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1. WO2014166851 - RATE OF ROTATION SENSOR

Publication Number WO/2014/166851
Publication Date 16.10.2014
International Application No. PCT/EP2014/056892
International Filing Date 07.04.2014
IPC
G01C 19/5712 2012.01
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
19Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
5705using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
5712the devices involving a micromechanical structure
CPC
G01C 19/5712
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
19Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
5705using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
5712the devices involving a micromechanical structure
G01C 19/5719
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
19Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
5719using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
G01C 19/574
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
19Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
5719using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
5733Structural details or topology
574the devices having two sensing masses in anti-phase motion
Applicants
  • ROBERT BOSCH GMBH [DE]/[DE]
Inventors
  • REINMUTH, Jochen
Priority Data
10 2013 206 414.411.04.2013DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) DREHRATENSENSOR
(EN) RATE OF ROTATION SENSOR
(FR) CAPTEUR DE VITESSE DE ROTATION
Abstract
(DE)
Es wird eine mikromechanische Struktur vorgeschlagen, insbesondere ein Drehratensensor, mit einem eine Haupterstreckungsebene aufweisenden Substrat, einem ersten Corioliselement, einem zweiten Corioliselement, einer Antriebseinrichtung zur Auslenkung des ersten Corioliselements und des zweiten Corioliselements aus einer Ruhelage und einer Detektionseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Corioliselement bezüglich einer parallel zur Haupterstreckungsebene verlaufenden ersten Achse massensymmetrisch zu dem zweiten Corioliselement ausgebildet ist, wobei das erste Corioliselement und das zweite Corioliselement eine gemeinsame Haupterstreckungsebene aufweisen, wobei die gemeinsame Haupterstreckungsebene in der Ruhelage parallel zu der Haupterstreckungsebene des Substrats verläuft, wobei das erste Corioliselement und das zweite Corioliselement bezüglich einer senkrecht zur ersten Achse verlaufenden zweiten Achse jeweils massensymmetrisch ausgebildet sind, wobei das erste Corioliselement und das zweite Corioliselement durch die Antriebseinrichtung zu einer Rotationsschwingung um die erste Achse antreibbar sind, wobei das erste Corioliselement und das zweite Corioliselement im Fall einer parallel zu der Projektion der zweiten Achse auf die Haupterstreckungsebene wirkenden Drehrate zu einer Kraftwirkung der Corioliskraft im Sinne einer Rotationsschwingung um eine senkrecht zu der Haupterstreckungsebene sich erstreckende und durch den Schnittpunkt der ersten Achse und der zweiten Achse verlaufende dritte Achse auslenkbar sind, wobei die mikromechanische Struktur wenigstens ein erstes Auslenkungselement und wenigstens ein zweites Auslenkungselement aufweist, wobei das erste Auslenkungselement und das zweite Auslenkungselement bezüglich der ersten Achse und bezüglich der zweiten Achse massensymmetrisch ausgebildet sind, wobei das erste Auslenkungselement wenigstens mit dem ersten Corioliselement und das zweite Auslenkungselement wenigstens mit dem zweiten Corioliselement derart gekoppelt ist, dass die Kraftwirkung der Corioliskraft auf das erste Corioliselement und das zweite Corioliselement im Sinne einer Rotationsschwingung des ersten Auslenkungselements und des zweiten Auslenkungselements um die dritte Achse durch die Detektionseinrichtung detektierbar ist.
(EN)
The invention proposes a micromechanical structure, in particular a rate of rotation sensor, having a substrate which has a main plane of extent, having a first Coriolis element, having a second Coriolis element, having a drive device for deflecting the first Coriolis element and the second Coriolis element out of a rest position, and having a detection device, characterized in that the first Coriolis element is designed to be symmetrical in terms of mass in relation to the second Coriolis element with respect to a first axis running parallel to the main plane of extent, wherein the first Coriolis element and the second Coriolis element have a common main plane of extent, wherein, in the rest position, the common main plane of extent runs parallel to the main plane of extent of the substrate, wherein the first Coriolis element and the second Coriolis element are each designed so as to be symmetrical in terms of mass with respect to a second axis running perpendicular to the first axis, wherein the first Coriolis element and the second Coriolis element can be driven by the drive device so as to perform a rotational oscillation about the first axis, wherein, in the case of a rate of rotation acting parallel to the projection of the second axis onto the main plane of extent, the first Coriolis element and the second Coriolis element can be deflected to realize a force action of the Coriolis force for a rotational oscillation about a third axis extending perpendicular to the main plane of extent and running through the point of intersection of the first axis and second axis, wherein the micromechanical structure has at least one first deflection element and at least one second deflection element, wherein the first deflection element and the second deflection element are designed to be symmetrical in terms of mass with respect to the first axis and with respect to the second axis, wherein the first deflection element is coupled at least to the first Coriolis element, and the second deflection element is coupled at least to the second Coriolis element, such that the force action of the Coriolis force on the first Coriolis element and on the second Coriolis element for a rotational oscillation of the first deflection element and of the second deflection element about the third axis can be detected by the detection device.
(FR)
L'invention concerne une structure micromécanique, en particulier un capteur de vitesse de rotation, comprenant un substrat qui possède un plan d'extension principale, un premier élément à effet Coriolis, un deuxième élément à effet Coriolis, un système d'entraînement servant à faire sortir le premier et le deuxième élément à effet Coriolis d'une position de repos et un système de détection, caractérisée en ce que le premier élément à effet Coriolis présente une symétrie de masse avec le deuxième élément à effet Coriolis par rapport à un premier axe parallèle au plan d'extension. Le premier et le deuxième élément à effet Coriolis possèdent un plan d'extension principale qui, dans la position de repos, est parallèle au plan d'extension principale du substrat. Le premier et le deuxième élément à effet Coriolis présentent chacun une symétrie de masse par rapport à un deuxième axe perpendiculaire au premier axe et ils peuvent être mis en rotation vibratoire autour du premier axe par le système d'entraînement. En présence d'une vitesse de rotation qui agit parallèlement à la projection du deuxième axe sur le plan d'extension principale, le premier et le deuxième élément à effet Coriolis peuvent être déviés autour d'un troisième axe perpendiculaire au plan d'extension principale et passant par le point d'intersection du premier et du deuxième axe afin d'être exposés à l'action d'une force de Coriolis sous la forme d'une rotation vibratoire. La structure micromécanique comprend au moins un premier élément déviateur et au moins un deuxième élément déviateur, le premier et le deuxième élément déviateur présentant une symétrie de masse par rapport au premier axe et par rapport au second axe. Le premier élément déviateur est couplé au moins au premier élément à effet Coriolis et le deuxième élément déviateur est couplé au moins au deuxième élément à effet Coriolis de telle façon que l'action de la force de Coriolis sur le premier et le deuxième élément à effet Coriolis peut être détectée par le système de détection sous la forme d'une rotation vibratoire du premier et du deuxième élément déviateur autour du troisième axe.
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