DE10101352B4 - Tilt sensor arrangement - Google Patents
Tilt sensor arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- DE10101352B4 DE10101352B4 DE2001101352 DE10101352A DE10101352B4 DE 10101352 B4 DE10101352 B4 DE 10101352B4 DE 2001101352 DE2001101352 DE 2001101352 DE 10101352 A DE10101352 A DE 10101352A DE 10101352 B4 DE10101352 B4 DE 10101352B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- acceleration
- acceleration sensors
- contacting element
- sensor arrangement
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
Neigungssensoranordnung mit einem ersten eine erste Grundfläche (1a) aufweisenden Beschleunigungssensor (1), welcher ein Ausgangssignal (4) ausgibt, welches einen Offset-Fehler (4a) aufweist, und welcher mit seiner Grundfläche (1a) auf einem Befestigungs- und Kontaktierungselement (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Beschleunigungssensor (2) derart auf dem Befestigungs- und Kontaktierungselement (3) angeordnet ist, daß seine Grundfläche (2a) von dem Befestigungs- und Kontaktierungselement (3) abgewandt ist.Inclination sensor arrangement comprising a first acceleration sensor (1) having a first base area (1a) which outputs an output signal (4) which has an offset error (4a) and which is arranged with its base (1a) on a mounting and contacting element (3 ), characterized in that a second acceleration sensor (2) on the mounting and contacting element (3) is arranged such that its base (2a) facing away from the mounting and contacting element (3).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Neigungssensoranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem eine Grundfläche aufweisenden ersten Beschleunigungssensor, welcher ein Ausgangssignal ausgibt, welches einen Offset-Fehler aufweist, und welcher mit seiner Grundfläche auf einem Befestigungs- und Kontaktierungselement angeordnet ist.The The invention relates to a tilt sensor arrangement according to the preamble of Claim 1 having a base area having a first acceleration sensor, which outputs an output signal which is an offset error and which with its base on a mounting and contacting element is arranged.
Eine derartige Neigungssensoranordnung wird beispielsweise in einem Kraftfahrzeug verwendet, um die Abweichung des Kraftfahrzeugs von der Waagerechten zu erfassen. Aufgrund einer Abweichung von der Waagerechten lassen sich verschiedene Einstellungen des Kraftfahrzeugs verändern. So läßt sich insbesondere die Fahrdynamikregelung, die Leuchtweitenregelung und die Überrollsensierung durch Erfassung der Fahrzeugneigung optimieren. Bei den genannten Anwendungen muß die Fahrzeugneigung statisch gemessen werden. Des weiteren werden hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Erfassung der Fahrzeugneigung gestellt.A Such tilt sensor arrangement is used for example in a motor vehicle used to measure the deviation of the motor vehicle from the horizontal capture. Due to a deviation from the horizontal leave different settings of the motor vehicle change. So let yourself in particular the vehicle dynamics control, the headlight range control and the roll over sensation optimize by detecting the vehicle inclination. In the mentioned Applications must be Vehicle inclination can be statically measured. Furthermore, high Requirements for accuracy of detection of vehicle inclination posed.
Um die Forderungen an die Genauigkeit zu erfüllen, können hoch-symmetrische bulk-mikromechanische Beschleunigungssensoren ver wendet werden, wie z. B. der Typ SCA 610 der Firma VTI-Hamlin, welche eine sehr gute Genauigkeit hinsichtlich der Abgleichtoleranz, des Temperaturdriftes und der Alterungsdrift aufweisen. Bulk-mikromechanische Beschleunigungssensoren sind jedoch relativ teuer.Around To meet the demands on accuracy, can be highly symmetrical bulk micromechanical acceleration sensors ver be used, such. B. the type SCA 610 VTI-Hamlin, which has a very good accuracy in terms of alignment tolerance, have the temperature drift and aging drift. Bulk micromechanical However, acceleration sensors are relatively expensive.
Die bekannten oberflächenmikromechanischen Beschleunigungssensoren, wie z. B. der Typ SMB 100 der Firma Bosch, sind zwar kostengünstiger, jedoch ist deren Genauigkeit etwa nur halb so hoch wie die der genannten bulk-mikromechanischen Beschleunigungssensoren. Es ergeben sich daher Probleme beim Einsatz dieser Beschleunigungssensoren zur Erfassung der Fahrzeugneigung.The known surface micromechanical Acceleration sensors, such. B. the type SMB 100 from Bosch, are cheaper, However, their accuracy is about half as high as that of the mentioned bulk-micromechanical Acceleration sensors. There are therefore problems in use These acceleration sensors for detecting the vehicle inclination.
Ein weiteres Problem bei der Erfassung der Fahrzeugneigung ist, dass eine Offset-Ausregelung nicht möglich ist, da die Fahrzeugneigung auch statisch erfasst werden muss und eine Offset-Ausregelung bei statisch gemessenen Systemen nie möglich ist. Denn es kann systembedingt nicht unterschieden werden, ob das Fahrzeug geneigt ist, oder ob die Sollwertabweichung von einem Sensorfehler herrührt.One Another problem in detecting the vehicle inclination is that an offset compensation is not possible is because the vehicle inclination must be recorded statically and Offset compensation is never possible with statically measured systems. Because it can not be distinguished systemically, whether the vehicle is inclined, or whether the setpoint deviation from a sensor error arises.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Neigungssensoranordnung derart auszubilden, dass sie eine erhöhte Genauigkeit aufweist.It is the object of the invention, an aforementioned tilt sensor arrangement such that it has an increased accuracy.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution This object is apparent from the features of the characterizing Part of claim 1. Advantageous developments of the invention emerge from the dependent claims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Gemäß der Erfindung ist eine Neigungssensoranordnung mit einem ersten eine Grundfläche aufweisenden Beschleunigungssensor, welcher ein Ausgangssignal ausgibt, welches einen Offset-Fehler aufweist, und welcher mit seiner Grundfläche auf einem Befestigungs- und Kontaktierungselement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Beschleunigungssensor derart auf dem Befestigungs- und Kontaktierungselement angeordnet ist, dass sei ne Grundfläche von dem Befestigungs- und Kontaktierungselement abgewandt ist.According to the invention is a tilt sensor assembly with a first having a base Acceleration sensor which outputs an output signal which has an offset error, and which with its footprint on one Fixing and contacting element is arranged, characterized characterized in that a second acceleration sensor on the fastening and contacting element is arranged that be ne base area facing away from the fastening and contacting element.
Dadurch, daß ein zweiter Beschleunigungssensor derart auf dem Befestigungs- und Kontaktierungselement angeordnet ist, daß seine Grundfläche von dem Befestigungs- und Kontaktierungselement abgewandt ist, das heißt, der zweite Beschleunigungssensor im Prinzip auf dem Kopf auf dem Befestigungs- und Kontaktierungselement angeordnet ist, lassen sich auf einfache Weise systembedingte Abweichungen vom tatsächlichen Meßwert eliminieren. Hierzu brauchen die Ausgangssignale der beiden Beschleunigungssensoren lediglich subtrahiert zu werden.Thereby, the existence second acceleration sensor on the mounting and contacting element is arranged that his Footprint of the fastening and contacting element is remote, that is, the second acceleration sensor in principle on the head on the mounting and contacting element is arranged, can be easily Way to eliminate system-related deviations from the actual measured value. Need for this the output signals of the two acceleration sensors only to be subtracted.
Da die beiden Beschleunigungssensoren um 180 Grad gedreht auf dem Befestigungs- und Kontaktierungselement angeordnet sind, sind die beiden Ausgangssignale ebenfalls entgegengesetzt zueinander. Das heißt, die beiden Ausgangssignale weisen umgekehrte Vorzeichen auf. Hierdurch bewirkt die Subtraktion der beiden Ausgangssignale, daß sich die Beträge der Ausgangssignale addieren. Zum Erhalt des wahren Ausgangssignals braucht das durch die Subtraktion gewonnene Signal lediglich durch zwei dividiert zu werden.There the two acceleration sensors rotated 180 degrees on the mounting and contacting element are arranged, are the two output signals also opposite to each other. That is, the two output signals have opposite signs. This causes the subtraction the two output signals that are the amounts add the output signals. To preserve the true output signal needs the signal obtained by the subtraction only by two to be divided.
Durch die Subtraktion der Ausgangssignale der beiden Beschleunigungssensoren wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß sich die systembedingten Fehler gegeneinander aufheben. Denn im Gegensatz zu den Ausgangssignalen weisen die systembedingten Fehler der Beschleunigungssensoren keine unterschiedlichen Vorzeichen auf, sondern haben dieselbe Richtung und im wesentlichen denselben Betrag.By the subtraction of the output signals of the two acceleration sensors is achieved in an advantageous manner that the systemic errors pick up against each other. Because in contrast to the output signals The system-related errors of the acceleration sensors have no different Signs up, but have the same direction and essentially the same amount.
In vorteilhafter Weise ist der erste Beschleunigungssensor mittels Bond-Drähten mit dem Befestigungs- und Kontaktierungselement elektrisch verbunden und der zweite Beschleunigungssensor mittels eines leitenden Klebers mit dem Befestigungs- und Kontaktierungselement elektrisch verbunden. Insbesondere durch die Verbindung der Anschlüsse des zweiten Beschleunigungssensors mit dem Befestigungs- und Kontaktierungselement mittels des leitenden Klebers vereinfacht sich der Aufbau der Neigungssensoranordnung sehr.Advantageously, the first acceleration sensor is electrically connected by means of bonding wires to the fastening and contacting element and the second acceleration sensor is electrically connected to the fastening and contacting element by means of a conductive adhesive. In particular, through the connection of the connections of the second acceleration sensor with the fastening and contacting element by means of the conductive adhesive, the structure of the tilt sensor arrangement is simplified greatly.
Als besonders vorteilhaft hat sich die erfindungsgemäße Anordnung bei oberflächenmikromechanischen Beschleunigungssensoren erwiesen, so daß eine Anordnung, bei der die Beschleunigungssensoren oberflächenmikromechanische Beschleunigungssensoren sind, besonders vorteilhaft ist. Hierbei erwies sich die Erfindung bei Beschleunigungssensoren, welche eine Wippe aufweisen, als ganz besonders vorteilhaft. Denn insbesondere bei derartigen Beschleunigungssensoren werden durch die erfindungsgemäße Anordnung systembedingte Fehler sehr gut eliminiert. So läßt sich insbesondere ein durch eine Torsionsfederungsunsymmetrie vorhandener mechanischer Offset-Fehler gut eliminieren.When Particularly advantageous, the inventive arrangement has surface micromechanical Acceleration sensors proved, so that an arrangement in which the Acceleration sensors surface micromechanical Acceleration sensors are, is particularly advantageous. in this connection The invention has been found in acceleration sensors, which a Have rocker, as very particularly advantageous. Especially in such acceleration sensors are by the inventive arrangement System-related errors eliminated very well. So can be particularly by a a torsional suspension asymmetry of existing mechanical offset errors eliminate well.
Als besonders vorteilhaft hat sich auch eine Ausführungsform herausgestellt, bei der die Beschleunigungssensoren aus derselben Fertigungscharge stammen. Da innerhalb derselben Fertigungscharge die Prozeßtoleranzen im wesentlichen gleich groß sind, sind die systembedingten Fehler ebenfalls im wesentlichen gleich groß, so daß sie sich aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung nahezu vollständig gegeneinander aufheben.When An embodiment has also turned out to be particularly advantageous. when the acceleration sensors from the same production batch come. Because within the same production batch the process tolerances are essentially the same size, the systemic errors are also essentially the same large, so she herself almost due to the inventive arrangement Completely pick up against each other.
Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Auswerteelektronik vorhanden ist, mittels welcher die Ausgangssignale beider Beschleunigungssensoren ausgewertet werden. Durch die Verwendung derselben Auswerteelektronik, welche regelmäßig ein sogenanntes ASIC ist, zur Auswertung beider Ausgangssignale wird auch ein Fehler, der durch die Auswerteelektronik entsteht, eliminiert.Especially an embodiment is also advantageous the invention, in which a transmitter is present by means of which the output signals of both acceleration sensors are evaluated. By using the same evaluation, which regularly a so-called ASIC is, to evaluate both output signals also an error that arises through the transmitter eliminated.
Die Verstärkung des Auswerte-ASICs muß so abgeglichen werden, daß die Empfindlichkeitsfehler der Sensorelemente, die im wesentlichen gleich groß sind, kompensiert werden. Dies ist jedoch technisch kein Problem.The reinforcement of the evaluation ASIC must be so be adjusted that the Sensitivity errors of the sensor elements, which are essentially the same size, be compensated. However, this is technically not a problem.
Die Verwendung derselben Auswerteelektronik läßt sich in vorteilhafter Weise mittels eines Multiplexers realisieren. Da der Multiplexer ebenfalls für beide Ausgangssignale verwendet wird, hebt sich ein durch den Multiplexer entstehender Fehler ebenfalls auf.The Use of the same evaluation can be in an advantageous manner realize by means of a multiplexer. Because the multiplexer too for both Output signals is used, rises through the multiplexer resulting error also on.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß sich Alterungstoleranzen insbesondere hinsichtlich eines Offsets nicht auswirken. Denn die Alterung während eines Fahrzyklus' ist zu vernachlässigen und die durch die Alterung über einen längeren Zeitraum entstehenden Abweichungen sind bei beiden Beschleunigungssensoren gleich groß, so daß sich diese Abweichungen bei der erfindungsgemäßen Anordnung aufheben. In derselben Weise hebt sich auch ein Fehler auf, welcher aufgrund von Temperatureinflüssen entsteht.One Another advantage of the arrangement according to the invention is that aging tolerances especially with regard to an offset. Because the Aging during a driving cycle 'is to neglect and that through aging a longer one Period deviations are in both acceleration sensors same size, so that cancel these deviations in the arrangement according to the invention. In in the same way, an error also arises, which is due to of temperature influences arises.
Durch die Verwendung von zwei Beschleunigungssensoren besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, daß die Ausgangssignale der beiden Beschleunigungssensoren zur Feststellung einer vorbestimmten Abweichung miteinander verglichen werden. Hierdurch wird die Funktionssicherheit, die bei allen sicherheitskritischen Systemen vorgeschrieben ist, wesentlich erhöht. Denn überschreitet die Abweichung der Ausgangssignale der beiden Beschleunigungssensoren einen vorbestimmten Betrag, bedeutet dies, daß einer der Beschleunigungssensoren defekt ist, wodurch der von der erfindungsgemäßen Neigungssensoranordnung ausgegebene Wert fehlerhaft ist. Somit wird durch die erfindungsgemäße Anordnung nicht nur die Genauigkeit der Neigungserfassung vergrößert, sondern auch deren Funktionssicherheit.By the use of two acceleration sensors is more advantageous Way the possibility that the Output signals of the two acceleration sensors for detection a predetermined deviation are compared. hereby is the functional safety, which in all safety critical Systems prescribed is substantially increased. Because exceeds the deviation the output signals of the two acceleration sensors a predetermined Amount, it means that one the acceleration sensors is defective, whereby the tilt sensor arrangement according to the invention output value is incorrect. Thus, by the inventive arrangement not only increases the accuracy of inclination detection, but also their functional safety.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further Details, features and advantages of the present invention result from the following description of a particular embodiment with reference to the drawing.
Zeichnungdrawing
Es zeigtIt shows
Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment
Wie
den
Da
sich die Beschleunigungssensoren
Bei
der in
Wie
Die
Wippe
Die
Wippe
Im
Betrieb ist der Beschleunigungssensor so in einem elektrischen Schaltkreis
angeordnet und so abgeglichen, daß sich im Ruhezustand, das
heißt
in einer waagerechten Anordnung der Grundfläche
Ergibt
sich aufgrund einer Neigung der Grundfläche
Da
somit bei der in
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001101352 DE10101352B4 (en) | 2001-01-13 | 2001-01-13 | Tilt sensor arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001101352 DE10101352B4 (en) | 2001-01-13 | 2001-01-13 | Tilt sensor arrangement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10101352A1 DE10101352A1 (en) | 2002-07-18 |
DE10101352B4 true DE10101352B4 (en) | 2010-04-08 |
Family
ID=7670459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001101352 Expired - Fee Related DE10101352B4 (en) | 2001-01-13 | 2001-01-13 | Tilt sensor arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10101352B4 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006248270A (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Honda Motor Co Ltd | Device for detecting mounting condition of detection apparatus |
DE102007051262A1 (en) | 2007-10-26 | 2009-07-16 | Wabco Gmbh | Device and method for automatic adjustment of the horizontal level of a commercial vehicle |
CN101750046B (en) * | 2009-12-24 | 2013-05-08 | 三一重工股份有限公司 | Angle measuring device, method and engineering machine |
GB2581124B (en) * | 2018-12-03 | 2021-08-11 | Enteq Upstream Plc | Inclinometer |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9202533U1 (en) * | 1992-02-27 | 1992-04-23 | Mannesmann Kienzle Gmbh, 78052 Villingen-Schwenningen | Accelerometer |
-
2001
- 2001-01-13 DE DE2001101352 patent/DE10101352B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9202533U1 (en) * | 1992-02-27 | 1992-04-23 | Mannesmann Kienzle Gmbh, 78052 Villingen-Schwenningen | Accelerometer |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
M.OFFENBERG, Sensor Portfolio for Automotive Applications based on surface Micro-Machining with Thick Polysilicon, Messe'sensor 99 (18.-20. Mai 1999, Nürnberg) porceedings II, P. 1.10, p 293 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10101352A1 (en) | 2002-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19719780B4 (en) | Acceleration detecting means | |
DE60205404T2 (en) | SEALED LOAD CELL | |
DE69432396T2 (en) | An acceleration | |
EP2263093B1 (en) | Micromechanical acceleration sensor | |
DE69521890T2 (en) | STABILIZED PRESSURE SENSOR | |
EP0981755B1 (en) | Acceleration sensor | |
EP2102666A1 (en) | Acceleration sensor with comb-shaped electrodes | |
DE4135369C2 (en) | ||
CH673897A5 (en) | ||
DE19520004C2 (en) | Acceleration sensor | |
DE19822171A1 (en) | Capacitive acceleration sensor | |
EP0447810B1 (en) | Measuring device for filling level or other mechanical properties of electrically conductive liquid | |
EP2279422A1 (en) | Micromechanical acceleration sensor | |
DE102004013583A1 (en) | Sensor for a physical quantity with a bar | |
DE60008304T2 (en) | Shear load cell | |
DE10101352B4 (en) | Tilt sensor arrangement | |
DE19802353B4 (en) | Capacitive accelerometer | |
DE3814949C1 (en) | ||
DE69528572T2 (en) | Sensor for acceleration status | |
DE69611328T2 (en) | Impact sensor | |
WO2002079740A1 (en) | Capacitive microsystem for recording mechanical deformations, use and operating method | |
DE4340664C2 (en) | Piezoresistive accelerometer | |
WO2000028293A1 (en) | Capacitive measuring sensor and method for operating same | |
DE102020214019A1 (en) | Micromechanical sensor element | |
DE19752439C2 (en) | Micromechanical tilt sensor, in particular for motor vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120801 |