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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Beschleunigungssensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche Beschleunigungssensoren sind allgemein bekannt und werden unter anderem bereits seit Jahren in Fahrzeugen als Crashsensoren eingesetzt. Beispielsweise offenbart die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2006 058 747 A1 einen Beschleunigungssensor mit einer seismischen Masse und einem Substrat, wobei die seismische Masse durch eine Verankerungsvorrichtung am Substrat verankert ist und durch eine senkrecht zum Substrat wirkende Beschleunigung elastisch aus der Ruhelage um eine Drehachse ausgelenkt wird. Diese Auslenkung bewirkt eine Abstandsänderung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat, wobei die Abstandsänderung über die Kapazitätsänderung einer Elektrodenanordnung vermessen werden kann. Erfindungsgemäß ist somit die Kapazitätsänderung ein Maß für die wirkende Beschleunigung.
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Nachteilig für einen solchen Beschleunigungssensor ist, dass über die Lebensdauer des Beschleunigungssensors und/oder bei Änderungen von äußeren Bedingungen, beispielsweise bei Temperaturänderungen, Verbiegungen der seismischen Masse und/oder des Substrats auftreten können, die die Messempfindlichkeit des Beschleunigungssensors maßgeblich verändern. Aus diesem Grund ist für solche Beschleunigungssensoren ein regelmäßiger Empfindlichkeitsabgleich notwendig, um Änderungen der Messempfindlichkeit des Beschleunigungssensors durch solche Verbiegungen zu kompensieren und somit Messfehler zu vermeiden.
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Gemäß dem Stand der Technik ist es üblich, einen solchen Empfindlichkeitsabgleich über einen externen mechanischen Abgleich durchzuführen, bei dem der Beschleunigungssensor von außen mit typischen Beschleunigungen beaufschlagt wird und zur Korrektur der Messempfindlichkeit die internen Verstärkungspfade der Messelektronik des Beschleunigungssensors entsprechend angepasst werden. Ein solcher externer mechanischer Abgleich ist jedoch äußerst aufwendig und daher mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2007 048 882 A1 schlägt daher einen Beschleunigungssensor vor, bei dem die seismische Masse mit dem Substrat über eine Verankerungsvorrichtung derart verankert ist, dass erfindungsgemäß nur geringfügige Änderungen der Messempfindlichkeit des Beschleunigungssensors durch eine Verbiegung des Substrats und/oder der seismischen Masse auftreten. Ein solcher Beschleunigungssensor hat jedoch den Nachteil, dass eine relativ komplizierte Verankerungsvorrichtung erforderlich ist und dadurch das Herstellungsverfahren des Beschleunigungssensors vergleichsweise aufwendig ist. Ferner werden bei einem solchen Beschleunigungssensor Änderungen der Messempfindlichkeit durch eine Verbiegung des Substrats und/oder der seismischen Masse zwar reduziert, aber nicht vollständig kompensiert, so dass weiterhin Driften der Messempfindlichkeit auftreten können, insbesondere bei starken Verbiegungen, die die Genauigkeit einer Beschleunigungsmessung maßgeblich verschlechtern.
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Aus den Druckschriften
US 5 488 864 A und
DE 10 2006 057 929 A1 sind ferner Inertialsensoren bekannt, welche mit Plattenkondensatorstrukturen arbeiten. Die Druckschrift
US 2010 / 0 024 552 A1 offenbart einen „out-of-plane“ Sensor, welcher eine Kammelektrodenstruktur aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass Änderungen der Messempfindlichkeit des Beschleunigungssensors durch eine relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat mit vergleichsweise geringem Aufwand und hoher Präzision vermessen und kompensiert werden können, wobei insbesondere auch vergleichsweise starke relative Verbiegungen kompensierbar sind. Vorteilhaft entfällt somit die Notwendigkeit eines aufwendigen und kostenintensiven externen mechanischen Empfindlichkeitsabgleichs. Ferner lässt sich der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor in kompakter Weise realisieren und ist somit vergleichsweise kostengünstig herstellbar und flexibel einsetzbar. Die aufgeführten Vorteile werden für einen erfindungsgemäßen Beschleunigungssensor gemäß dem Anspruch 1 dadurch erreicht, dass mittels des Auslenkungsmittels eine Auslenkung der seismischen Masse derart bewirkt werden kann, dass über die im Bereich des Messmittels gemessene Auslenkung der seismischen Masse auf die relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat geschlossen werden kann. Die im Bereich des Messmittels bewirkte Auslenkung ist beispielsweise über eine im Bereich des Messmittels resultierende Abstandsänderung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat messbar, wobei die resultierende Abstandsänderung ein Maß für die relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat ist. Mit dem erfindungsgemäßen Beschleunigungssensor ist es daher vorteilhaft möglich, die relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat zu vermessen und anschließend die durch diese relative Verbiegung resultierende Änderung der Messempfindlichkeit des Beschleunigungssensors rechnerisch zu bestimmen und zu kompensieren. Es ist somit in vergleichsweise einfacher Weise möglich, Driften der Empfindlichkeit, beispielsweise auf Grund von Temperaturveränderungen, zu kompensieren, ohne einen erneuten aufwendigen und kostenintensiven mechanischen Abgleich durchführen zu müssen. Ferner ermöglicht es der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor, eine Messung der relativen Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat auch während des Normalbetriebs des Beschleunigungssensors, d.h. während der Beschleunigungssensor beispielsweise in einem Fahrzeug verbaut und zur Messung von Beschleunigungen aktiviert ist, durchzuführen. Somit kann eine Messung der relativen Verbiegung auch in vergleichsweise kurzen Zeitabständen erfolgen, so dass auch kurzfristig auftretende Driften der Messempfindlichkeit, beispielsweise durch Temperaturschwankungen, bestimmbar und kompensierbar sind. Erfindungsgemäß kann dadurch eine besonders hohe Messgenauigkeit des Beschleunigungssensors gewährleistet werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zu entnehmen.
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Das Auslenkungsmittel weist ein erstes Auslenkungselement an der seismischen Masse und ein zweites Auslenkungselement am Substrat auf. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass eine Auslenkung der seismischen Masse durch eine Wechselwirkung, insbesondere durch eine elektrische und/oder magnetische Wechselwirkung, zwischen dem ersten Auslenkungselement und dem zweiten Auslenkungselement bewirkt wird, wobei die Wechselwirkung derart regelbar ist, dass eine Auslenkung des Teilbereichs der seismischen Masse in die vorgegebene Auslenkungslage bewirkbar ist und/oder dass eine vorgegebene Drehmomentbeaufschlagung auf die seismische Masse bewirkbar ist. Eine solche regelbare Wechselwirkung lässt sich vorzugsweise dadurch realisieren, dass eine regelbare elektrische Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Auslenkungselement angelegt wird.
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Es ist vorgesehen, dass das erste Auslenkungselement eine erste Kammstruktur und das zweite Auslenkungselement eine zweite Kammstruktur aufweisen, wobei die erste Kammstruktur und die zweite Kammstruktur zum Ineinandergreifen konfiguriert sind. Hierdurch ist das Auslenkungselement vergleichsweise einfach und gleichzeitig in besonders kompakter Weise realisierbar.
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Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass das erste Auslenkungselement zumindest teilweise im Bereich der Asymmetrie der seismischen Masse angeordnet ist. Auf diese Weise sind die seismische Masse und das erste Auslenkungselement als eine gemeinsame Struktur besonders kompakt und kostengünstig herstellbar.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Auslenkungselement und/oder das zweite Auslenkungselement ein Teilauslenkungselement und ein weiteres Teilauslenkungselement aufweisen, wobei das Teilauslenkungselement und das weitere Teilauslenkungselement entlang der Rotationsachse und auf zueinander gegenüberliegenden Seiten der seismischen Masse vorgesehen sind, wobei sich insbesondere eine Projektion des Teilauslenkungselements entlang einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden Projektionsrichtung und eine Projektion des weiteren Teilauslenkungselements entlang der parallel zur Rotationsachse verlaufenden Projektionsrichtung zumindest teilweise überlappen, wobei sich die Projektion des Teilauslenkungselements und die Projektion des weiteren Teilauslenkungselements besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig überlappen. Hierdurch ist es erfindungsgemäß möglich, die seismische Masse mittels des Auslenkungsmittels mit einer Drehmomentbeaufschlagung derart zu beaufschlagen, dass die durch die Drehmomentbeaufschlagung auf die seismische Masse bewirkten parallel zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Kraftkomponenten weitestgehend reduziert oder im Wesentlichen vollständig kompensiert werden. Somit können beispielsweise translative Verschiebungen der seismischen Masse parallel zur Haupterstreckungsebene und hieraus resultierende Störsignale und/oder Messfehler unterdrückt werden, so dass eine besonders genaue und störungsfreie Messung der relativen Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat realisiert wird.
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Besonders bevorzugt weist das Auslenkungsmittel an der seismischen Masse ein erstes und ein weiteres erstes Auslenkungselement und am Substrat ein zweites und ein weiteres zweites Auslenkungselement auf, wobei das weitere erste und das weitere zweite Auslenkungselement auf einer ersten Seite einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene und entlang der Rotationsachse verlaufenden Orthogonalebene vorgesehen sind und wobei das erste und das zweite Auslenkungselement auf einer der ersten Seite bezüglich der Orthogonalebene gegenüberliegenden zweiten Seite vorgesehen sind. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine Auslenkung der seismischen Masse durch das erste und das zweite Auslenkungselement und eine weitere Auslenkung der seismischen Masse durch das weitere erste und das weitere zweite Auslenkungselement zu bewirken. Insbesondere wird es hierdurch ermöglicht, mittels des ersten und des zweiten Auslenkungselements einen Teilbereich der seismischen Masse in eine vorgegebene Auslenkungslage auszulenken und mittels des weiteren ersten und des weiteren zweiten Auslenkungselements einen weiteren Teilbereich der seismischen Masse in eine weitere Auslenkungslage auszulenken. Erfindungsgemäß ist durch die Messung der im Bereich des Messmittels bewirkten Auslenkung und der bewirkten weiteren Auslenkung die relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat mit besonders hoher Präzision bestimmbar. Insbesondere ist hierdurch auch eine bezüglich der Orthogonalebene asymmetrische relative Verbiegung bestimmbar.
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Es ist vorgesehen, dass das Messmittel wenigstens eine erste Elektrode an der seismischen Masse und wenigstens eine zweite Elektrode am Substrat aufweist, wobei sich eine Projektion der ersten Elektrode entlang einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Projektionsrichtung und eine Projektion der zweiten Elektrode entlang der senkrecht zur Haupterstreckungsebene verlaufenden Projektionsrichtung zumindest teilweise überlappen. Erfindungsgemäß ist es hierdurch besonders vorteilhaft möglich, die im Bereich des Messmittels bewirkte Auslenkung der seismischen Masse über eine Änderung einer elektrischen Kapazität zwischen der ersten und der zweiten Elektrode zu vermessen, wobei die Kapazitätsänderung über eine Kapazitäts-Erfassungsvorrichtung gemessen wird.
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Des Weiteren ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Kopplungselement zwischen der seismischen Masse und dem Substrat Torsions- und/oder Biegefederelemente aufweist, so dass die seismische Masse auf besonders vorteilhafte Weise um die Rotationsachse auslenkbar ist.
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Ein weiterer nicht zur Erfindung gehöriger Gegenstand ist ein Verfahren zum Betrieb eines Beschleunigungssensors. Bevorzugt wird die seismische Masse mittels des Auslenkungsmittels mit einer Mehrzahl von vorgegebenen Drehmomentbeaufschlagungen beaufschlagt, wobei mittels des Messmittels die im Bereich des Messmittels bewirkte Mehrzahl von Auslenkungen der seismischen Masse gemessen wird. Die relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat kann dann bevorzugt anhand der im Bereich des Messmittels gemessenen Auslenkung der seismischen Masse unter Kenntnis der Federsteifigkeit der seismischen Masse und der vorgegebenen Drehmomentbeaufschlagung bestimmt werden. Ferner ist es bevorzugt möglich, dass die relative Verbiegung vorzugsweise aus dem im Fall einer relativen Verbiegung vorliegenden nichtlinearen Zusammenhang zwischen der Mehrzahl der vorgegebenen Drehmomentbeaufschlagungen und der im Bereich des Messmittels gemessenen Mehrzahl von Auslenkungen der seismischen Masse ermittelt wird.
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Es versteht sich für den Fachmann, dass aus der Kenntnis der relativen Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat die durch diese relative Verbiegung resultierende Änderung der Messempfindlichkeit des Beschleunigungssensors rechnerisch bestimmbar und kompensierbar ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird somit ein vergleichsweise einfaches und kostensparendes Verfahren zum Empfindlichkeitsabgleich des Beschleunigungssensors vorgesehen.
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Es ist beispielsweise möglich, den Beschleunigungssensor in einen Kalibrierungsmodus zu schalten, in dem ein Empfindlichkeitsabgleich gemäß dem Verfahren durchgeführt wird. Ferner ist es beispielsweise auch möglich, die relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse und dem Substrat während des Normalbetriebs des Beschleunigungssensors zu vermessen, so dass die Messung der relativen Verbiegung in vergleichsweise kurzen Zeitabständen durchführbar ist und somit auch kurzfristig auftretende relative Verbiegungen detektiert und kompensiert werden können. Vorzugsweise wird hierzu das Verfahren mittels einer Messelektronik in vorgegebenen Zeitabständen während des Normalbetriebs des Beschleunigungssensors durchgeführt und die gemessene relative Verbiegung an ein Steuerungsmittel weitergeleitet, wobei das Steuerungsmittel die internen Verstärkungspfade der Messelektronik, beispielsweise einer Kapazitäts-Erfassungseinrichtung, anpasst und somit einen Empfindlichkeitsabgleich des Beschleunigungssensors bewirkt.
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Es ist bevorzugt, dass die im Bereich des Messmittels bewirkte Auslenkung der seismischen Masse durch eine Messung der Änderung der elektrischen Kapazität zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bestimmt wird, wobei die Änderung der elektrischen Kapazität besonders bevorzugt in ein Spannungssignal umgewandelt wird und vorzugsweise einer Messelektronik zugeführt wird.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Auslenkung des Teilbereichs der seismischen Masse in eine vorgegebene Auslenkungslage und/oder eine vorgegebene Drehmomentbeaufschlagung auf die seismischen Masse durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen dem ersten Auslenkungselement und dem zweiten Auslenkungselement bewirkt wird. Hierdurch ist es beispielsweise vorteilhaft möglich, die Drehmomentbeaufschlagung auf die seismische Masse vergleichsweise einfach zu regeln.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigen
- 1a,b die Draufsicht und den Schnitt eines Beschleunigungssensors des Stands der Technik mit verbogener seismischer Masse in der Ruhelage der seismischen Masse,
- 2a,b die Draufsicht und den Schnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors mit verbogener seismischer Masse in der Ruhelage der seismischen Masse,
- 3a,b die Draufsicht und den Schnitt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors mit verbogener seismischer Masse in einer vorgegebenen Auslenkungslage der seismischen Masse,
- 4 die Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors,
- 5a,b die Draufsicht und den Schnitt einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors mit verbogenem Substrat in der Ruhelage der seismischen Masse.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
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In 1a,b sind die Draufsicht und die Seitenansicht eines Beschleunigungssensors gemäß dem Stand der Technik dargestellt, wobei der Beschleunigungssensor 1 ein eine Haupterstreckungsebene 100 aufweisendes Substrat 3 und eine seismische Masse 4 aufweist, wobei die seismische Masse 4 über ein Kopplungselement 9 mit dem Substrat 3 verankert ist, wobei das Kopplungselement 9 Torsionsfederelemente 8 mit einer Rotationsachse 103 aufweist, wobei die seismische Masse 4 bezüglich einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 und entlang der Rotationsachse 103 verlaufenden Orthogonalebene 107 asymmetrisch am Kopplungselement 9 aufgehängt ist. Ferner weist der Beschleunigungssensor 1 auf einer ersten Seite 101 der Orthogonalebene 107 eine erste Elektrode 5' an der seismischen Masse 4 und eine zweite Elektrode 5 am Substrat 3 auf, wobei sich eine Projektion der ersten Elektrode 5' entlang einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 verlaufenden Projektionsrichtung und eine Projektion der zweiten Elektrode 5 entlang der senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 verlaufenden Projektionsrichtung zumindest teilweise überlappen, wobei die erste und die zweite Elektrode 5', 5 eine elektrische Kapazität 5" bilden. Ferner weist der Beschleunigungssensor 1 auf einer der ersten Seite 101 bezüglich der Orthogonalebene 107 gegenüberliegenden zweiten Seite 102 eine weitere erste Elektrode 6' an der seismischen Masse 4 und eine weitere zweite Elektrode 6 am Substrat 3 auf, wobei sich eine Projektion der weiteren ersten Elektrode 6' entlang einer weiteren senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 verlaufenden Projektionsrichtung und eine Projektion der weiteren zweiten Elektrode 6 entlang der weiteren senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 verlaufenden Projektionsrichtung zumindest teilweise überlappen, wobei die weitere erste und die weitere zweite Elektrode 6', 6 eine weitere elektrische Kapazität 6" bilden. Die seismische Masse 4 weist auf der zweiten Seite 102 eine Asymmetrie der seismischen Masse 7 bezüglich der Orthogonalebene 107 derart auf, dass bei einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 wirkendenden Kraftbeaufschlagung 104, beispielsweise durch eine senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 wirkende translative Beschleunigung, eine Drehmomentbeaufschlagung auf die seismische Masse 4 bewirkt wird und somit eine Auslenkung der seismischen Masse 4 um die Rotationsachse 103 resultiert. Die Auslenkung führt erfindungsgemäß bevorzugt zu einer Abstandsänderung zwischen der seismischen Masse 4 und dem Substrat 3 im Bereich der ersten und der zweiten Elektrode 5', 5 und zu einer weiteren Abstandsänderung zwischen der seismischen Masse 4 und dem Substrat 3 im Bereich der weiteren ersten und der weiteren zweiten Elektrode 6', 6, wobei durch die Abstandsänderung eine Änderung der elektrischen Kapazität 5" und durch die weitere Abstandsänderung eine Änderung der weiteren elektrischen Kapazität 6" resultieren, wobei die Änderungen der elektrischen Kapazitäten 5", 6" vorzugsweise mittels einer nicht abgebildeten Kapazitäts-Erfassungseinrichtung messbar sind. Die Änderungen der elektrischen Kapazitäten 5", 6" sind somit ein Maß für die senkrecht zur Haupterstreckungsebene 100 wirkende translative Beschleunigung. Gemäß der Darstellung befindet sich die seismische Masse 4 in seiner Ruhelage 40, wobei die Ruhelage 40 dadurch gekennzeichnet ist, dass keine Drehmomentbeaufschlagung auf die seismische Masse 4 wirkt. Die seismische Masse 4 weist in der Dar-stellung ferner eine Verbiegung auf, die beispielsweise aus einer Temperaturänderung resultiert.
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2a,b zeigen die Draufsicht und die Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors 1 in seiner Ruhelage 41, wobei der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor 1 dem in 1a,b illustrierten Beschleunigungssensor 1 -9-gemäß dem Stand der Technik ähnelt, wobei in der ersten Ausführungsform der Beschleunigungssensor 1 ein Auslenkungsmittel aufweist, wobei das Auslenkungsmittel ein erstes Auslenkungselement 10 und ein zweites Auslenkungselement 20 umfasst, wobei das erste Auslenkungselement 10 im Bereich der Asymmetrie der seismischen Masse 7 an der seismischen Masse 4 angeordnet ist und wobei das zweite Auslenkungselement 20 am Substrat 3 verankert ist. Ferner weist das erste Auslenkungselement 10 eine erste Kammstruktur 11 und das zweite Auslenkungselement 20 eine zweite Kammstruktur 21 auf, wobei die erste Kammstruktur 11 und die zweite Kammstruktur 21 zum Ineinandergreifen konfiguriert sind.
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3a,b zeigen die Draufsicht und die Seitenansicht der ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors 1 gemäß 2a,b in einer vorgegebenen Auslenkungslage 41. In dieser Darstellung wird durch das erste und das zweite Auslenkungselement 10, 20 eine Auslenkung der seismischen Masse 4 um die Rotationsachse 103 derart bewirkt, dass ein Teilbereich der seismischen Masse 4 in eine vorgegebene Auslenkungsla-ge 41 eingestellt wird, wobei die vorgegebene Auslenkungslage 41 dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste Kammstruktur 11 und die zweite Kammstruktur 21 im Wesentlichen deckungsgleich ineinandergreifen. Eine Auslenkung in eine solche vorgegebene Auslenkungslage 41 wird beispielsweise durch Anlegen einer hinreichend großen elektrischen Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Auslenkungselement 10, 20 mittels einer nicht abgebildeten Spannungsversorgung realisiert. Die im Bereich der ersten und zweiten Elektrode 5', 5 bewirkte Auslenkung der seismischen Masse 4 und die im Bereich der weiteren ersten und der weiteren zweiten Elektrode 6', 6 bewirkte weitere Auslenkung der seismischen Masse 4 sind wie für 1a,b beschrieben über die Änderungen der elektrischen Kapazitäten 5", 6" mittels einer nicht abgebildeten Kapazitäts-Erfassungseinrichtung messbar. Erfin-dungsgemäß sind die Änderungen der elektrischen Kapazitäten 5", 6" ein Maß für die relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse 4 und dem Substrat 3. Beispielsweise ist denkbar, dass die vorgegebene Auslenkungslage 41 derart vorgegeben ist, dass die bei Auslenkung des Teilbereichs der seismischen Masse 4 in die vorgegebene Auslenkungslage 41 resultierenden Änderungen der elektrischen Kapazitäten 5", 6" im Wesentlichen proportional zur relativen Verbiegung sind.
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4 zeigt die Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors 1, wobei der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor 1 dem in 1a,b illustrierten Beschleunigungssensor 1 gemäß dem Stand der Technik ähnelt, wobei in der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors 1 die seismische Masse 4 ein erstes Auslenkungselement 10 aufweist, wobei das erste Auslenkungselement 10 zumindest teilweise im Bereich der Asymmetrie der seismischen Masse 7 an der seismischen Masse 4 angeordnet ist, wobei das zweite Auslenkungselement 20 am Substrat 3 verankert ist, wobei das zweite Auslenkungselement 20 ein Teilauslenkungselement 30 und ein weiteres Teilauslenkungselement 30' aufweist, wobei das Teilauslenkungselement 30 und das weitere Teilauslenkungselement 30' entlang der Rotationsachse 103 und auf zueinander gegenüberliegenden Seiten der seismischen Masse 4 angeordnet sind, wobei sich eine Projektion des Teilauslenkungselements 30 entlang einer parallel zur Rotationsachse 103 verlaufenden Projektionsrichtung und eine Projektion des weiteren Teilauslenkungselements 30' entlang der parallel zur Rotationsachse 103 verlaufenden Projektionsrichtung im Wesentlichen vollständig überlappen. Ferner weist das erste Auslenkungselement 10 eine erste Kammstruktur 11 auf, wobei das Teilauslenkungselement 30 eine Teilkammstruktur 31 aufweist und wobei das weitere Teilauslenkungselement 30' eine weitere Teilkammstruktur 31' aufweist, wobei sowohl die erste Kammstruktur 11 und die Teilkammstruk-tur 31 als auch die erste Kammstruktur 11 und die weitere Teilkammstruktur 31' zum Ineinandergreifen konfiguriert sind. Vorzugsweise gleicht die Teilkammstruktur 31 im Wesentlichen der weiteren Teilkammstruktur 31' und besonders bevorzugt ist die erste Kammstruktur 11 symmetrisch bezüglich einer zweiten Orthogonalebene 106 ausgebildet, wobei die zweite Orthogonalebene 106 sich senkrecht zur Orthogonalebene 107 und durch den Massen-schwerpunkt der seismischen Masse 4 erstreckt. Wird nun beispielsweise eine elektrische Spannung zwischen dem ersten Auslenkungselement 10 und dem Teilauslenkungselement 30 sowie eine weitere elektrische Spannung zwischen dem ersten Auslenkungselement 10 und dem weiteren Teilauslenkungselement 30' eingestellt, wobei die elektrische Spannung und die weitere elektrische Spannung einander identisch sind, so ist für den Fachmann ersichtlich, dass die durch Anlegen der elektrischen Spannung und der weiteren elektrischen Spannung auf die seismische Masse 4 bewirkte Kraftbeaufschlagung vorteilhaft keine Kraftkomponente entlang der Rotationsachse 103 aufweist. Für den Fachmann ist weiterhin verständlich, dass ebenso auch Anordnungen und Ausbildungen des Auslenkungselements 10 und der Teilauslenkungselemente 30, 30' derart möglich sind, dass die durch Anlegen der elektrischen Spannung und der weiteren elektrischen Spannung auf die seismische Masse 4 bewirkte Kraftbeaufschlagung keine Kraftkomponente entlang einer senkrecht zur Orthogonalebene 107 verlaufenden Richtung aufweist. Durch eine solche Anordnung ist es somit erfindungsgemäß möglich, translative Verschiebungen der seismischen Masse 4 entlang der Haupterstreckungsebene 100 und dadurch resultierende Störsignale des Beschleunigungssensors 1 vorteilhaft zu verhindern.
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5a,b zeigen eine Draufsicht und Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors 1 in der Ruhelage 40, wobei der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor 1 der dritten Ausführungsform im Wesentlichen dem in 2a,b dargestellten erfindungsgemäßen Beschleunigungssensor 1 der ersten Ausführungsform ähnelt, wobei in der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungssensors 1 das erste und das zweite Auslenkungselement 10, 20 auf der zweiten Seite 102 der Orthogonalebene 107 angeordnet sind, wobei das Auslenkungsmittel auf der ersten Seite 101 der Orthogonalebene 107 ein weiteres erstes Auslenkungselement 10' an der seismischen Masse 4 und ein weiteres zweites Auslenkungselement 20' am Substrat 3 aufweist, wobei das weitere erste Auslenkungselement 10' eine weitere erste Kammstruktur 11' und das weitere zweite Auslenkungselement 20' eine weitere zweite Kammstruktur 21' aufweisen, wobei die weitere erste Kammstruktur 11' und die weitere zweite Kammstruktur 21' zum Ineinandergreifen konfiguriert sind. Durch diese Anordnung ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass mittels des ersten und des zweiten Auslenkungselements 10, 20 eine Auslenkung eines Teilbereichs der seismischen Masse 4 in eine vorgegebene Auslenkungslage 41 bewirkbar ist, wobei die vorgegebene Auslenkungslage 41 dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste Kammstruktur 10 und die zweite Kammstruktur 20 im Wesentlichen deckungsgleich ineinander greifen, und dass mittels des weiteren ersten und des weiteren zweiten Auslenkungselements 10', 20' eine weitere Auslenkung eines weiteren Teilbereichs der seismischen Masse 4 in eine weitere vorgegebene Auslenkungslage bewirkbar ist, wobei die weitere vorgegebene Auslenkungslage dadurch gekennzeichnet ist, dass die weitere erste Kammstruktur 11' und die weitere zweite Kammstruktur 21' im Wesentlichen deckungsgleich ineinander greifen. Wie für die vorangegangen Ausführungsbeispiele beschrie-ben sind erfindungsgemäß bevorzugt sowohl die Auslenkung im Bereich der ersten und der zweiten Elektrode 5, 5' und als auch die weitere Auslenkung im Bereich der weiteren ersten und der weiteren zweiten Elektrode 6, 6' über die Änderungen der elektrischen Kapazitäten 5", 6" messbar. Es ist für den Fachmann verständlich, dass aus der gemessenen Auslenkung und der gemessenen weiteren Auslenkung besonders vorteilhaft eine bezüglich der Orthogonalebene 107 asymmetrische relative Verbiegung zwischen der seismischen Masse 4 und dem Substrat 3 bestimmbar ist. In dem hier dargestellten dritten Ausführungsbeispiel weist das Substrat 3 eine Verbiegung auf, wobei die seismische Masse 4 im Wesentlichen unverbogen ist. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die seismische Masse 4 eine Verbiegung aufweist und das Substrat 3 im Wesentlichen unverbogen ist oder dass sowohl die seismische Masse 4 als auch das Substrat 3 eine Verbiegung aufweisen.
