DE102010061755A1

DE102010061755A1 - Drehratensensor und Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors

Info

Publication number: DE102010061755A1
Application number: DE201010061755
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: 2010-11-23
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2012-05-24
Also published as: US8844357B2; US20120125099A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Drehratensensor mit einem eine Haupterstreckungsebene aufweisenden Substrat zur Detektion einer Drehrate um eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene erstreckenden ersten Achse, wobei der Drehratensensor ein erstes Corioliselement, ein zweites Corioliselement, ein drittes Corioliselement und ein viertes Corioliselement aufweist, wobei das erste Corioliselement und das vierte Corioliselement gleichsinnig parallel zu einer sich zur Haupterstreckungsebene parallel und senkrecht zur ersten Achse erstreckenden zweiten Achse antreibbar sind, wobei das erste Corioliselement und das zweite Corioliselement gegensinnig parallel zur zweiten Achse antreibbar sind und wobei das erste Corioliselement und das dritte Corioliselement gegensinnig parallel zur zweiten Achse antreibbar sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Drehratensensor bzw. von einem Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche.
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 für Drehraten um eine Achse parallel zur Sensorebene (Z bzw. Drehrate Qy) werden üblicherweise als planar schwingende Massen oder als in der Ebene rotierende Massen ausgeführt, die bei Auftreten einer Rotation, eine Corioliskraft senkrecht zur Ebene erfahren. Diese Kraft 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). Neben der Ziel-Messgröße Corioliskraft gibt es weitere Kräfte die auf die Sensoren wirken und ein Signal hervorrufen können: Linearbeschleunigung und Drehbeschleunigung. Das Auftreten dieser Kräfte führt nachteilig zu Fehlsignalen im Betrieb. Durch die differentielle Auswertung der Kräfte, die auf zwei sich gegensinnig bewegende Massen wirken, kann zwischen Corioliskraft und der Kraft durch Linearbeschleunigung unterschieden werden (z. B. zwei Massen die aufeinander zu schwingen oder eine in der Ebene rotierende Massen), bei der die Kapazität an zwei gegenüberliegenden Positionen ausgewertet wird. Herkömmliche Sensoren sind unempfindlich gegenüber der Drehbeschleunigung um die y-Achse, als auch gegenüber der Drehbeschleunigung um die z-Achse. Eine Differenzierung zwischen Corioliskraft und derjenigen Kraft, welche durch Drehbeschleunigung um die x-Achse entsteht, ist mit den herkömmlichen Sensoren nicht möglich. Diese Einschränkung ist äußerst nachteilig, weil Drehbeschleunigungen als Störgrößen auftreten.
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 gegenüber Drehbeschleunigungen sind.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Drehratensensor und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass sie die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweisen und unempfindlich gegenüber Stör- und insbesondere Drehbeschleunigungen sind. Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, dass durch eine differentielle Auswertung störende Linearbeschleunigungen und störende Drehbeschleunigungen keine oder zumindest nur vergleichsweise geringe Störsignale hervorrufen. Diese Vorteile werden erfindungsgemäß durch einen Drehratensensor mit einem eine Haupterstreckungsebene aufweisenden Substrat zur Detektion einer Drehrate um eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene erstreckenden ersten Achse erreicht, wobei der Drehratensensor ein erstes Corioliselement, ein zweites Corioliselement, ein drittes Corioliselement und ein viertes Corioliselement aufweist, wobei das erste Corioliselement und das vierte Corioliselement gleichsinnig parallel zu einer sich zur Haupterstreckungsebene parallel und senkrecht zur ersten Achse erstrecken-den zweiten Achse antreibbar sind, wobei das erste Corioliselement und das zweite Corioliselement gegensinnig parallel zur zweiten Achse antreibbar sind und wobei das erste Corioliselement und das dritte Corioliselement gegensinnig parallel zur zweiten Achse antreibbar sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Corioliselemente über Koppelelemente miteinander verbunden sind, wobei die Koppelelemente bevorzugt mit dem Substrat verbunden sind. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass die parallelen Störmoden bzgl. der Detektion zu hohen Frequenzen im Vergleich zu den gegensinnigen Detektionsmoden verschoben werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Koppelelement eine Drehachse parallel zur Haupterstreckungsebene aufweist, wobei bevorzugt die Drehachse parallel zur ersten Achse oder zur zweiten Achse verläuft. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass die parallelen Störmoden bzgl. der Detektion zu hohen Frequenzen im Vergleich zu den gegensinnigen Detektionsmoden verschoben werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Koppelelement eine Wippenstruktur aufweist, wobei die Wippenstruktur bevorzugt bezüglich der Drehachse eine symmetrische Massenverteilung aufweist. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass die parallelen Störmoden bzgl. der Detektion zu hohen Frequenzen im Vergleich zu den gegensinnigen Detektionsmoden verschoben werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Corioliselemente mit einem Übersetzungsmittel gekoppelt sind, wobei das Übersetzungsmittel mit einem Antriebsmittel gekoppelt ist, wobei bevorzugt das Übersetzungsmittel mit dem Substrat gekoppelt ist, wobei bevorzugt weitere Antriebsmittel vorgesehen sind, wobei weiter bevorzugt die Antriebsmittel miteinander gekoppelt sind. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass die parallelen Störmoden in der Antriebsbewegung zu hohen Frequenzen im Vergleich zu den gegensinnigen Antriebsmoden verschoben werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Übersetzungsmittel viereckig ausgebildet ist, wobei das Übersetzungsmittel bevorzugt L-förmige Übersetzungsmittelteilelemente aufweist. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass die parallelen Störmoden in der Antriebsbewegung zu hohen Frequenzen im Vergleich zu den gegensinnigen Antriebsmoden verschoben werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, mit einem eine Haupterstreckungsebene aufweisenden Substrat zur Detektion einer Drehrate um eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene erstreckenden ersten Achse, wobei ein erstes Corioliselement und ein viertes Corioliselement gleichsinnig parallel zu einer sich parallel zur Haupterstreckungsebene und senkrecht zur ersten Achse erstreckenden zweiten Achse angetrieben werden, wobei das erste Corioliselement und ein zweites Corioliselement gegensinnig parallel zur zweiten Achse angetrieben werden, wobei das erste Corioliselement und ein drittes Corioliselement gegensinnig parallel zur zweiten Achse angetrieben werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Corioliselemente parallel zu einer zur ersten Achse und zur zweiten Achse senkrechten dritten Achse ausgelenkt werden, wobei die Corioliselemente bevorzugt drehbar gelagert sind, wobei durch die Auslenkung des ersten Corioliselements ein erstes Detektionssignal erzeugt wird, wobei durch die Auslenkung des zweiten Corioliselements ein zweites Detektionssignal erzeugt wird, wobei durch die Auslenkung des dritten Corioliselements ein drittes Detektionssignal erzeugt wird, wobei durch die Auslenkung des vierten Corioliselements ein viertes Detektionssignal erzeugt wird, wobei das erste Detektionssignal, das zweite Detektionssignal, das dritte Detektionssignal und das vierte Detektionssignal bevorzugt zunächst einzeln ausgewertet werden und danach zusammengefasst werden. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass das Verfahren unempfindlich gegenüber Stör- und insbesondere Drehbeschleunigungen ist. Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, dass durch eine differentielle Auswertung störende Linearbeschleunigungen und störende Drehbeschleunigungen keine oder zumindest nur vergleichsweise geringe Störsignale hervorrufen.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Detektionssignal und das vierte Detektionssignal zu einem ersten Summensignal addiert werden, wobei das zweite Detektionssignal und das dritte Detektionssignal zu einem zweiten Summensignal addiert werden. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass eine differentielle Auswertung auf einfache Art und Weise durchgeführt werden kann. Das Zusammenführen kann durch Leiterbahnführung im Element oder in der Auswerteschaltung erfolgen.
Durch Prozessasymmetrien kann die Antriebsbewegung in die Detektionsbewegung überkoppeln. Dieser als Quadratur bekannte Effekt kann vorteilhaft durch eine Quadraturkompensationsstruktur kompensiert werden. Eine solche Quadraturkompensationsstruktur kann bevorzugt als flächige Elektroden ausgeführt werden, die ihren Überlapp mit den Corioliselementen relativ zur Antriebsauslenkung ändern.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung sind Entlastungsstrukturen an den Koppelelementen vorgesehen. Dadurch wird vorteilhaft der nichtlineare Bereich der Koppelelemente zu höheren Auslenkungen verschoben.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Differenzsignal aus dem ersten Summensignal und dem zweiten Summensignal gebildet wird, wobei die Drehrate in Abhängigkeit des Differenzsignals bestimmt wird. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, dass eine differentielle Auswertung auf einfache Art und Weise durchgeführt werden kann.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen
1, 2a–d, 3, 4a–b und 5 schematische Darstellungen beispielhafter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drehratensensors.
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 schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehratensensors 102 abgebildet. Der Drehratensensor 102 weist vier Corioliselemente 1, 2, 3, 4 auf, die als linear schwingende Massen (im Folgenden auch Teilschwinger oder -strukturen genannt) ausgebildet sind. Ein nicht dargestelltes Substrat weist eine Haupterstreckungsebene 100 auf. In der Haupterstreckungsebene 100 liegt die zweite Achse (Antriebachse) Y. Nicht dargestellte Antriebsmittel, die bevorzugt als Kammstrukturen ausgebildet sind, sind zur kapazitiven Schwingungsanregung der Corioliselemente parallel zur zweiten Achse vorgesehen. Die Corioliselemente 1, 2, 3, 4 sind über Koppelelemente 101, die bevorzugt als Wippen ausgebildet sind, miteinander verbunden. Die Bewegungen der Teilschwinger in der Antriebsmode sind durch die Pfeile angedeutet. Die einander diagonal gegenüber liegenden Teilschwinger 1 und 4, bzw. 2 und 3 bewegen sich in der Antriebsmode (also parallel zur Antriebsachse Y) gleichsinnig, so dass die Corioliskraft 103 aufgrund einer Drehrate um die erste Achse X gleichsinnig auf die einander diagonal gegenüberliegenden Massen wirkt und zu einer gleichsinnigen Auslenkung der einander gegenüberliegenden Massen parallel zur dritten Achse Z führt.
Die Coriolis-Kraft aufgrund der Antriebsbewegung bewirkt eine gleichsinnige z-Bewegung der Teilstrukturen 1 und 4 bzw. 2 und 3. Unter den Teilschwingern befinden sich jeweils Elektroden (nicht eingezeichnet). Die nicht dargestellten Detektionsmittel sind bevorzugt als kapazitiv messende flächige Elektroden ausgebildet. Die Elektroden von 1 und 4 sind zusammengeschaltet und die Elektroden von 2 und 3 sind zusammengeschaltet. Durch die differentielle Auswertung der Kapazitäten (C1 + C4) – (C2 + C3) ergibt sich eine Netto-Kapazitätsänderung, aus welcher die Drehrate berechnet wird.
Aufgrund der Antriebsbewegung und der Verschaltung sowie der differentiellen Auswertung der Kapazitäten (C(1 + 4) – C(2 + 3)) wird nur bei einer Drehrate um die X-Achse ein Signal erzeugt. Vorteilhaft führen Linearbeschleunigungen und Drehbeschleunigungen hingegen zu keinem Signal.
Neben der Antriebsbewegung und Detektionsbewegung gibt es weitere Störmoden, die dieser Sensor ausführen kann und die zu Störsignalen führen können. Durch Einführung von speziellen Kopplungsstrukturen zwischen den Teilschwingern werden Störmoden in dem Sinne unterdrückt, dass sie in ihrer Frequenzlage höher als die Nutzmoden liegen. Diese Kopplungsstrukturen weisen beispielsweise Wippenstrukturen oder Torsionsbalken auf. Diese Trennung von Nutzmoden und Störmoden im Frequenzbereich führt vorteilhaft zu einer geringeren Anregung der Störmoden und somit zu einem stabilen Betrieb. Dabei wird die Trennung der antiparallelen Detektionsbewegung und den zugehörigen parallelen Störmodes z. B. durch die in 2a–2d und 3 dargestellten Wippenstrukturen erreicht, deren Torsionsmode aus der Ebene heraus im Vergleich zur Biegungsmode weicher und damit niederfrequenter ist.
2a zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehratensensors 102. Der Drehratensensor 102 weist die Corioliselemente 1, 2, 3, 4 auf. Die Corioliselemente 1, 2, 3, 4 sind über Koppelelemente 101 miteinander verbunden. Der Drehratensensor 102 weist ein Übersetzungsmittel 200 auf. Das Übersetzungsmittel 200 ist über eine Eckfeder 299 mit dem Substrat verbunden. Weitere Eckfedern 299', 299'', 299''' sind an den weiteren drei Ecken des Übersetzungsmittels 200 angeordnet. Alternativ sind die Eckfedern zwischen dem Übersetzungsmittel 200 und den Corioliselementen 1, 2, 3, 4 angeordnet. Bevorzugt weist das Übersetzungsmittel 200 Winkelförmige bzw. L-förmige Teilstrukturen auf. 2b zeigt den Drehratensensor aus 2a in Ruhestellung. Die Corioliselemente werden über Antriebstrukturen 280 zu Schwingungen parallel zur y-Achse angeregt. 2c zeigt die Antriebsauslenkung in positiver y-Richtung und 2d zeigt die Antriebsauslenkung in negativer y-Richtung (wobei die Antriebsstrukturen und die Kopplung der Rahmen nicht dargestellt sind)
3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehratensensors 102. Der Drehratensensor 102 weist die Corioliselemente 1, 2, 3, 4 auf. Die Corioliselemente 1, 2, 3, 4 sind über Koppelelemente 101 miteinander verbunden. Der Drehratensensor 102 weist ein zentrales Koppelelement 301 mit einem Torsionsbalken 300 auf.
4a zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehratensensors 102. Der Drehratensensor 102 weist die Corioliselemente 1, 2, 3, 4 auf, sowie ein zentrales Koppelelement 400. Dieses zentrale Koppelelement 400 weist die steifen Elemente 405, 406 und 407 auf. Weiterhin weist das zentrale Koppelelement 400 die optionalen elastischen Elemente 403 und 404 auf, die der vorteilhaften Verschiebung des nichtlinearen Bereichs des Koppelelements 400 zu höheren Auslenkungen dienen. Weiterhin weist es die Torsionsbalken 401 und 402 auf. 4b zeigt die Ausführungsform aus 4a in einer weiteren Darstellung.
5 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehratensensors 102. Der Drehratensensor 102 weist an jedem Corioliselement angekoppelt zusätzlich eine Detektionsstruktur 500 (Stege) für Auslenkungen in x-Richtung auf. Diese Detektionsstruktur 500 erfährt durch eine Corioliskraft eine Auslenkung in Detektionsrichtung (gekennzeichnet durch die gestrichelten Pfeile). Auf diese Weise lassen sich vorteilhaft sowohl eine x- als auch eine z-Drehrate messen.
Eine Trennung der antiparallelen Antriebsbewegung und der zugehörigen parallelen Störmoden kann bevorzugt durch einen umgebenden Rahmen unterdrückt werden (s. 2a–2d). Die parallelen Störmoden bzgl. der Detektion werden durch die wippenähnlichen Strukturen zu hohen Frequenzen verschoben. Die parallelen Antriebsmoden werden durch den Rahmen zu höheren Frequenzen verschoben. Alternativ oder optional kann selbiges durch eine in 3 gezeigte Wippenstruktur erreicht werden, in deren Zentrum ein Balken 300 steif bezüglich doppelter Biegung (S-förmige Verbiegung) ist, wodurch die parallele Antriebsmode zu höheren Frequenzen verschoben ist als die antiparallele (einfache Biegung des Balkens). Die parallelen Störmoden bzgl. der Detektion werden durch die wippenähnlichen Strukturen zu höheren Frequenzen verschoben. Der Torsionsbalken (300) ist weich bzgl. der Detektionsmode (Nutzmode), bei der die 4 Teilschwinger über kreuz antiparallel aus der Ebene schwingen. Alternativ zu 301 oder optional kann selbiges durch eine in 4a, 4b gezeigte Koppelstruktur erreicht werden, in welchem die steifen Elemente (405, 406, T-förmige Struktur) eine Biegung derselben verhindern und so der bevorzugten Ausbildung der oben beschriebenen Antriebsbewegung dienen und die parallelen Antriebsmoden zu höheren Frequenzen verschieben. Die optionalen elastischen Elemente (404, 403 und U-Feder an 407) dienen der vorteilhaften Verschiebung des nichtlinearen Bereichs des Koppelelements zu höheren Auslenkungen. Die Torsionsbalken 402, 401 sind weich bezüglich der Torsion um ihre Achse und steif bezüglich einer linearen Auslenkung in die Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene. Dadurch werden die parallelen Detektionsmoden vorteilhaft zu höheren Frequenzen verschoben. Optional kann der Drehratensensor 102 mit Gegengewichten ausgestattet werden, um das von der Struktur Kopplungsstruktur 400 ausgekoppelte Moment zu kompensieren.
Ferner kann eine der obigen Strukturen mit gleichen Eigenschaften verwendet werden, um zusätzlich eine Drehrate um die z-Achse zu messen, indem weitere Detektionsstrukturen an die in x-, y- und z-Richtung beweglichen Corioliselemente angebracht werden (beispielhafte Ausführungsform in 5) die eine Auslenkung in x-Richtung detektieren. In dem gezeigten Beispiel wird die x-Auslenkung der Corioliselemente an die Detektionsstrukturen übertragen, welche steif bzgl. einer Auslenkung in z-Richtung sind. Die Auslenkung der Corioliselemente in z-Richtung wird wie in den vorhergehenden Beispielen beispielsweise mittels Elektroden detektiert, welche sich unter den Coriolis-Elementen befinden (nicht eingezeichnet).
Weiterhin können die Elektroden zur Auswertung von Linear- und Drehbeschleunigungen verwendet werden, z. B. durch Einzelauswertung der Elektroden.
Die erfindungsgemäße mikromechanische Drehratensensorstruktur 102 kann in allen Drehratensensoren für Rotationen um eine Achse parallel zur Sensorebene, wie sie im Automobilbereich (z. B. Roll-Quer Sensierung) oder Consumerbereich (z. B. Gamecontroller, Navigation) Verwendung finden, eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 03064975 A1 [0002]

Claims

Drehratensensor (102) mit einem eine Haupterstreckungsebene (100) aufweisenden Substrat zur Detektion einer Drehrate um eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene (100) erstreckenden ersten Achse (X), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehratensensor ein erstes Corioliselement (1), ein zweites Corioliselement (2), ein drittes Corioliselement (3) und ein viertes Corioliselement (4) aufweist, wobei das erste Corioliselement (1) und das vierte Corioliselement (4) gleichsinnig parallel zu einer sich zur Haupterstreckungsebene (100) parallel und senkrecht zur ersten Achse (X) erstreckenden zweiten Achse (Y) antreibbar sind, wobei das erste Corioliselement (1) und das zweite Corioliselement (2) gegensinnig parallel zur zweiten Achse (Y) antreibbar sind und wobei das erste Corioliselement (1) und das dritte Corioliselement (3) gegensinnig parallel zur zweiten Achse (Y) antreibbar sind.
Drehratensensor (102) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Corioliselement (3) und das vierte Corioliselement (4) über ein Koppelelement (101, 301, 400) miteinander verbunden sind, wobei das Koppelelement (101, 301, 400) bevorzugt mit dem Substrat verbunden ist.
Drehratensensor (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (101, 301, 400) eine Drehachse parallel zur Haupterstreckungsebene aufweist, wobei bevorzugt die Drehachse parallel zur ersten Achse (X) oder zur zweiten Achse (Y) verläuft.
Drehratensensor (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (101, 301, 400) eine Wippenstruktur aufweist, wobei die Wippenstruktur bevorzugt bezüglich der Drehachse eine symmetrische Massenverteilung aufweist.
Drehratensensor (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Corioliselemente (1, 2, 3, 4) mit einem Übersetzungsmittel (200) gekoppelt sind, wobei das Übersetzungsmittel (200) mit einem Antriebsmittel gekoppelt ist, wobei bevorzugt das Übersetzungsmittel (200) mit dem Substrat gekoppelt ist.
Drehratensensor (102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (101, 301, 400) einen bezüglich der Torsion weichen und bezüglich doppelter Biegung steifen Balken enthält, wobei bevorzugt das Koppelelement (101, 301, 400) mit dem Substrat gekoppelt ist.
Drehratensensor (102) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsmittel (200) viereckig ausgebildet ist, wobei das Übersetzungsmittel (200) bevorzugt winkel-förmige Übersetzungsmittelteilelemente aufweist.
Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors (102), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem eine Haupterstreckungsebene (100) aufweisenden Substrat zur Detektion einer Drehrate um eine sich parallel zur Haupterstreckungsebene (100) erstreckenden ersten Achse (X), dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Corioliselement (1) und ein viertes Corioliselement (4) gleichsinnig parallel zu einer sich parallel zur Haupterstreckungsebene (100) und senkrecht zur ersten Achse (X) erstreckenden zweiten Achse (Y) angetrieben werden, wobei das erste Corioliselement (1) und ein zweites Corioliselement (2) gegensinnig parallel zur zweiten Achse (Y) angetrieben werden, wobei das erste Corioliselement (1) und ein drittes Corioliselement (3) gegensinnig parallel zur zweiten Achse (Y) angetrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Corioliselemente (1, 2, 3, 4) parallel zu einer zur ersten Achse (X) und zur zweiten Achse (Y) senkrechten dritten Achse (Z) ausgelenkt werden, wobei durch die Auslenkung des ersten Corioliselements (1) ein erstes Detektionssignal erzeugt wird, wobei durch die Auslenkung des zweiten Corioliselements (2) ein zweites Detektionssignal erzeugt wird, wobei durch die Auslenkung des dritten Corioliselements (3) ein drittes Detektionssignal erzeugt wird, wobei durch die Auslenkung des vierten Corioliselements (4) ein viertes Detektionssignal erzeugt wird, wobei das erste Detektionssignal, das zweite Detektionssignal, das dritte Detektionssignal und das vierte Detektionssignal einzeln und/oder gemeinsam ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Detektionssignal und das vierte Detektionssignal zu einem ersten Summensignal addiert werden, wobei das zweite Detektionssignal und das dritte Detektionssignal zu einem zweiten Summensignal addiert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzsignal aus dem ersten Summensignal und dem zweiten Summensignal gebildet wird, wobei die Drehrate in Abhängigkeit des Differenzsignals bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehrate um die erste Achse (X) und/oder um die dritte Achse (Z) detektiert wird.