreisels davon abhängt. Zu diesem Zweck müssen die Eigenfrequenzen der x-Achse und der y-Achse aneinander angepasst werden.

In der vorliegenden Erfindung wird die Steifigkeit in Richtung der y-Achse durch die elektrostatischen Kräfte der Messfühler 170 beeinflusst. Die Eigenfrequenz kann durch die Nutzung dieser elektrostatischen Kräfte eingestellt werden. Die Eigenfrequenz in Richtung der y-Achse kann durch die folgende Formel ausge­ drückt werden:

wobei k_b die Konstante des elastischen Körpers ist. k_n ist die Konstante desjenigen elastischen Körpers, der durch die elektrostatischen Kräfte zwischen den Mess­ fühlern und den Kämmen als Schwingeinrichtung erzeugt wird.

Die Konstante k_n kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

wobei V_b die den Messfühlern zugeführte Vorspannung ist.

Die Eigenfrequenz der y-Achse kann durch das Justieren der Vorspannung an die Eigenfrequenz der y-Achse angeglichen werden.

Die Kamm-Schwingungserreger 250 und 250', auf die die positiven und negativen Spannungen einwirken, sind symmetrisch angeordnet, während die Kammsenso­ ren 270 und 270' asymmetrisch angeordnet sind. Wie in Fig. 6 grafisch dargestellt ist, heben sich die Wechselspannungsstörspannungen aufgrund der Erregerspan­ nungen V_DC + V_AC sinωt (Fig. 6A) und V_DC - V_AC sinωt (Fig. 6B) gegenseitig auf, wenn die Messsignale der Kammsensoren 270 und 270' durch eine Schaltung additiv überlagert werden. Demnach wird der Mikrokreisel stabil in Resonanz ver­ setzt, ohne dass er durch die Erregerspannungen beeinflusst wird.

Nach der zuvor beschriebenen Erfindung, wird ein Störeffekt durch eine Span­ nung, die den Kamm-Schwingungserregern des Außenrahmens zugeführt wird, einfach ausgedämpft durch die asymmetrischen Kammsensoren. Der Mikrokreisel wird also stabil in Resonanz versetzt, ohne dass er durch die Größe der Störspan­ nung beeinflusst wird, der Mikrokreisel kann also sogar unter einem Vakuum mit einem großen Luftwiderstand magnetisch in Schwingungen versetzt werden, so dass das Auflösungsvermögen und die Empfindlichkeit des Kreisels verbessert werden, und die Lebenserwartung des Kreisels erhöht wird.

Die vorliegende, oben beschriebene Erfindung basiert auf bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispielen und den beigefügten Zeichnungen, aber es sollte für einen Fach­ mann klar sein, dass vielfältige Änderungen und Modifikationen hinzugefügt wer­ den können, ohne von dem Geist und dem Gebiet der vorliegenden Erfindung ab­ zuweichen, die durch die Patentansprüche definiert wird.

Claims (4)

1. Mikrokreisel, umfassend:
einen Innenrahmen (110), erregbar angeordnet innerhalb eines Außenrah­ mens (120);
eine Mehrzahl von Kämmen (150), seitlich und in Messrichtung auf beiden Seiten des Innenrahmens (110) angeordnet;
in Messrichtung angeordnete Messfühler (170), zwischen den Kämmen (150) in bestimmten Abständen angeordnet, gehalten an oberen und unte­ ren Halteeinrichtungen (140, 160) für die Messfühler (170);
elastische Körper (130), die zwischen dem Innenrahmen (110) und dem Außenrahmen (120) in Messrichtung erregbar angeordnet sind;
Kammsensoren (270, 270'), die asymmetrisch beiderseits des Außenrah­ mens (120) horizontal angeordnet sind;
elastische Körper (230), die an vier Ecken des Außenrahmens (120) in Auslenkrichtung angeordnet sind; und
Schwingungserreger (250, 250'), angeordnet oberhalb und unterhalb des Außenrahmens (120), um Schwingungen der Kämme (220) durch die Zu­ fuhr einer Spannung zu erzeugen.

2. Mikrokreisel nach Anspruch 1, wobei an dem Innenrahmen (110) stabförmi­ ge elastische Körper (130) an vier Stellen (vorne, hinten, links, rechts) an­ geordnet sind, um gemeinsam mit dem Außenrahmen (120) erregt zu wer­ den.

3. Mikrokreisel nach Anspruch 1, wobei Schwingungserreger (250, 250') des Außenrahmens (120) mit Abständen zwischen den Kämmen (220) der Kamm-Schwingungserreger (250, 250') angeordnet sind, wobei die Kämme (220) der Kamm-Schwingungserreger (250, 250') durch zugeführte Span­ nungen ausgelenkt werden.

4. Mikrokreisel nach Anspruch 1, wobei die Kammsensoren (270, 270') a­ symmetrisch angeordnet sind.