DE10321962A1 - Simulation device for simulating the rotation of a micro-mechanical Coriolis sensor, for its calibration and characterization, has acceleration, compensation and frequency information units - Google Patents
Simulation device for simulating the rotation of a micro-mechanical Coriolis sensor, for its calibration and characterization, has acceleration, compensation and frequency information units Download PDFInfo
- Publication number
- DE10321962A1 DE10321962A1 DE2003121962 DE10321962A DE10321962A1 DE 10321962 A1 DE10321962 A1 DE 10321962A1 DE 2003121962 DE2003121962 DE 2003121962 DE 10321962 A DE10321962 A DE 10321962A DE 10321962 A1 DE10321962 A1 DE 10321962A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- primary
- signal
- frequency
- rotation rate
- movement
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Drehratensensoren und insbesondere auf die Kalibrierung von Drehratensensoren. Mikromechanische Coriolis-Kraft-Drehratensensoren besitzen vielfältige Anwendungsfelder, von denen beispielsweise die Positionsbestimmung eines Automobils oder eines Flugzeugs zu nennen ist. Allgemein besitzen solche Sensoren eine bewegliche mechanische Struktur, welche zu einer periodischen Schwingung angeregt wird. Diese periodische, durch Anregung erzeugte Schwingung wird auch als primäre Schwingung bezeichnet. Erfährt der Sensor eine Drehung um eine Achse senkrecht zu der Primärschwingung oder Primärbewegung, so führt die Bewegung der Primärschwingung zu einer Coriolis-Kraft, die proportional zur Messgröße, d. h. der Winkelgeschwindigkeit, ist. Durch die Coriolis-Kraft wird eine zweite, zur Primärschwingung orthogonale Schwingung angeregt. Diese zweite, zur Primärschwingung orthogonale Schwingung wird auch als Sekundärschwingung oder Sekundärbewegung bezeichnet. Die Sekundärschwingung, die auch als Detektionsschwingung bezeichnet wird, kann durch verschiedene Messverfahren erfasst werden, wobei die erfasste Größe als Maß für die auf den Drehratensensor wirkende Drehrate dient. Um die Primärschwingung zu erzeugen, werden unter anderem thermische, piezoelektrische, elektrostatische und induktive Verfahren verwendet, welche in der Technik bekannt sind. Zu der Erfassung der Sekundärschwingung sind piezoelektrische, piezoresistive oder kapazitive Prinzipien Stand der Technik.The The present invention relates to yaw rate sensors and in particular on the calibration of yaw rate sensors. Micromechanical Coriolis force rotation rate sensors possess diverse Fields of application, for example position determination of an automobile or an aircraft. Generally possess such sensors have a movable mechanical structure, which too a periodic vibration is excited. This periodic, Vibration generated by excitation is also called the primary vibration designated. learns the sensor rotates about an axis perpendicular to the primary vibration or primary movement, so leads the movement of the primary vibration to a Coriolis force that is proportional to the measurand, d. H. the angular velocity. The Coriolis force makes one second, for primary vibration orthogonal vibration excited. This second, to the primary vibration Orthogonal vibration is also called secondary vibration or movement designated. The secondary vibration, which is also referred to as a detection oscillation, can be different Measurement methods are recorded, with the recorded size as a measure of the serves the yaw rate sensor acting yaw rate. About the primary vibration thermal, piezoelectric, electrostatic and inductive processes used in the Technology are known. To capture the secondary vibration are piezoelectric, piezoresistive or capacitive principles Stand of the technique.
Drehratensensoren können auf verschiedenartigste Arten und Weisen ausgeführt werden. Alle Drehratensensoren haben jedoch gemeinsam, dass sie eine Schwingeinrichtung umfassen, die durch eine Primäranregungseinrichtung in die Primärbewegung versetzbar ist und dass sie eine Sekundärerfassungseinrichtung haben, die eine Sekundärbewegung aufgrund einer auf den Drehratensensor wirkenden Drehrate messen kann. Bei nichtentkoppelten Sensoren führt ein und dieselbe schwingende Masse sowohl die Primärbewegung als auch die Sekundärbewegung aus. Diese Schwingeinrichtung ist dann derart ausgestaltet, dass sie eine Masse umfaßt, die sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung bewegbar aufgehängt wird. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird angenommen, dass die x-Richtung die Richtung der Primärbewegung oder der Primärschwingung ist, und dass die y-Richtung die Richtung der Sekundärbewegung bzw. der Sekundärschwingung ist, und dass die Drehrate auf die Schwingeinrichtung in z-Richtung wirkt.Gyroscopes can be carried out in a variety of ways. All rotation rate sensors have in common, however, that they include an oscillating device, by a primary excitation device in the primary movement is relocatable and that they have a secondary detection device, which is a secondary movement can measure based on a rotation rate acting on the rotation rate sensor. With uncoupled sensors one and the same vibrating mass both the primary movement and also the secondary movement out. This oscillating device is then designed in such a way that it comprises a mass which can be moved both in the x-direction and in the y-direction suspended becomes. Without restriction The general assumption is that the x-direction is the direction of the primary movement or the primary vibration and that the y direction is the direction of the secondary motion or the secondary vibration is, and that the rotation rate on the vibrating device in the z direction acts.
Die WO 98/15799 offenbart Drehratensensoren mit entkoppelten Bewegungen der Schwingeinrichtung. Die Schwingeinrichtung ist in einen Primärschwinger und einen Sekundärschwinger aufgeteilt. Der Primärschwinger führt eine Schwingung in Primärrichtung durch und ist so mit dem Sekundärschwinger gekoppelt, dass die Primärschwingung auf den Sekundärschwinger übertragen wird. Der Primärschwinger ist jedoch derart an einem Substrat aufgehängt, dass er sich lediglich in Primärrichtung bewegen kann, nicht aber in Sekundärrichtung. Damit führt eine auf den Primärschwinger wirkende Coriolis-Kraft aufgrund einer Drehrate nicht dazu, dass der Primärschwinger in Sekundärrichtung ausgelenkt wird, da dieser Bewegungsfreiheitsgrad aufgrund seiner Aufhängung für den Primärschwinger nicht existiert. Dagegen ist der Sekundärschwinger derart aufgehängt, dass er sich sowohl in Primärrichtung als auch in Sekundärrichtung bewegen kann. Die Sekundärbewegung führt dazu, dass sich der Sekundärschwinger in Sekundärrichtung be wegt, wobei diese Sekundärbewegung durch die Sekundärerfassungseinrichtung erfassbar ist. Vorzugsweise ist die Sekundärerfassungseinrichtung dabei so ausgebildet, dass sie die Primärbewegung nicht erfasst, die der Sekundärschwinger ja nur deswegen ausführt, um auf die Coriolis-Kraft „sensitiv" zu sein. Die Verbindung zwischen den Primärschwinger und dem Sekundärschwinger ist ferner, um eine noch bessere Kopplung zu erreichen, derart ausgebildet, dass zwar die Primärschwingung von dem Primärschwinger auf den Sekundärschwinger übertragen wird, dass jedoch die Sekundärschwingung nicht auf den Primärschwinger zurück übertragen wird.The WO 98/15799 discloses rotation rate sensors with decoupled movements the vibrating device. The vibrating device is in a primary vibrator and a secondary transducer divided up. The primary vibrator leads one Vibration in the primary direction through and so is with the secondary transducer coupled that the primary vibration transferred to the secondary transducer becomes. The primary vibrator is however suspended from a substrate in such a way that it only in the primary direction can move, but not in the secondary direction. So one leads on the primary transducer Coriolis force due to a rotation rate does not mean that the primary vibrator in the secondary direction is deflected because this degree of freedom due to its suspension for the primary oscillator does not exist. In contrast, the secondary oscillator is suspended in such a way that he both in the primary direction as well as in the secondary direction can move. The secondary movement leads to, that the secondary vibrator in the secondary direction be moves, this secondary movement through the secondary detection device is detectable. The secondary detection device is preferably included trained so that it does not capture the primary movement that the secondary transducer yes only because to be "sensitive" to the Coriolis force. The connection between the primary transducers and the secondary transducer is further designed in order to achieve an even better coupling, that while the primary vibration from the primary transducer transferred to the secondary transducer is that however the secondary vibration not on the primary transducer transferred back becomes.
Ein
solcher Drehratensensor, wie er aus der WO 98/15799 bekannt ist,
ist in
Ein
Sekundärschwinger
Wird
der Drehratensensor
Wird
der Drehratensensor
Die
Primärschwingeraufhängung stellt
sicher, dass der Primärschwinger
Die
WO 98/15799 offenbart ferner eine Vielzahl weiterer Drehratensensoren
mit unterschiedlichen Arten von Primär- und Sekundärschwingungen,
die darauf basieren, dass die Primärschwingung von der Sekundärschwingung
entkoppelt ist. Während
der in
Der Preis für mikromechanische Drehratensensoren wird im wesentlichen durch die Kosten für die Fertigung des Siliziumchips, die Aufbau- und Verbindungstechnik sowie das Testen und Kalibrieren der Sensoren bestimmt. Bei größeren Stückzahlen verteilen sich die Kosten näherungsweise gleichmäßig. Der Siliziumchip sowie die Aufbau- und Verbindungstechnik betragen zusammen zwei Drittel, während das zeitintensive Testen und Kalibrieren der Drehratensensoren bis zu einem Drittel der Gesamtkosten ausmacht. Der Grund für die sehr hohen Kosten des Tests und der Kalibrierungen ist die Tatsache, dass vollständig aufgebaute Drehratensensoren üblicherweise einzeln auf einem Drehtisch auf ihre Funktionalität hin getestet und kalibriert werden müssen. Besonders kostenintensiv sind dabei Messungen über den gesamten Temperaturbereich, in dem der Drehratensensor arbeiten soll. Insbesondere für automotive Anwendungen ist dieser Temperaturbereich beträchtlich, er wird sich von Minusgraden bis zu hohen Plusgraden erstrecken, um in dem gesamten Temperaturbereich, in dem ein Kraftfahrzeug arbeitet, für eine z. B. Navigation des Fahrzeugs verfügbar zu sein.The price for micromechanical rotation rate sensors is essentially by the costs for the manufacture of the silicon chip, the assembly and connection technology as well as testing and calibrating the sensors. For larger quantities the costs are distributed approximately evenly. The Silicon chip and the assembly and connection technology together two thirds while the time-consuming testing and calibration of the rotation rate sensors up to accounts for a third of the total cost. The reason for the very high cost of the test and calibrations is the fact that completely built-up rotation rate sensors usually individually tested for functionality on a turntable and need to be calibrated. Measurements over the entire temperature range are particularly cost-intensive, in which the rotation rate sensor should work. Especially for automotive Applications this temperature range is considerable, it will differ from minus degrees extend up to high plus degrees in the entire temperature range, in which a motor vehicle works, for a z. B. Navigation of the Vehicle available to be.
Im Kontext mit den stetig steigenden technischen Anforderungen, besonders an die Zuverlässigkeit sowie an die Leistungsparameter, sollen mikromechanische Drehratensensoren Spezifikationen mit sehr hohen Ansprüchen genügen, welche bisher ausschließlich von faseroptischen Gyroskopen erfüllt werden, die einer Preisklasse von mehreren tausend Euro zuzuordnen sind. Beispiele für Anwendungen mit Spezifikationen hoher Ansprüche sind die meisten militärischen Anwendungen und Navigationssysteme der Luft- sowie Raumfahrt.In the context of the steadily increasing technical requirements, particularly regarding reliability and performance parameters, micromechanical rotation rate sensors should meet specifications with very high demands, which so far have only been met by fiber-optic gyroscopes, which ei can be assigned to a price range of several thousand euros. Examples of applications with specifications of high demands are most military applications and navigation systems of the aerospace.
Neben der zeitaufwendigen einzelnen Kalibrierung der Drehratensensoren auf einem Drehtisch, der eine Drehrate für den Drehratensensor erzeugt, und der möglicherweise in einem Labor bereitsteht, ist es auch erforderlich, die Funktionalität des Sensors im Betrieb zu überwachen. Insbesondere bei mikromechanischen Drehratensensoren existieren starke Temperatureinflüsse, und zwar insbesondere dann, wenn die Schwingeinrichtung im Hinblick auf die Primärbewegung in Resonanz betrieben wird, um einen Sensor mit hoher Empfindlichkeit zu erreichen, was nur dann möglich ist, wenn die Resonanzüberhöhung aufgrund der primärseitigen Resonanz ausgenutzt wird. Eine Nachkalibrierung aufgrund der Temperaturvariationen des Sensors im normalen Betrieb fand daher dadurch statt, dass die Temperatur des Sensors gemessen wurde und aufgrund der im Labor aufgenommenen Temperaturspezifikationen eine Nachregelung stattgefunden hat. Alternativ und zusätzlich sind auch primärseitige Amplituden- und Phasenregelungen bekannt, dahingehend, dass die Primäramplitude und Primärfrequenz des Primäranregungssignals immer derart geändert werden, dass einerseits der Drehratensensor immer in primärseitiger Resonanz betrieben wird und dass andererseits die Amplitude der Primärschwingung konstant ist oder zumindest einer nachgeschalteten Auswerteelektronik bekannt ist.Next the time-consuming individual calibration of the rotation rate sensors on a turntable that generates a rotation rate for the rotation rate sensor, and possibly is available in a laboratory, it is also necessary the functionality of the sensor to monitor in operation. In particular with micromechanical rotation rate sensors exist strong temperature influences, in particular when the vibrating device is in view on the primary movement is operated in resonance to a sensor with high sensitivity to achieve what is only possible is when the resonance peaks due the primary side Resonance is exploited. A recalibration due to the temperature variations of the sensor in normal operation therefore took place in that the Temperature of the sensor was measured and due to in the laboratory readjusted temperature specifications Has. Alternatively and additionally are also primary-sided Amplitude and phase controls are known in that the primary amplitude and primary frequency of the primary excitation signal always changed like this that the rotation rate sensor is always in the primary side Resonance is operated and that on the other hand the amplitude of the primary oscillation is constant or at least one downstream evaluation electronics is known.
Problematisch ist an diesen Maßnahmen, dass sie insbesondere im Hinblick auf die im Labor aufgenommenen Temperaturvariationen einen realen Fall lediglich annähern können, da Variationen zweiter Ordnung, wie beispielsweise ein Altern der mechanisch stark beanspruchten Struktur insgesamt nicht berücksichtigt wird. Aus diesem Grund ist es bekannt, Plausibilitätsüberprüfungen des Ausgangssignals vorzunehmen, indem die Ausleseelektronik ein Testsignal generiert, das über elektrostatische Kräfte dem Drehratensensor eine der Coriolis-Kraft entsprechende Kraft einprägt, die wiederum ein Ausgangssignal liefert. Das Testausgangssignal wird mit einem ermittelten initialen Ausgangssignal verglichen und bei zu starker Abweichung erfolgt eine Fehlermeldung. Dieser Selbsttest kann auch eine Funktionalität des Sensors durch Anlegen einer definierten Spannung an einem dafür vorgesehenen Pin umfassen.Problematic is on these measures, that they are particularly relevant to those recorded in the laboratory Temperature variations can only approximate a real case because Second order variations, such as mechanical aging heavily used structure is not taken into account overall. For this Reason it is known, plausibility checks of the output signal by the readout electronics generating a test signal, the above electrostatic forces a force corresponding to the Coriolis force to the rotation rate sensor imprints, which in turn provides an output signal. The test output signal is compared with a determined initial output signal and if the deviation is too large, an error message is issued. This self test can also be a functionality the sensor by applying a defined voltage to a designated one Include pin.
Im Stand der Technik findet die initiale Kalibrierung daher unter Verwendung eines Drehtisches zum Erzeugen einer realen Drehrate bzw. mehrerer Drehraten statt, wobei im Betrieb eine Nachkalibrierung lediglich auf der Basis von im Labor ermittelten Temperaturvariationen stattfindet. Ferner kann das Ausgangssignal des Sensors hinsichtlich seiner Plausibilität überprüft werden, um im Falle einer zu großen Abweichung eine Fehlfunktion des Sensors zu signalisieren, um den Sensor auszubauen, ins Labor zu bringen und nachzukalibrieren, oder gleich durch einen neuen (frisch kalibrierten) Sensor auszutauschen.in the State of the art therefore uses the initial calibration a turntable to generate a real rotation rate or several Rates of rotation take place, with only one recalibration during operation takes place on the basis of temperature variations determined in the laboratory. Furthermore, the plausibility of the output signal of the sensor can be checked, to in the case of a too big one Deviation to signal a malfunction of the sensor Remove the sensor, bring it to the laboratory and recalibrate it, or to be replaced with a new (freshly calibrated) sensor.
Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist die Tatsache, dass zum einen, wie es ausgeführt worden ist, die Kalibrierung sehr zeit- und damit kostenintensiv ist, da ein Drehtisch benötigt wird, um den Sensor zu kalibrieren, und da ferner der gesamte Temperaturgang aufgezeichnet werden muß, um eine wenigstens annähernd gute Nachkalibrierung des Sensors im Betrieb zu erhalten.adversely in this approach is the fact that for one thing like it accomplished calibration has been very time-consuming and therefore costly is because a turntable is needed to calibrate the sensor, and furthermore the entire temperature response must be recorded at least approximately maintain good recalibration of the sensor during operation.
Weiterhin nachteilig ist die Tatsache, dass dann, wenn die Plausibilitätsüberprüfung anzeigt, dass der Sensor nicht mehr plausible Ausgangssignale liefert, ein kompletter Ausbau des Sensors verbunden mit einer Nachkalibrierung bzw. einem vollständigen Ersatz nötig sein kann, was insbesondere bei automotiven Anwendungen oder auch bei Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt wenig tolerierbar bzw. nicht möglich ist.Farther disadvantageous is the fact that if the plausibility check indicates that the sensor no longer delivers plausible output signals complete removal of the sensor combined with recalibration or a complete one Replacement needed can be what especially in automotive applications or in applications in air and Space travel is not tolerable or is not possible.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein effizienteres und fehlertoleranteres Konzept zum Kalibrieren von Drehratensensoren zu schaffen.The The object of the present invention is to create a more efficient one and more tolerant concept for calibrating yaw rate sensors to accomplish.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Charakterisieren eines Drehratensensors nach Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Charakterisieren eines Drehratensensors nach Patentanspruch 16, eine Vorrichtung zum Simulieren einer Drehrate nach Patentanspruch 17, ein Verfahren zum Simulieren einer Drehrate nach Patentanspruch 21, eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Drehratensensors nach Patentanspruch 22, ein Verfahren zum Kalibrieren eines Drehratensensors nach Patentanspruch 25, eine Vorrichtung zum Nachkalibrieren eines Drehratensensors nach Patentanspruch 26, ein Verfahren zum Nachkalibrieren eines Drehratensensors nach Patentanspruch 39 oder ein Computer-Programm nach Patentanspruch 40 gelöst.This The object is achieved by a device for characterizing a rotation rate sensor according to claim 1, a method for characterizing a Rotation rate sensor according to claim 16, a device for simulating a rotation rate according to claim 17, a method for simulating a rotation rate according to claim 21, a device for calibration a rotation rate sensor according to claim 22, a method for Calibrating a rotation rate sensor according to claim 25, a Device for recalibrating a rotation rate sensor according to claim 26, a method for recalibrating a rotation rate sensor according to Claim 39 or a computer program according to claim 40 solved.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sowohl die initiale Kalibrierung eines Drehratensensors als auch die In-Betrieb-Nachkalibrierung eines Drehratensensors entschieden vereinfacht werden können, wenn auf den Sensor keine bekannte Drehrate (z. B. durch einen Drehtisch) ausgeübt wird, sondern wenn die Schwingeinrichtung in Sekundärbewegung derart angeregt wird, dass eine genau quantifizierte Drehrate simuliert wird. Das Simulieren einer genau quantifizierten Drehrate durch ein Ansteuersignal an eine Sekundäranregungseinrichtung, die vorzugsweise mit der Sekundärerfassungseinrichtung identisch ist, ermöglicht es zum einen, eine initiale Kalibrierung des Drehratensensors unter Verwendung von zwei unterschiedlichen simulierten Drehraten vollständig ohne Verwendung eines Drehtisches durchzuführen.The present invention is based on the knowledge that both the initial calibration of a Yaw rate sensor and the recalibration of a yaw rate sensor can be decisively simplified if no known yaw rate is exerted on the sensor (e.g. by a turntable), but if the vibrating device is excited in a secondary movement in such a way that a precisely quantified yaw rate is simulated. Simulating a precisely quantified yaw rate by means of a control signal to a secondary excitation device, which is preferably identical to the secondary detection device, makes it possible, on the one hand, to carry out an initial calibration of the yaw rate sensor using two different simulated yaw rates completely without using a turntable.
Weiterhin ermöglicht es die Simulierung einer genau quantifizierten Drehrate, dass eine In-Betrieb-Nachkalibrierung des Drehratensensors erfolgen kann, ohne dass der Drehratensensor ausgebaut werden muß, und ohne dass für den Drehratensensor beispielsweise gefordert werden muß, dass sich das. Fahrzeug, in dem sich der Drehratensensor befindet, in einer definierten Situation befinden muß.Farther allows it is simulating a precisely quantified yaw rate that a Recalibration of the rotation rate sensor can be carried out, without having to remove the yaw rate sensor, and without that for the rotation rate sensor must be required, for example, that the vehicle in which the rotation rate sensor is located in a defined situation.
Weiterhin ermöglicht es das erfindungsgemäße Simulieren einer genau quantifizierten Drehrate, dass auf die Aufzeichnung eines Temperaturgangs im Labor verzichtet werden kann, wenn eine primärseitige Regelung vorgesehen ist. Dann kann auf der Basis einer aufgrund der primärseitigen Regelung veränderten Antriebsfrequenz oder Antriebsamplitude die zu simulierende genau quantifizierte Drehrate nachgesteuert werden, dahingehend, dass bei der zu simulierenden Drehrate durch Auslenkung der Schwingeinrichtung in Sekundärrichtung die Ergebnisse der primärseitigen Regelung verwendet werden, um auch bei veränderten Temperaturbedingungen eine korrekte und definierte quantifizierte Drehrate zu simulieren und darauf aufbauend eine Kalibrierung des Drehratensensors vornehmen zu können.Farther allows it the simulation according to the invention a precisely quantified yaw rate that on the record a temperature change in the laboratory can be omitted if one primary side Scheme is provided. Then on the basis of one the primary side Regulation changed Drive frequency or drive amplitude exactly to be simulated quantified rotation rate are readjusted in such a way that at the rotation rate to be simulated by deflecting the oscillating device in the secondary direction the results of the primary Regulation can be used even with changed temperature conditions to simulate a correct and defined quantified yaw rate and based on this, perform a calibration of the rotation rate sensor to be able to.
Zur Simulierung einer genau quantifizierten Drehrate des Drehratensensors wird der Drehratensensor erfindungsgemäß charakterisiert, indem auf die Schwingeinrichtung in Richtung der Primärbewegung eine erste Beschleunigung ausgeübt wird, und indem dann ein Kompensationssignal zum Kompensieren der Auslenkung aufgrund der ersten Beschleunigung ermittelt wird. Damit wird die Empfindlichkeit des Primärantriebs, also das Verhältnis der auf den Primärantrieb wirkenden Kraft, die gleich dem Produkt der Masse des Primärantriebs und der ersten Beschleunigung ist, zu dem an den Primärantrieb zu Kompensationszwecken anzulegenden elektrischen Signal ermittelt.to Simulation of a precisely quantified yaw rate of the yaw rate sensor the rotation rate sensor is characterized according to the invention by the oscillating device has a first acceleration in the direction of the primary movement exercised and then by a compensation signal to compensate for the Deflection is determined based on the first acceleration. In order to the sensitivity of the primary drive, i.e. the ratio of the on the primary drive acting force, equal to the product of the mass of the primary drive and the first acceleration is that to the primary drive determined electrical signal to be applied for compensation purposes.
Entsprechend wird für die Sekundärerfassungseinrichtung bzw. den benötigten Sekundärantrieb vorgegangen, wobei der Sekundärantrieb typischerweise identisch zu der Sekundärerfassungseinrichtung sein wird, wobei dies insbesondere im elekt rostatischen Fall eines Kammantriebs als Sekundärerfassungseinrichtung so sein wird. Hierbei wird wiederum der Sekundärantrieb mit einer zweiten Beschleunigung in Richtung der Sekundärbewegung ausgelenkt, wobei diese Auslenkung dann durch Anlegen eines Signals an den Sekundärantrieb kompensiert wird, wobei das damit erhaltene Kompensationssignal wiederum dazu dient, um die Empfindlichkeit des Sekundärantriebs zu ermitteln. Die Empfindlichkeit des Sekundärantriebs ist wiederum das Verhältnis der Kraft, die auf den Sekundärantrieb wirkt und des Produkts aus der Masse des Sekundärschwingers und der zweiten Beschleunigung, wobei das an den Sekundärantrieb anzulegenden elektrische Signal zur Kompensation der erzeugten Auslenkung berücksichtigt wird.Corresponding is for the secondary detection device or the required secondary drive proceeded with the secondary drive will typically be identical to the secondary detection device, this is particularly the case in the electrostatic case of a comb drive as a secondary detection device will be like this. Here again the secondary drive with a second one Acceleration deflected in the direction of the secondary movement, whereby this deflection then by applying a signal to the secondary drive is compensated, the compensation signal thus obtained in turn serves to increase the sensitivity of the secondary drive to investigate. The sensitivity of the secondary drive is again that relationship the force on the secondary drive acts and the product of the mass of the secondary vibrator and the second Acceleration, the electrical to be applied to the secondary drive Signal for compensation of the generated deflection taken into account becomes.
Ferner wird der Drehratensensors dahingehend kalibriert, dass der Frequenzgang des Sekundärschwingers ermittelt wird, was ohne Einsatz eines Drehtisches dadurch geschieht, dass ein Antriebssignal mit verschiedenen Frequenzen angelegt wird und die Bewegung des Sekundärschwingers aufgrund des Antriebssignals vorzugsweise nach Betrag und Phase aufgezeichnet wird. Aus der Resonanzkurve ist dann ohne weiteres die Resonanzfrequenz der Schwingeinrichtung in Sekundärbewegung und vorzugsweise auch die Güte bzw. Dämpfung ermittelbar, welche als Frequenzganginformationen bereits genügen.Further the rotation rate sensor is calibrated in such a way that the frequency response of the secondary transducer it is determined what happens without using a turntable, that a drive signal with different frequencies is applied and the movement of the secondary vibrator based on the drive signal, preferably by amount and phase is recorded. From the resonance curve is then easily the resonance frequency of the vibrating device in secondary movement and preferably also the quality or damping can be determined, which is already sufficient as frequency response information.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Schwingeinrichtung in Sekundärrichtung außerhalb der Resonanz betrieben, so dass in diesem Fall keine Frequenzganginformationen über die Schwingeinrichtung in Sekundärbewegungsrichtung benötigt werden. Wird die Schwingeinrichtung in Sekundärbewegungsrichtung jedoch ebenfalls in Resonanz oder sehr nah an der Resonanz betrieben, so wird vorzugsweise auch der Frequenzgang der Sekundäreinrichtung aufgezeichnet.at the preferred embodiment the vibrating device is outside in the secondary direction operated the resonance, so that in this case no frequency response information about the Vibrating device in the secondary movement direction needed become. However, the vibrating device in the secondary movement direction also operated in resonance or very close to resonance, so is preferably the frequency response of the secondary device recorded.
Auf der Basis der Kompensationssignale, der Frequenzganginformationen und des Zahlenwerts der zu simulierenden Drehrate ist dann erfindungsgemäß ein an die Sekundärantriebseinrichtung anzulegendes Amplitudensignal ermittelbar, das noch von der Amplitude des Anregungssignals und der Frequenz des Anregungssignals abhängt, und das, wenn es an die Sekundärantriebseinrichtung angelegt wird, zu einer Auslenkung der Schwingeinrichtung in Sekundärrichtung führt, die genau dieselbe ist, wie wenn kein Signal an die Sekundärerfassungseinrichtung angelegt werden würde, wenn jedoch statt der simulierten Drehrate eine echte Drehrate mit genau derselben Quantität vorhanden sein würde.On the basis of the compensation signals, the frequency response information and the numerical value of the rotation rate to be simulated, an amplitude signal to be applied to the secondary drive device can then be determined, which still depends on the amplitude of the excitation signal and the frequency of the excitation signal, and that when it is applied to the secondary drive device leads to a deflection of the oscillating device in the secondary direction, which is exactly the same as if no signal would be applied to the secondary detection device, but if a real instead of the simulated yaw rate Rotation rate would exist with exactly the same quantity.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass zur initialen Kalibrierung eines Drehratensensors kein Drehtisch mehr benötigt wird. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass aufgrund der möglichen In-Betrieb-Nachkalibrierung keine kompletten Temperaturgänge vorab im Labor aufgezeichnet werden müssen.On The advantage of the present invention is that the initial Calibration of a rotation rate sensor no longer requires a turntable. Another advantage of the present invention is that due to the possible In-service recalibration no complete temperature changes must be recorded in advance in the laboratory.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Sensor im Betrieb nachkalibrierbar ist, so dass keine Plausibilitätsüberprüfung mehr erforderlich ist, und dass insbesondere Alterungssituationen individuell Rechnung getragen werden kann, was dazu führt, dass ein Sensor erst dann ausgetauscht werden muß, wenn er mechanisch zerstört ist, nicht jedoch, wenn er lediglich die Kalibrierung verloren hat.On Another advantage of the present invention is that the sensor can be recalibrated during operation, so that there is no longer a plausibility check is necessary, and that in particular aging situations individually Can be taken into account, which leads to a sensor only then needs to be replaced if it mechanically destroyed is, but not if he has just lost the calibration.
Erfindungsgemäß wird daher einerseits der Aufwand für die Endtests von aufgebauten Drehratensensoren durch die eigenständige Erst- bzw. initiale Kalibrierung ohne Einsatz eines Drehtisches reduziert. Andererseits wird durch die Realisierung einer vorzugsweise permanenten eigenständigen Kontrolle während des Sensorbetriebs und durch eine eigenständige Reka librierung ebenfalls während des Sensorbetriebs die Performance der Drehratensensoren, insbesondere die Drift der Sensorparameter Skalenfaktor und Nullpunkt, verbessert.According to the invention on the one hand the effort for the final tests of built-up rotation rate sensors by the independent initial or initial calibration reduced without using a turntable. On the other hand, the implementation of a preferably permanent independent Control during of sensor operation and also through an independent recalibration while the performance of the rotation rate sensors, in particular the drift of the sensor parameters scale factor and zero point, improved.
Bei den Gesamtkosten der Drehratensensoren werden erfindungsgemäß die vergleichsweise hohen Kosten für das zeitintensive Testen sowie Kalibrieren reduziert. Insbesondere das sehr kostenintensive Testen der Sensoren über den gesamten Temperaturbereich wird in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Rekalibrierung hinfällig, die auf der Simulation einer genau quantifizierten Drehrate aufbaut. Ferner wird den stetig steigenden Anforderungen besonders an die Zuverlässigkeit sowie an die Leistungsparameter durch die Minimierung der größten Fehler bezüglich der Sensorstabilität bzw. Sensorgenauigkeit, welche durch das Driften des Skalenfaktors und des Nullpunkts entstehen, Rechnung getragen.at According to the invention, the total costs of the rotation rate sensors are compared high cost of reduces time-consuming testing and calibration. In particular the very cost-intensive testing of the sensors over the entire temperature range becomes obsolete in connection with the recalibration according to the invention is based on the simulation of a precisely quantified yaw rate. Furthermore, the steadily increasing demands on the reliability as well as performance parameters by minimizing the biggest mistakes in terms of the sensor stability or sensor accuracy, which is caused by the drifting of the scale factor and the zero point arise, taken into account.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der betrachtete Drehratensensor ein Drehratensensor mit orthogonal entkoppelten Schwingungen, also mit einer Primärschwingung, die von der Sekundärschwingung orthogonal entkoppelt ist, derart, dass die Schwingeinrichtung einen Primärschwinger und einen vom Primärschwinger getrennt und durch eine spezielle Kopplung verbundenen Sekundärschwinger umfaßt. Ferner wird es bevorzugt, den Primärschwinger linear anzuregen und eine lineare Sekundärbewegung zu erhalten, so dass die Charakterisierung des Drehratensensors und insbesondere der Primäranregungseinrichtung und der Sekundärerfassungseinrichtung mit linearen Beschleunigungen stattfinden kann. Insbesondere wird es dann bevorzugt, als lineare Beschleunigung sowohl zur Auslenkung des Primärantriebs als auch der Sekundärerfassung die Erdbeschleunigung zu verwenden, die überall vorhanden ist, und deren Wert insbesondere nahezu konstant ist. Damit muß zur Charakterisierung des Drehratensensors nicht einmal eine Beschleunigung erzeugt werden, sondern es kann die überall vorhandene Erdbeschleunigung als genau bekannte Referenz ausgenutzt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Drehratensensor derart im Gravitationsfeld angeordnet wird, dass in einem ersten Schritt die Erdbeschleunigung eine Auslenkung der Schwingeinrichtung in Primärbewegung bewirkt, und dass in einem zweiten Kalibrationsschritt der Drehratensensor so bezüglich des Gravitationsfelds angeordnet wird, dass die Erdbeschleunigung eine Auslenkung der Schwingeinrichtung in Richtung der Sekundärbewegung bewirkt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass keine Beschleunigungen erzeugt werden müssen. Lediglich die Kontrolle der Ausrichtung des Drehratensensors im Gravitationsfeld also beispielsweise unter Verwendung einer einfachen Wasserwaageneinrichtung oder eines Pendels etc. ist erforderlich, um ein ausreichend genaues Kompensationssignal ermitteln zu können.at a preferred embodiment of the present invention is the rotation rate sensor under consideration Rotation rate sensor with orthogonally decoupled vibrations, i.e. with a primary vibration, that of the secondary vibration is orthogonally decoupled, in such a way that the oscillating device primary oscillator and one from the primary transducer separated and connected by a special coupling secondary transducer includes. It is also preferred to linearly excite the primary oscillator and a linear secondary movement to get, so the characterization of the rotation rate sensor and in particular the primary excitation device and the secondary detection device can take place with linear accelerations. In particular then it is preferred as a linear acceleration both for deflection of the primary drive as well as secondary registration to use the gravitational acceleration that is everywhere and its Value in particular is almost constant. In order to characterize the Rotation rate sensor not even generate an acceleration it can do it anywhere existing gravitational acceleration is used as a precisely known reference become. This is achieved in that the rotation rate sensor is such is arranged in the gravitational field that in a first step the acceleration due to gravity is a deflection of the vibrating device in primary movement causes, and that in a second calibration step, the rotation rate sensor so regarding the gravitational field is arranged that gravitational acceleration a deflection of the oscillating device in the direction of the secondary movement causes. It is particularly advantageous here that there are no accelerations must be generated. Only the control of the orientation of the rotation rate sensor in the Gravitational field, for example, using a simple one Spirit level device or a pendulum etc. is required in order to be able to determine a sufficiently precise compensation signal.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:preferred embodiments of the present invention are hereinafter referred to the accompanying drawings explained in detail. Show it:
Nachfolgend
wird Bezug nehmend auf
Der
Drehratensensor umfaßt
ferner eine Sekundäreinxichtung
Die
Sekundärerfassungseinrichtung
Der
in
An
dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass das Signal V, das von
der Sekundärerfassungseinrichtung
Zur
Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend das
Charakterisierungsprinzip allgemein erläutert, bevor dann auf
Das
physikalische Prinzip der einzuprägenden Kraft FE ist
beliebig. Nachfolgend wird jedoch Bezug nehmend auf den speziellen
entkoppelten Drehratensensor von
Die vorliegende Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass eine Drehrate ohne Geometriedaten des Drehratensensors simuliert werden kann, da sämtliche Geometrieabhängigkeiten des Drehratensensors aufgrund der Kompensationssignale und des Frequenzgangs in meßbare Signale bzw. berechenbare Größen „transformiert" werden. Dies betrifft insbesondere lokal auf dem Wafer bzw. dem Chip variierende Geometrieparameter wie beispielsweise die sogenannte Trenchverbreiterung, die Variation der Höhe der Siliziumschicht und die Variation des Abstands zwischen Substrat und Sensorstruktur. Diese Größen haben direkten Einfluss auf die Leistungsparameter der einzelnen Sensoren bzw. Sensorchips. Erfindungsgemäß wird zur Optimierung der Genauigkeit der nachgebildeten Drehrate die Chip- bzw. Sensor-spezifische Nachbildung der definierten und genau quantifizierten Drehrate unabhängig von den technologischen Prozesstoleranzen durchgeführt, so dass einerseits eine eigenständige initiale Kalibrierung mittels Krafteinprägung und andererseits eine In-Betrieb-Nachkalibrierung ebenfalls mittels Krafteinprägung, also durch Simulation einer Drehrate erhalten wird.The The present invention is advantageous in that a rotation rate can be simulated without geometry data of the yaw rate sensor, because everyone geometry dependencies of the rotation rate sensor due to the compensation signals and the frequency response in measurable Signals or calculable variables are “transformed”. This concerns in particular, geometry parameters that vary locally on the wafer or the chip such as the so-called trench broadening, the variation the height the silicon layer and the variation of the distance between the substrate and sensor structure. Have these sizes direct influence on the performance parameters of the individual sensors or sensor chips. According to the invention Optimization of the accuracy of the simulated yaw rate that is chip or sensor specific Simulation of the defined and precisely quantified yaw rate independent of the technological process tolerances, so that on the one hand a independent initial calibration by force injection and on the other hand a In-service recalibration also by means of force injection is obtained by simulating a rotation rate.
Zur
Nachbildung der Drehrate unabhängig
von technologischen Toleranzen wird vorzugsweise eine elektrostatische
Kraft (das „Ausgangssignal" des Blocks
Allgemein gilt mit der auf den Primärschwinger eingeprägten Geschwindigkeit ν und der Drehrate Ω für die auf die inertiale Masse ms (Masse des Sekundärschwingers) wirkende Coriolis-Kraft FC folgender Zusammenhang: In general, the following relationship applies to the velocity ν impressed on the primary oscillator and the yaw rate Ω for the Coriolis force F C acting on the inertial mass ms (mass of the secondary oscillator):
Die
vorstehende Gleichung gilt für
senkrecht aufeinanderstehende Bewegungsachsen. Die eingeprägte Geschwindigkeit ν ent spricht
der zeitlichen Ableitung der sinusförmigen Antriebs- bzw. Primärbewegung
des Sensors und kann mit der Amplitude x0 sowie
der Phase φp der Primärschwingung und der Antriebsfrequenz ω durch folgende
Gleichung dargestellt werden:
In der vorstehenden Gleichung wird die Amplitude x0 der Primärschwingung folgendermaßen dargestellt, wobei ωp die Antriebsfrequenz ist: In the above equation, the amplitude x 0 of the primary vibration is represented as follows, where ω p is the drive frequency:
Die Phase φp der Primärschwingung lautet dabei folgendermaßen: The phase φ p of the primary vibration is as follows:
In den vorstehenden Gleichungen steht FCD0 für die Amplitude der sinusförmigen Antriebskraft auf den Primärschwinger. mp gibt die Masse des Primärschwingers an, während βp die Dämpfung der Primärbewegung darstellt.In the above equations, F CD0 stands for the amplitude of the sinusoidal driving force on the primary vibrator . m p indicates the mass of the primary oscillator, while β p represents the damping of the primary movement.
Erfindungsgemäß wird für die Primärschwingung
und, wenn es benötigt
wird, auch für
die Sekundärschwingung
der frequenzabhängige
Amplituden- sowie Phasenverlauf „messtechnisch" exakt ermittelt.
Daraus werden dann weitere, den Sensor charakterisierende Frequenzgangparameter,
wie die Dämpfung
bzw. Güte berechnet,
und insbesondere auch die Resonanzfrequenz der Schwingeinrichtung
in Primärbewegungsrichtung.
Hierzu ist eine Steuereinrichtung beispielsweise innerhalb eines
digitalen Signalprozessors, vorgesehen, um verschiedene Anregungsfrequenzen
durchzufahren und an der Primäranregungseinrichtung
Analog kann für den Sekundärschwinger vorgegangen werden, wenn auch die Resonanzüberhöhungskurve des Sekundärschwingers benötigt wird. Typischerweise wird es jedoch bevorzugt, Drehratensensoren mit entkoppelten Schwingungsmoden derart zu betreiben, dass sich die Resonanzfrequenz des Sekundärschwingers in der Sekundärbewegungsrichtung von der Resonanzfrequenz des Primärschwingers in Primärbewegungsrichtung unter scheidet. In diesem Fall wird der Frequenzgang des Sekundärschwingers nicht benötigt, da der Sekundärschwinger in Sekundärbewegungsrichtung außerhalb der Resonanz betrieben wird und somit keine Resonanzüberhöhung auftritt. Wird auch der Primärschwinger nicht in Resonanz betrieben, so sind die Frequenzganginformationen derart, dass angezeigt wird, dass der Primärschwinger außerhalb der Resonanz betrieben wird. Aufgrund der wesentlich erhöhten Empfindlichkeit wird es jedoch bevorzugt, den Primärschwinger in Resonanz zu betreiben und insbesondere den Punkt der maximalen Amplitude, also die Frequenz der Anregungsschwingung mit einer Phasenregelung derart nachzuführen, dass auch bei veränderten Temperaturbedingungen der Primärschwinger immer in Resonanz bzw. in einer definierten Bandbreite um die Resonanz herum betrieben wird.Analogous can for the secondary transducer be followed, if the resonance curve of the secondary transducer needed becomes. Typically, however, it is preferred to use rotation rate sensors to operate with decoupled vibration modes in such a way that the resonance frequency of the secondary transducer in the secondary movement direction from the resonance frequency of the primary transducer in the primary direction of movement differentiates. In this case the frequency response of the secondary oscillator not required, because the secondary vibrator in the secondary movement direction outside the resonance is operated and thus no resonance increase occurs. Becomes the primary transducer too the frequency response information is not operated in resonance such that it indicates that the primary vibrator is outside the resonance is operated. Because of the significantly increased sensitivity however, it is preferred to operate the primary oscillator in resonance and in particular the point of maximum amplitude, i.e. the frequency track the excitation oscillation with a phase control in such a way that even with changed temperature conditions the primary vibrator always in resonance or in a defined range around the resonance is operated around.
Sowohl für den Primärschwinger als auch für den Sekundärschwinger werden die Informationen über Amplitude und Phase des Primär- bzw. Sekundärschwingers vorzugsweise mittels einer I/Q-Demodulation im digitalen Signalprozessor realisiert. Basierend auf den messtechnischen Bestimmungen des Amplituden- und Phasenverlaufs der Oszillatoren können dann die weiteren erforderlichen Parameter, wie Resonanzfrequenz, Güte und Dämpfung extrahiert werden.Either for the primary oscillator for as well the secondary transducer the information about amplitude and phase of the primary or secondary transducer preferably by means of I / Q demodulation in the digital signal processor realized. Based on the metrological determinations of the amplitude and the phase profile of the oscillators can then be the other required Parameters such as resonance frequency, quality and damping are extracted.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Aufnahme der sogenannten Frequenzgänge, also die Erfassung der Frequenzinformationen für jeden Sensor einzeln erfolgt, somit Chip- und Sensor-spezifisch ist und damit unabhängig von den technologischen Prozesstoleranzen ist. Dies ist der Fall, da sich die technologischen Prozesstoleranzen in dem Frequenzgang des Primärschwingers gewissermaßen niederschlagen und in den Informationen über Resonanzfrequenz, Güte bzw. Dämpfung, also in den Frequenzganginformationen enthalten sind. Unter Berücksichtigung der Resonanzparameter wird die Coriolis-Kraft folgendermaßen dargestellt: It should be noted that the so-called frequency responses, that is to say the acquisition of the frequency information for each sensor, are chip-specific and sensor-specific and are therefore independent of the technological process tolerances. This is the case because the technological process tolerances are reflected to a certain extent in the frequency response of the primary oscillator and are contained in the information about the resonance frequency, quality or damping, that is to say in the frequency response information. Taking the resonance parameters into account, the Coriolis force is represented as follows:
Die vorstehende Gleichung enthält im Nenner die Resonanzinformationen im Hinblick auf die Resonanzfrequenz des Primärschwingers ωp sowie die Dämpfung des Primärschwingers βp. Die vorstehende Gleichung enthält jedoch noch geometrieabhängige Größen in Form der Massen mp sowie ms (Masse des Primärschwingers mp und Masse des Sekundärschwingers ms) und der Amplitude FCD0 der Antriebskraft des Primärschwingers.The above equation contains the resonance information with regard to the resonance in the denominator frequency of the primary oscillator ω p and the damping of the primary oscillator β p . However, the above equation also contains geometry-dependent variables in the form of the masses m p and m s (mass of the primary oscillator m p and mass of the secondary oscillator m s ) and the amplitude F CD0 of the driving force of the primary oscillator.
Die
Amplitude der Antriebskraft FCD0 wird gemäß folgender
Gleichung mit der Amplitude des Antriebssignals, also
Die
Konstante Kx repräsentiert die Geometrie beispielsweise
des Kammantriebs, wenn eine elektrostatische Anregung in Form eines
Comb-Drives eingesetzt wird. Die Konstante Kx berücksichtigt
also die wirkenden homogenen als auch inhomogenen elektrischen Felder
des Kammantriebs. So kann bei bekannten Kx die
reale Antriebskraft ermittelt und eingestellt werden. Es sei darauf
hingewiesen, dass eine ähnliche
Konstante Kx selbstverständlich für beliebige andere Anregungen,
also beispielsweise piezoelektrische, induktive etc. Anregungen
definiert werden kann, die allgemein einen Zusammenhang zwischen
der Antriebskraft FCD0 und der Anregungssignalamplitude
Ux angeben. In einem solchen Fall muß das Signal
Ux in dieser Gleichung nicht immer quadratisch
auftreten, sondern kann auch linear oder kubisch etc. auftreten.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass das Antriebssignal, obgleich
nachfolgend von Spannungen gesprochen wird, nicht unbedingt eine
Spannung sein muß,
sondern dass das Antriebssignal auch ein Strom oder eine andere
anlegbare Größe ist,
die durch eine Amplitude
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die geometrieabhängige Konstante Kx unter
Verwendung der Erdbeschleunigung als Referenz bestimmt. Dies wird
dadurch erreicht, dass der Drehratensensor während der Charakterisierung
desselben so gekippt wird, dass auf den Primärschwinger, d. h. die gesamte
bewegliche Masse, die einfache Erdbeschleunigung wirkt. Bei dem
in
In der obigen Gleichung stellt g die Erdbeschleunigung dar, die einen Wert von 9,81 N/m2 hat. Wird die obige Gleichung in die Gleichung für die Coriolis-Kraft eingesetzt, so ergibt sich folgender Zusammenhang: In the above equation, g represents the acceleration due to gravity, which has a value of 9.81 N / m 2 . If the above equation is inserted into the Coriolis force equation, the following relationship results:
In der vorstehenden Gleichung ist lediglich die Masse des Sekundärschwingers ms vorhanden, die noch eine Geometrieabhängigkeit aufweist, also eine Größe ist, die nicht durch Messung bzw. Auswertung ohne weiteres bestimmbar ist.In the above equation is only the mass of the secondary vibrator ms available, which still has a geometry dependency, i.e. one Size is which cannot easily be determined by measurement or evaluation is.
Entsprechend
der realen Antriebskraft kann auch die reale elektrostatische Kraft
FE, also die auf die Detektionselektroden
des Sekundärschwingers
einzuprägende
Kraft zur Generierung der Sekundärschwingung
ohne Anwesenheit einer Drehrate allgemein als Funktion der Antriebsspannung
Uy und einer Chip- bzw. Sensor-spezifischen
Konstanten Ky dargestellt werden. Die einzuprägende Kraft
FE stellt sich folgendermaßen dar:
Die
Amplitude FE0 der vorstehenden Gleichung
ergibt sich unter Verwendung der Sensor-spezifischen Konstante Ky folgendermaßen:
Analog zu Kx repräsentiert Ky die Geometrie der Detektionselektroden und berücksichtigt sowohl wirkende homogene als auch inhomogene elektrische Felder. Entsprechend der beschriebenen Vorgehensweise zur Ermittlung von Kx erfolgt die Bestimmung von Ky folgendermaßen: Analogous to K x , K y represents the geometry of the detection electrodes and takes into account both homogeneous and inhomogeneous electric fields. According to the described procedure for determining K x , K y is determined as follows:
Hierbei
ist Uy1g die Spannung äquivalent zur einfachen Erdbeschleunigung
der inertialen Masse des Sekundärschwingers
in Richtung der Sekundärschwingung.
Uy1g wird wieder durch Kippen des Drehratensensors
ermittelt, wobei der Drehratensensor nun jedoch orthogonal zu der
vorherigen Kipprichtung gekippt wird, nämlich so, dass die Sekundärbewegungsrichtung
Aus der Gleichwertigkeit der Coriolis-Kraft und der einzuprägenden Kraft unter Berücksichtigung der Gleichungen für die Konstante Ky ergibt sich folgender Zusammenhang für eine nachzubildende Drehrate Ω: From the equivalence of the Coriolis force and the force to be impressed, taking into account the equations for the constant K y , the following relationship results for a rotation rate Ω to be simulated:
Wird ferner der Primärschwinger in Resonanz betrieben, was typischerweise bevorzugt wird, so vereinfacht sich die vorstehende Gleichung zu folgender Gleichung: If the primary oscillator is also operated in resonance, which is typically preferred, the above equation is simplified to the following equation:
Die
beiden vorstehenden Gleichungen liefern nunmehr den numerischen
Zusammenhang zwischen einer einzuprägenden bzw. zu simulierenden
Drehrate Ω und
der Amplitude des Anregungssignals Ux (
Nachfolgend
wird das erfindungsgemäße Konzept
zum Charakterisieren eines Drehratensensors mit einer Schwingeinrichtung
Im
einzelnen umfaßt
die Vorrichtung zum Charakterisieren eines Drehratensensors, wie
sie in
Die
durch die in
Zur
Anregung der Sekundärerfassungseinrichtung
in Richtung der Sekundärbewegung
ist somit eine auf den Sensor wirkende Drehrate simulierbar, wobei
eine Amplitude des Sekundäranregungssignals
In
Abweichung von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die
Einrichtung zum Ausüben
einer ersten und einer zweiten Beschleunigung (Einrichtung
Ist
die Schwingeinrichtung
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass die auf den Primärschwinger und den Sekundärschwinger ausgeübten Beschleunigungen nicht unbedingt identisch sein müssen. Sind sie identisch, so kürzen sie sich aus dem Ausdruck für die Drehrate Ω heraus. Sind sie nicht identisch, so bleiben sie in dem Ausdruck für Ω erhalten. In diesem Fall, wenn die Beschleunigungen nicht identisch sind, ist es vorteilhaft, die einzelnen Werte zu kennen. Die Gleichung für Ω ist jedoch auch berechenbar, wenn lediglich das Verhältnis der beiden Beschleunigungen bekannt ist, da die beiden „Referenzbeschleunigungen" lediglich in ihrem Verhältnis zueinander in der Gleichung auftreten.It it should also be noted that the primary transducer and the secondary transducer exerted Accelerations do not necessarily have to be identical. are they identical, so shorten them out of expression for the rotation rate Ω. If they are not identical, they are retained in the expression for Ω. In this case, if the accelerations are not the same, it is advantageous to know the individual values. the equation for Ω, however also predictable if only the ratio of the two accelerations is known because the two "reference accelerations" only in their relationship occur to each other in the equation.
Erfindungsgemäß wird somit eine Drehrate eingeprägt bzw. nachgebildet oder anders ausgedrückt simuliert. Damit lassen sich technologische Prozesstoleranzen bzw. der Einfluss auf die Chip-spezifische Sensorgeometrie und damit auf die Sensorparameter eliminieren. Die nachgebildete Drehrate wird, wie es aus der vorstehenden Gleichung ersichtlich ist, als Funktion von Parametern dargestellt, die entweder „gemessen" (Resonanzfrequenz ωp), „berechnet" (Güte bzw. Dämpfung) oder „eingestellt" (Antriebsfrequenz ω, Spannungen Ux sowie Uy) bzw. „geregelt" (Spannungen Ux1g sowie Uy1g) werden. Durch Anlegen von Spannungen Uy unterschiedlichen Betrags an die Detektionselektroden des Sekundärschwingers können nunmehr von den Spannungsbeträgen abhängige Drehraten definiert nachgebildet bzw. eingeprägt werden.According to the invention, a rotation rate is thus impressed or simulated or, in other words, simulated. This enables technological process tolerances and the influence on the chip-specific sensor geometry and thus on the sensor parameters to be eliminated. As can be seen from the above equation, the simulated yaw rate is represented as a function of parameters which are either “measured” (resonance frequency ω p ), “calculated” (quality or damping) or “set” (drive frequency ω, voltages U x and U y ) or "regulated" (voltages U x1g and U y1g ). By applying voltages U y of different magnitudes to the detection electrodes of the secondary oscillator, rotation rates dependent on the voltage magnitudes can now be simulated in a defined manner.
Nachfolgend
wird Bezug nehmend auf
Zur
Kalibrierung der Drehratensensoren werden typischerweise zwei Größen bestimmt,
nämlich
der Proportionalitätsfaktor
zwischen der zu messenden Drehrate Ω und dem Ausgangssignal V,
welcher auch als Skalenfaktor SF (der Skalenfaktor wandelt die Drehrate
in eine spannungsäquivalente
Größe um) bezeichnet wird,
und der sogenannten Nullpunkt NP0, der bei
bestimmten Ausführungsformen
auf einen spezifizierten Wert angepasst werden soll. Der Zusammenhang
zwischen dem Ausgangssignal V, dem Skalenfaktor SF0 und dem
Nullpunkt NP0 ist folgendermaßen gegeben:
Der lineare Zusammenhang zwischen der Ausgangsspannung V bzw. allgemein dem Ausgangssignal V und der anliegenden Drehrate Ω bzw. der eingeprägten oder „simulierten" Drehrate Ω ist inhärent aufgrund der vorstehend dargelegten Definitionsgleichung für die Coriolis-Kraft linear. Ein Nullpunkt NP0, also ein Ausgangssignal des Sensors, wenn keine Drehrate anliegt, wird für bestimmte Anwendungen benötigt. So sei beispielsweise der Fall betrachtet, bei dem das Ausgangssignal V aus äußeren Gegebenheiten heraus Werte zwischen 0 V und 5 V annehmen soll. Ferner wird es für diesen Fall beispielsweise gewünscht, dass der Drehratensensor Drehraten messen soll, die Werte zwischen –Ωmax und +Ωmax annehmen soll. In einem solchen Fall würde eine Drehrate von 0, also Ω = 0, einem Wert des Ausgangssignals V von 2,5 V entsprechen. Diese Nullpunktverschiebung wird künstlich erzeugt, so dass, wie ausgeführt abhängig von äußeren Gegebenheiten, ein das Ausgangssignal V empfangender Signalverarbeitungsblock weiß, dass eine Ausgangsspannung von 0 V dem Wert –Ωmax entspricht, das ein Ausgangssignal von 2,5 V einer Drehrate von 0 entspricht, und dass ein Ausgangssignal von +5 V einer Drehrate von +Ωmax entspricht. Würde die Nullpunktverschiebung nicht vorgenommen werden, so würde das Ausgangssignal zwischen –2,5 und +2,5 V liegen. Wird für einen nachfolgenden Signalverarbeitungsblock, der das Ausgangssignal zwischen –2,5 V und +2,5 V verarbeitet, dieses Signal als geeignet betrachtet, so muß keine Nullpunktverschiebung durchgeführt werden. Eine Nullpunktverschiebung wird lediglich dann benötigt, wenn der nachgeschaltete Signalverarbeitungsblock beispielsweise mit negativen Spannungen nicht arbeiten kann oder aus bestimmten Gründen nicht arbeiten soll.The linear relationship between the output voltage V or generally the output signal V and the applied yaw rate Ω or the impressed or “simulated” yaw rate Ω is inherent linear due to the definition equation for the Coriolis force set out above. A zero point NP 0 , ie an output signal of the sensor, if no rotation rate is present, is required for certain applications, for example consider the case in which the output signal V should assume values between 0 V and 5 V due to external circumstances the yaw rate sensor should measure yaw rates that should take values between –Ω max and + Ω max In such a case, a yaw rate of 0, ie Ω = 0, would correspond to a value of the output signal V of 2.5 V. This zero point shift becomes artificial generated, so that, as stated depending on external circumstances, a receiving the output signal V Signal processing block knows that an output voltage of 0 V corresponds to the value Ω max , an output signal of 2.5 V corresponds to a rotation rate of 0, and that an output signal of +5 V corresponds to a rotation rate of + Ω max . If the zero point shift were not carried out, the output signal would be between -2.5 and +2.5 V. If this signal is considered to be suitable for a subsequent signal processing block which processes the output signal between −2.5 V and +2.5 V, no zero point shift has to be carried out. A zero point shift is only required if the downstream signal processing block, for example, cannot work with negative voltages or should not work for certain reasons.
Bevor auf die vorliegende Erfindung eingegangen wird, sei zunächst eine initiale Kalibrierung mit Drehtisch beschrieben. Zur Kalibrierung des Skalenfaktors SF0 unter Verwendung eines kalibrierten Drehtisches wird der Drehratensensor bei mindestens zwei unterschiedlichen Drehraten Ω1 und Ω2 betrieben, wobei üblicherweise die den Messbereich definierenden Drehra ten verwendet werden. Mit den zugehörigen, resultierenden Ausgangssignalen V1 und V2 ergibt sich der nicht-angepasste Skalenfaktor SF0* aus folgender Gleichung: Before going into the present invention, an initial calibration with a turntable will first be described. To calibrate the scale factor SF 0 using a calibrated turntable, the rotation rate sensor is operated at at least two different rotation rates Ω 1 and Ω 2 , the rotation rates defining the measuring range being normally used. With the associated, resulting output signals V 1 and V 2 , the unmatched scale factor SF 0 * results from the following equation:
Der
Abgleich des ermittelten Skalenfaktors SF0*
auf den spezifizierten Wert SF0 erfolgt
durch Multiplikation (bzw. Division) der Ausgangssignale mit einem
geeigneten Multiplikator, der natürlich auch kleiner als 0 sein
kann und somit als Divisor wirkt, welcher aus dem Verhältnis von
Soll-Skalenfaktor SF0 zu Ist-Skalenfaktor SF0* ermittelt wird. Es ergibt sich folgende
Gleichung die nach Auflösung nach
dem Skalenfaktor den Multiplikator kSF liefert.
Die Berechnung von kSF sowie die Multiplikation
der Ausgangssignale mit kSF erfolgt im digitalen
Signalprozessor, auf den später
noch Bezug nehmend auf
Die
Kalibrierung des Nullpunkts NP0 erfolgt
durch Messung des Ausgangssignals V0 ohne
Anwesenheit einer Drehrate. Es resultiert der nicht-angepasste Nullpunkt
NP0*, der folgendermaßen definiert ist:
Der
Abgleich des ermittelten Nullpunkts NP0*
auf den spezifizierten Wert NP0 erfolgt
durch Addition (bzw. Subtraktion) des Ausgangssignals V0 mit
einer geeigneten Konstanten kNP, die aus
der Differenz von Soll-Nullpunkt NP0 und
Ist-Nullpunkt NP0 ermittelt wird. Es ergibt sich der angepasste
Nullpunkt NP0 aus folgender Gleichung:
Aus
der vorstehenden Gleichung ergibt sich unmittelbar die Nullpunktkonstante
kNP, indem die vorstehende Gleichung nach
kNP aufgelöst wird. Die Berechnung von
kNP sowie die Addition des Ausgangssignals
mit kNP erfolgt ebenso wie die Skalenfaktorkalibrierung
im digitalen Signalprozessor, wie er beispielhaft in
Für die vorstehend beschriebene initiale Kalibrierung unter Verwendung eines Drehtisches zur Erzeugung der Drehraten Ω1 und Ω2 wird, wie es ausgeführt worden ist, ein Drehtisch benötigt. Die initiale Kalibrierung muß daher bei Laborbedingungen, und zwar im wesentlichen bei definierten und vorzugsweise konstanten Umgebungsbedingungen stattfinden.For the initial calibration described above using a turntable to generate the rotation rates Ω 1 and Ω 2 , as has been stated, a turntable is required. The initial calibration must therefore take place under laboratory conditions, essentially under defined and preferably constant ambient conditions.
Nachfolgend
wird Bezug nehmend auf
Die
in
Die
Einrichtung
Die Berechnung des Nullpunkt-Korrekturwerts kNP erfolgt analog zur Kalibrierung des Nullpunkts mit Einsatz eines Drehtisches. Der Nullpunkt-Korrekturwert kNP ist, wie es ausgeführt worden ist, ohne Anlegen einer Drehrate bestimmbar.The zero point correction value k NP is calculated analogously to the calibration of the zero point using a rotary table. The zero point correction value k NP can, as has been stated, be determined without applying a rotation rate.
An
dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass es prinzipiell unerheblich
ist, welcher Natur das Ausgangssignal V ist, so lange das Ausgangssignal
V proportional zur Drehrate Ω ist,
derart, dass der Zusammenhang zwischen V und Ω durch die vorstehend genannte
Geradengleichung mit dem Skalenfaktor als Steigung und dem Nullpunkt
als Null-Verschiebung dargestellt werden kann. So kann das Signal
V tatsächlich
eine nach längerer
Signalverarbeitung bestimmte Gleichspannung sein, wie sie am Ausgang
des in
Nachfolgend
wird Bezug nehmend auf
Um den Sensorbetrieb bei der Rekalibrierung nicht zu beeinflussen, wird es bevorzugt, den Primärschwinger frequenzselektiv mit zwei Antriebsfrequenzen ω1 und ω2 anzuregen, so dass die simultane Messung zweier Ausgangssignale bei derselben Drehrate durchführbar ist. Die Primärschwingung der ersten Antriebsfrequenz (ω1) liefert bei Drehung des Sensors um seine sensitive Achse das zu beobachtende bzw. zu rekalibrierende Ausgangssignal V1, wobei der Index „1" hierbei den Zusammenhang zur Antriebsfrequenz ω1 (im Gegensatz zu ω2) darstellt, und wobei der Index „2" auf die Beobachtungs-Antriebsfrequenz hinweist.In order not to influence the sensor operation during recalibration, it is preferred to excite the primary oscillator frequency-selectively with two drive frequencies ω 1 and ω 2 , so that the simultaneous measurement of two output signals can be carried out at the same rotation rate. When the sensor rotates about its sensitive axis, the primary oscillation of the first drive frequency (ω 1 ) supplies the output signal V 1 to be observed or recalibrated, the index “1” representing the relationship to the drive frequency ω 1 (in contrast to ω 2 ) , and where the index "2" indicates the observation drive frequency.
Ein Ausgangssignal V2 stellt daher den Beitrag im Ausgangssignal aufgrund der zweiten Antriebsfrequenz ω2 dar. Die jeweiligen Antriebsfrequenzen werden vorzugsweise so gewählt, dass die erste Antriebsfrequenz gleich der Resonanzfrequenz des Primärschwingers bzw. der Schwingeinrichtung in Primärbewegung ist, dass also gilt ω1 = ωp. Die zweite Antriebsfre quenz wird vorzugsweise so gewählt, dass sie nicht zu weit entfernt von der ersten Antriebsfrequenz ist, das s. sie jedoch nicht zu nah an der ersten Antriebsfrequenz ist, dass sie noch einigermaßen gut frequenzselektiv bezüglich der ersten Antriebsfrequenz verarbeitbar ist. So wird es bevorzugt, die zweite Antriebsfrequenz bezüglich der ersten Antriebsfrequenz so zu wählen, dass sie kleiner als das 0,95-fache der ersten Antriebsfrequenz oder größer als das 1,05-fache der ersten Antriebsfrequenz ist. Ferner wird die zweite Antriebsfrequenz derart gewählt, dass sie größer als das 0,5-fache der ersten Antriebsfrequenz und kleiner als das 2-fache der ersten Antriebsfrequenz ist, derart, dass die Beobachtungsfrequenz ausreichend entfernt von der Antriebsfrequenz ist, um Komponenten aufgrund der beiden Frequenzen in dem Ausgangssignal selektiv bearbeiten zu können, wobei die Beobachtungsfrequenz jedoch nicht zu weit weg von der Antriebsfrequenz gewählt werden sollte, damit sie ihre Beobachtungsfunktion noch erfüllt. Dies ist dann der Fall, wenn eine ausreichend gute Korrelation der Verhältnisse bei der Antriebsfrequenz und der Verhältnisse bei der Beobachtungsfrequenz vorhanden ist.An output signal V 2 therefore represents the contribution in the output signal based on the second drive frequency ω 2. The respective drive frequencies are preferably selected such that the first drive frequency is equal to the resonance frequency of the primary oscillator or the oscillating device in primary movement, that is to say ω 1 = ω p . The second drive frequency is preferably chosen so that it is not too far from the first drive frequency, that s. however, it is not too close to the first drive frequency, so that it can still be processed relatively well frequency-selectively with respect to the first drive frequency. Thus, it is preferred to select the second drive frequency with respect to the first drive frequency in such a way that it is less than 0.95 times the first drive frequency or greater than 1.05 times the first drive frequency. Furthermore, the second drive frequency is chosen such that it is greater than 0.5 times the first drive frequency and less than 2 times the first drive frequency, such that the observation frequency is sufficiently distant from the drive frequency to include components due to the two To be able to selectively process frequencies in the output signal, but the observation frequency should not be selected too far away from the drive frequency so that it still fulfills its observation function. This is the case when there is a sufficiently good correlation between the ratios at the drive frequency and the ratios at the observation frequency.
Hierzu
ist, wie es in
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Nachkalibrieren eines voreingestellten Skalenfaktors eines Drehratensensors
umfaßt
ferner eine Einrichtung zum frequenzselektiven Erfassen, um eine
Ausgangssignalkomponente V1 zu ermitteln,
die auf die Antriebsfrequenz ω1 zurückgeht,
und um eine Ausgangssignalkomponente V2 zu
erfassen, die auf die Beobachterfrequenz ω2 zurückgeht.
Diese Einrichtung ist in
Die
Realisierung des Sensorbetriebs mit zwei unterschiedlichen Primäransteuerfrequenzen
und die Detektion der resultierenden Ausgangssignale erfolgt, wie
später
noch dargelegt werden wird, unter Verwendung der in
Das erfindungsgemäße Konzept zur Nachkalibrierung bzw. Rekalibrierung gliedert sich ähnlich wie bei der initialen Kalibrierung in zwei Teile. Zunächst wird im Rahmen eines ersten Messzyklus der aktuelle Skalenfaktor bzw. der dem aktuellen Skalenfaktor zugrundeliegende Kalibrierungsfaktor kSF ermittelt und angepasst. Anschließend erfolgt in einem zweiten Messzyklus (mit abgeglichenem Skalenfaktor) die Bestimmung und der Abgleich des Nullpunkts. Es wird hierbei wieder angenommen, dass zwischen den beiden Messzyklen keine weitere Drift bzw. Änderung der Sensorparameter auftritt. Diese Annahme ist üblicherweise ohne weiteres erfüllt, da die besonders problematischen Temperaturänderungen bzw. Änderungen aufgrund der Alterung der Sensoren eher langsam stattfinden, während die Messzyklen relativ schnell aufeinanderfolgend ausführbar sind.The concept according to the invention for recalibration or recalibration is divided into two parts, similar to the initial calibration. First, the current scale factor or the calibration factor k SF on which the current scale factor is based is determined and adjusted as part of a first measurement cycle. The determination and adjustment of the zero point is then carried out in a second measurement cycle (with adjusted scale factor). It is again assumed here that no further drift or change in the sensor parameters occurs between the two measurement cycles. This assumption is usually met without further ado, since the particularly problematic temperature changes or changes due to the aging of the sensors take place rather slowly, while the measuring cycles can be carried out relatively quickly in succession.
Legt
man für
den Zusammenhang zwischen den jeweiligen Ausgangssignalen, Skalenfaktoren
und Nullpunkten bei Anwesenheit einer Drehrate Ω* den vorstehend beschriebenen
Zusammenhang zugrunde, so kann allgemein das Ausgangssignal V1 folgendermaßen dargestellt werden:
Für das Beobachtersignal
V2 gilt analog folgendes:
Hierbei stellen SF1 sowie SF2 die zu den mit den unterschiedlichen Antriebsfrequenzen verbundenen Primärschwingungen gehörigen Skalenfaktoren dar. NP1 sowie NP2 stellen die entsprechenden Nullpunkte dar. Der Skalenfaktor SF1 und der Nullpunkt NP1 werden entsprechend einer initialen Kalibrierung als bekannt bzw. festgelegt vorausgesetzt. Sie entsprechen den vorstehend beschriebenen Werten SF0 bzw. NP0. Die Kenntnis von SF2 und NP2 entsprechend einer initialen Kalibrierung ist dagegen für das nachfolgend beschriebene Rekalibrierungskonzept nicht erforderlich.SF 1 and SF 2 represent the scale factors associated with the primary vibrations associated with the different drive frequencies. NP 1 and NP 2 represent the corresponding zero points. The scale factor SF 1 and the zero point NP 1 are known or specified in accordance with an initial calibration provided. They correspond to the values SF 0 and NP 0 described above. On the other hand, knowledge of SF 2 and NP 2 corresponding to an initial calibration is not necessary for the recalibration concept described below.
Wird
eine während
des Betriebs der Sensoren Temperatur- und Umwelt-bedingte Änderung
der Skalenfaktoren und Nullpunkte angenommen, resultieren bei identischer
Drehrate Ω*
die Ausgangssignale V1'' und V2'' folgendermaßen:
Ziel ist nunmehr, den aktuellen geänderten Skalenfaktor SF1' unter Verwendung eines zu berechnenden Kalibrierungsfaktors kSF auf den Wert der initialen Kalibrierung SF1 bzw. auf den Soll-Skalierungsfaktor abzugleichen. Dagegen ist der Abgleich von SF2' auf einen Wert entsprechend einer initialen Kalibrierung aufgrund der Tatsache, dass das mit der Frequenz ω2 verknüpfte Ausgangssignal V2'' lediglich als „Beobachtersignal" verwendet wird, nicht erforderlich. Jedoch wird vorzugsweise SF2' ermittelt, um daraus SF1' zu bestimmen.The aim now is to adjust the currently changed scale factor SF 1 'using a calibration factor k SF to be calculated to the value of the initial calibration SF 1 or to the target scaling factor. In contrast, the adjustment of SF 2 'to a value corresponding to an initial calibration is not necessary due to the fact that the output signal V 2 ''associated with the frequency ω 2 is only used as an "observer signal". However, SF 2 ' is preferably determined to determine SF 1 'from it.
Die
in
Für die Ermittlung
des „aktuellen" Skalenfaktors SF1' ist
die Kenntnis mindestens einer Drehrate oder die Kenntnis der Differenz
zweier Drehraten erforderlich. Daher wird zum Zeitpunkt k bei Anwesenheit
der unbekannten Drehrate Ωk frequenzselektiv mit der Frequenz ω2 des zur Beobachtung dienenden Sensorsignals eine
definierte Drehrate ΩE durch die Einrichtung
Als
Amplitude Ux des Ansteuersignals ist die
Amplitude des Ansteuersignals bei der Beobachterfrequenz ω2 einzusetzen, so dass durch den Zusammenhang
im Block
Wie
erwähnt
worden ist, wird die Antriebsfrequenz ω1 identisch
zu der Resonanzfrequenz ωp des Primärschwingers bzw. der Schwingeinrichtung
in Primärrichtung
gewählt,
so dass mit der Voraussetzung ω1 ungleich ω2 für die einzuprägende Drehrate ΩE die Resonanzüberhöhungskurve, also die Frequenzganginformation,
des Primärschwingers
berücksichtigt
werden muß,
da ω2 außerhalb
der Resonanz liegt. In Verbindung mit dem nachfolgend Bezug nehmend
auf
Die
Einrichtung
Hierzu
wird nachfolgend auf das in
Die
Reihenfolge der Geraden Ωi, Ωj und Ωk auf der Ω-Achse ist prinzipiell beliebig.
Zur besseren Anschaulichkeit wurde jedoch die in
Aus den letztgenannten beiden Differenzgleichungen, also denen, wo der Index k vorkommt, und insbesondere aus den Differenzen der Signale mit dem Index „2" ist zu sehen, dass für bekannte Differenzen (Ωk – Ωi) bzw. (Ωk – Ωj) die Berechenbarkeit von SF2' folgt. Mit den folgenden Gleichungen folgt nach Einsetzen in die beiden letztgenannten Differenzgleichungen (mit dem Index „2") und nach einigen algebraischen Umformungen folgender Ausdruck: From the latter two equations of difference, that is, where the index k occurs, and in particular from the differences of the signals with the index “2”, it can be seen that for known differences (Ω k - Ω i ) or (Ω k - Ω j ) the predictability of SF 2 'follows with the following equations after insertion into the last two difference equations (with the index "2") and after some algebraic transformations, the following expression follows:
Das Gleichsetzen der Differenzen (Ωj – Ωi) in der vorstehenden Gleichung für die Differenz j – i liefert den Zusammenhang zwischen SF1' und SF2' wie folgt: Equating the differences (Ω j - Ω i ) in the above equation for the difference j - i provides the relationship between SF 1 'and SF 2 ' as follows:
Dies
bedeutet, dass für
den „aktuellen" Skalenfaktor SF1' ein
geschlossener Ausdruck angebbar ist. Die vorstehende Gleichung ist
auch unmittelbar aus einer geometrischen Betrachtung von
Im
Gegensatz zum Abgleich des Skalenfaktors bei der initialen Kalibrierung
werden zum Abgleich des Skalenfaktors. SF1' auf den Wert SF1 nicht sämtliche
Gleichspannungssignale (Ausgangssignale nach der „zweiten" Demodulationsstufe,
auf die Bezug nehmend auf
Die Multiplikation mit kSF erfolgt phasenselektiv, damit die zum Nullpunkt NP1' proportionalen Signalanteile nicht multipliziert werden. Insgesamt ergibt sich damit der abgeglichene Skalenfaktor SF1 unter der Voraussetzung einer Verstärkung vom Wert „1" (entsprechend der Auswerteelektronik) der zweiten Demodulationsstufe zu: The multiplication by k SF is phase-selective so that the signal components proportional to the zero point NP 1 'are not multiplied. Overall, this results in the balanced scale factor SF 1 on the condition of an amplification of the value “1” (corresponding to the evaluation electronics) of the second demodulator level to:
Der
Kalibrierungsfaktor kSF ist nunmehr ohne
weiteres aus einer der beiden vorstehenden Gleichungen alternativ
ermittelbar, wenn eine der beiden vorstehenden Gleichungen nach
kSF aufgelöst wird. Es sei in Erinnerung
gerufen, dass SF1 der Soll-Skalenfaktor
ist, auf den Bezug nehmend auf
Erfindungsgemäß kann auch
die Temperaturabhängigkeit
der definiert eingeprägten
Drehrate ΩE durch Anpassung der zum Einprägen an die
Detektionselektroden angelegte Spannung UY in
Verbindung mit einer Phasen- und Amplitudenregelung der Primärschwingungen,
welche in
Hierbei ermöglicht die Phasenregelung der Antriebsschwingungen die Bestimmung der jeweiligen aktuellen Frequenz ωp' = ω1' sowie ω2' und der aktuellen Dämpfung βp' der Primärschwingung. Der Index „'" verdeutlicht dabei jeweils den beispielsweise aufgrund einer Temperatur- oder Umgebungs-Änderung geänderten Wert des entsprechenden Parameters. Die bei der Temperatur T an die Detektionselektroden anzulegende Spannung U'y, wobei die eingeprägte Drehrate ΩE als konstant vorausgesetzt wird, also ΩE = Ω'E, ergibt sich aus folgendem Ausdruck: The phase regulation of the drive vibrations enables the determination of the respective current frequency ω p '= ω 1 ' and ω 2 'and the current damping β p ' of the primary vibration. The index “'” in each case clarifies the value of the corresponding parameter that has changed, for example, due to a change in temperature or environment. The voltage U ′ y to be applied to the detection electrodes at temperature T, the impressed rotation rate Ω E being assumed to be constant, ie Ω E = Ω ' E , results from the following expression:
Ux' stellt die zur Primärschwingung mit der Frequenz ω2' geregelte Antriebsspannung dar. Ux und Uy repräsentieren die bei einer Differenztemperatur T0 jeweils anzulegenden Spannungen, wobei es bevorzugt wird, als Referenztemperatur T0 die Temperatur zu nehmen, die bei der initialen Kalibrierung vorhanden war.U x 'represents the ω to the primary vibration at the frequency 2' is controlled drive voltage. X U and U y representing 0 in each case to voltages applied at a differential temperature T, where it is preferable to take as a reference temperature T 0 is the temperature at the initial calibration was present.
An
dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die primärseitige
Phasen- und Amplitudenregelung
Bezüglich der aufgrund von Temperatur- oder Umgebungsänderungen oder Alterungsänderungen veränderten Dämpfung βp' existieren verschiedene Möglichkeiten zur Ermittlung dieses Wertes. Es könnte unter Verwendung der geänderten Resonanzfrequenz ein Tabellenzugriff durchgeführt werden, um auf der Basis von vorab bestimmten Resonanzfrequenz-Dämpfungs-Paaren eine zu einer geänderten Resonanzfrequenz geänderte Dämpfung zu bestimmen. Lediglich für hochgenaue Anwendungen wird es bevorzugt, z. B. im Rahmen einer initialen Kalibrierung für jeden einzelnen Sensor den Frequenzgang bei verschiedenen Temperaturwerten aufzunehmen, um gewissermaßen eine maßgeschneiderte Resonanzfrequenz-Dämpfungs-Korrespondenztabelle zu erhalten.With regard to the damping β p 'which changes as a result of temperature or environmental changes or aging changes, there are various possibilities for determining this value. A table could be accessed using the changed resonance frequency in order to determine an attenuation changed to a changed resonance frequency on the basis of previously determined resonance frequency-damping pairs. It is preferred only for high-precision applications, e.g. B. as part of an initial calibration for each sensor to record the frequency response at different temperature values, so to speak to obtain a customized resonance frequency attenuation correspondence table.
Mit
der Bestimmung und dem Abgleich von SF1' auf SF1 unter
Verwendung des durch die Einrichtung
Ausgehend
von diesem Ansatz wird zum Zeitpunkt l bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eine erneute Messung durch die Einrichtung
Zur
Erläuterung
dieser Maßnahmen
wird auf
Zur
Bestimmung des aktuellen Nullpunkts NP1' werden somit neben
den vorstehend dargelegten Verhältnissen
zum Zeitpunkt l die Messsignale V1i'' sowie V2i'' zum Zeitpunkt i (oder zum Zeitpunkt
j) bei der Drehrate Ωi (oder bei der Drehrate Ωj)
verwendet, wobei wieder Änderungen
der Sensorparameter während
des Messzyklus (i bzw. j und l) vernachlässigt werden. Alternativ können auch
zwei simultane Signale V1'' sowie V2'' zu einem beliebigen Zeitpunkt verwendet
werden. Durch Differenzbildung der Ausgangssignale mit dem Index „2" in
Aus der Differenz der Ausgangssignale V1l' und V1i'' kann dann durch algebraische Umformungen für die Drehrate Ωi ein geschlossener Ausdruck von gemessenen bzw. berechenbaren Größen angegeben werden, der folgendermaßen lautet: From the difference between the output signals V 1l 'and V 1i '', a closed expression of measured or calculable quantities can then be given by algebraic transformations for the rotation rate Ω i , which is as follows:
Durch Einsetzen der vorstehenden Gleichung in eine Gleichung zum Zeitpunkt j oder zum Zeitpunkt i ergibt sich für den Nullpunkt NP1' folgender Ausdruck: By inserting the above equation into an equation at time j or at time i, the following expression results for zero point NP 1 ':
Mit
folgender Beziehung
Der Abgleich des ermittelten Nullpunkts NP1' auf den initialen bzw. Soll-Nullpunkt NP1 erfolgt entsprechend den Ausführungen zur initialen Kalibrierung durch Addition bzw. Subtraktion des aktuellen Nullpunkts NP1' bzw. der Ausgangssig nale mit dem Index „1" mit dem Nullpunkt-Kalibrierungsfaktor kNP, der wieder aus der Differenz zwischen dem Soll-Nullpunkt NP1 und dem Ist-Nullpunkt NP1' ermittelt wird. Für den angepassten Nullpunkt NP1 ergibt sich somit folgender Wert: The zero point NP 1 'determined is compared to the initial or target zero point NP 1 in accordance with the explanations for the initial calibration by adding or subtracting the current zero point NP 1 ' or the output signals with the index "1" with the zero point -Calibration factor k NP , which is again determined from the difference between the nominal zero point NP 1 and the actual zero point NP 1 ', which gives the following value for the adjusted zero point NP 1 :
Der Nullpunktkorrekturfaktor kNP ergibt sich wieder durch Auflösen der vorstehenden Gleichung nach kNP unter Verwendung von NP1 als Soll-Nullpunkt.The zero point correction factor k NP is again obtained by solving the above equation according to k NP using NP 1 as the nominal zero point.
Erfindungsgemäß ist es
durch das erfindungsgemäße In-Betrieb-Nachkalibrierungskonzept,
wie es in
Ferner
sei darauf hingewiesen, dass auf die Bestimmung des Nullpunkts prinzipiell
dann verzichtet werden kann, wenn bei der initialen Kalibrierung
eine ausführliche
Charakterisierung des Verhaltens der Sensorparameter Skalenfaktor
und Nullpunkt über
der Temperatur durchgeführt
worden ist. Aufgrund des Bezug nehmend auf
Nachfolgend
wird Bezug nehmend auf
Am
Ausgang des Signalgenerators
Ferner
wird Bezug nehmend auf
Ferner
sei darauf hingewiesen, dass der Signalgenerator
Abhängig von den aktuellen Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Charakterisieren eines Drehratensensors, bzw. das Verfahren zum Simulieren einer Drehrate bzw. das Verfahren zur initialen Kalibrierung oder das Verfahren zur Nachkalibrierung in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementierung kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computer-Programm-Produkt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des bzw. der erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Computer-Programm-Produkt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt stellt die Erfindung somit auch ein Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens, wenn das Computer-Programm auf einem Computer abläuft.Depending on the current circumstances, the method according to the invention for characterizing a yaw rate sensor, the method for simulating a yaw rate or the method for initial calibration or the method for recalibration can be implemented in hardware or in software. The implementation can take place on a digital storage medium, in particular a floppy disk or CD with electronically readable control signals, which can interact with a programmable computer system in such a way that the corresponding method is carried out. In general, the invention thus also consists in a computer program product with a program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method or methods according to the invention when the computer program product runs on a computer. In other words, the invention thus also provides a computer program with a program code for carrying out the method if the Com computer program runs on a computer.
Die
vorliegende Erfindung zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
Die
Erfindung stellt ein einfaches Verfahren zur initialen Kalibrierung
von mikromechanischen Drehratensensoren ohne Einsatz eines Drehtisches
dar und ist im Vergleich zur Kalibrierung mit Drehtischen aufgrund
des deutlich geringeren Aufwands entsprechend kostengünstiger.The present invention is distinguished by the following advantages:
The invention represents a simple method for the initial calibration of micromechanical yaw rate sensors without the use of a turntable and is correspondingly more economical in comparison to calibration with turntables due to the significantly lower outlay.
Des
weiteren entfallen bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung aufgrund der Rekalibrierung vorzugsweise in Verbindung
mit der Bezug nehmend auf
Das erfindungsgemäße Konzept insbesondere im Hinblick auf die In-Betrieb-Nachkalibrierung resultiert in einem deutlich besseren Driftverhalten der Sensorparameter Skalenfaktor und Nullpunkt, so dass auch eine Verbesserung der Genauigkeit und damit der allgemeinen Leistungsfähigkeit der Sensoren erreicht wird.The inventive concept results in particular with regard to the recalibration in operation in a significantly better drift behavior of the sensor parameters scale factor and zero point, so that also improve accuracy and hence the general performance of the sensors is reached.
Das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere im Hinblick auf die Nachkalibrierung ermöglicht die Bestimmung und den Abgleich der Sensorparameter Skalenfaktoren und Nullpunkt während des Sensorbetriebs und insbesondere ohne Beeinflussung des Sensorbetriebs.The inventive method the determination enables, in particular with regard to the recalibration and the comparison of the sensor parameters scale factors and zero point while of sensor operation and in particular without influencing sensor operation.
Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Konzept zur Nachkalibrierung die permanente Überprüfung der Funktionalität der Drehratensensoren, was insbesondere in einer Erhöhung der Zuverlässigkeit aufgrund der Funktionsüberprüfung resultiert.Further allows the concept of the invention permanent recalibration of the functionality of the rotation rate sensors for recalibration, which in particular in an increase of reliability results from the functional check.
Claims (41)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003121962 DE10321962B4 (en) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | Method and apparatus for simulating a yaw rate and using simulated yaw rates for initial calibration of yaw rate sensors or for in-service recalibration of yaw rate sensors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003121962 DE10321962B4 (en) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | Method and apparatus for simulating a yaw rate and using simulated yaw rates for initial calibration of yaw rate sensors or for in-service recalibration of yaw rate sensors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10321962A1 true DE10321962A1 (en) | 2004-12-09 |
DE10321962B4 DE10321962B4 (en) | 2005-08-18 |
Family
ID=33440860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003121962 Expired - Fee Related DE10321962B4 (en) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | Method and apparatus for simulating a yaw rate and using simulated yaw rates for initial calibration of yaw rate sensors or for in-service recalibration of yaw rate sensors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10321962B4 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005004775A1 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Sensor with self-test |
DE102008044664A1 (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Oscillator arrangement frequency controlling method for rotary rate sensor element in motor vehicle, involves regulating oscillating frequency of set of oscillators by controller unit to defined value depending on coupling variable |
DE102005014501B4 (en) * | 2004-03-30 | 2015-03-12 | Denso Corporation | sensor system |
WO2019219258A1 (en) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | Robert Bosch Gmbh | Method for recalibrating a micromechanical sensor, and recalibrateable sensor |
DE102017118765B4 (en) | 2017-08-17 | 2021-12-02 | Prüftechnik Dieter Busch GmbH | System and method for calibrating a vibration sensor |
CN113949325A (en) * | 2021-10-29 | 2022-01-18 | 歌尔股份有限公司 | Control method, control device, apparatus and medium for linear motor |
CN116804561A (en) * | 2023-04-27 | 2023-09-26 | 中国人民解放军国防科技大学 | A resonator damping modification device and method based on additional loss |
DE102012219507B4 (en) | 2012-10-25 | 2024-10-02 | Robert Bosch Gmbh | Method for adjusting yaw rate sensors |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7950281B2 (en) * | 2007-02-28 | 2011-05-31 | Infineon Technologies Ag | Sensor and method for sensing linear acceleration and angular velocity |
DE102007011816B4 (en) * | 2007-03-12 | 2013-10-02 | Infineon Technologies Ag | Sensor and method for detecting linear acceleration and angular velocity |
DE102008057281A1 (en) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | Northrop Grumman Litef Gmbh | Simulation method for the operating behavior of a Coriolis gyro |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998015799A1 (en) * | 1996-10-07 | 1998-04-16 | HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT FÜR ANGEWANDTE FORSCHUNG E.V. Wilhelm-Schickard-Strasse 10 | Rotation rate sensor with uncoupled mutually perpendicular primary and secondary oscillations |
DE19710359A1 (en) * | 1997-03-13 | 1998-09-17 | Bosch Gmbh Robert | System for determining movement value, e.g. rotation rate |
DE19739903A1 (en) * | 1997-09-11 | 1999-04-01 | Bosch Gmbh Robert | Sensor device |
DE19835578A1 (en) * | 1998-08-06 | 2000-02-10 | Bosch Gmbh Robert | Device for determining a rotation rate |
DE19845185A1 (en) * | 1998-10-01 | 2000-04-20 | Daimler Chrysler Ag | Sensor with resonance structure and device and method for self-testing such a sensor |
DE19910415A1 (en) * | 1999-03-10 | 2000-09-14 | Bosch Gmbh Robert | Synchronizing first oscillator with second oscillator used for evaluating output signals of rotating rate sensors by determining response of first oscillator determined for formation of difference signal from response |
DE19939998A1 (en) * | 1999-08-24 | 2001-03-01 | Bosch Gmbh Robert | Device for generating bias voltage for a vibrating yaw rate sensor |
US6205838B1 (en) * | 1996-12-19 | 2001-03-27 | Robert Bosch Gmbh | Device for determining the rotational speed |
DE10059775A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-13 | Hahn Schickard Ges | Method and device for processing analog output signals from capacitive sensors |
DE69615468T2 (en) * | 1995-06-29 | 2002-09-26 | Asulab S.A., Biel/Bienne | Device for measuring an angular velocity |
-
2003
- 2003-05-15 DE DE2003121962 patent/DE10321962B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69615468T2 (en) * | 1995-06-29 | 2002-09-26 | Asulab S.A., Biel/Bienne | Device for measuring an angular velocity |
WO1998015799A1 (en) * | 1996-10-07 | 1998-04-16 | HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT FÜR ANGEWANDTE FORSCHUNG E.V. Wilhelm-Schickard-Strasse 10 | Rotation rate sensor with uncoupled mutually perpendicular primary and secondary oscillations |
US6205838B1 (en) * | 1996-12-19 | 2001-03-27 | Robert Bosch Gmbh | Device for determining the rotational speed |
DE19710359A1 (en) * | 1997-03-13 | 1998-09-17 | Bosch Gmbh Robert | System for determining movement value, e.g. rotation rate |
DE19739903A1 (en) * | 1997-09-11 | 1999-04-01 | Bosch Gmbh Robert | Sensor device |
DE19835578A1 (en) * | 1998-08-06 | 2000-02-10 | Bosch Gmbh Robert | Device for determining a rotation rate |
DE19845185A1 (en) * | 1998-10-01 | 2000-04-20 | Daimler Chrysler Ag | Sensor with resonance structure and device and method for self-testing such a sensor |
DE19910415A1 (en) * | 1999-03-10 | 2000-09-14 | Bosch Gmbh Robert | Synchronizing first oscillator with second oscillator used for evaluating output signals of rotating rate sensors by determining response of first oscillator determined for formation of difference signal from response |
DE19939998A1 (en) * | 1999-08-24 | 2001-03-01 | Bosch Gmbh Robert | Device for generating bias voltage for a vibrating yaw rate sensor |
DE10059775A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-13 | Hahn Schickard Ges | Method and device for processing analog output signals from capacitive sensors |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005014501B4 (en) * | 2004-03-30 | 2015-03-12 | Denso Corporation | sensor system |
DE102005004775A1 (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Sensor with self-test |
DE102008044664A1 (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Oscillator arrangement frequency controlling method for rotary rate sensor element in motor vehicle, involves regulating oscillating frequency of set of oscillators by controller unit to defined value depending on coupling variable |
DE102008044664B4 (en) | 2008-08-28 | 2023-12-21 | Continental Automotive Technologies GmbH | Method for frequency control of an oscillator arrangement |
DE102012219507B4 (en) | 2012-10-25 | 2024-10-02 | Robert Bosch Gmbh | Method for adjusting yaw rate sensors |
DE102017118765B4 (en) | 2017-08-17 | 2021-12-02 | Prüftechnik Dieter Busch GmbH | System and method for calibrating a vibration sensor |
WO2019219258A1 (en) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | Robert Bosch Gmbh | Method for recalibrating a micromechanical sensor, and recalibrateable sensor |
US11467012B2 (en) | 2018-05-16 | 2022-10-11 | Robert Bosch Gmbh | Method for recalibrating a micromechanical sensor, and recalibrateable sensor |
CN113949325A (en) * | 2021-10-29 | 2022-01-18 | 歌尔股份有限公司 | Control method, control device, apparatus and medium for linear motor |
CN113949325B (en) * | 2021-10-29 | 2024-04-09 | 歌尔股份有限公司 | Control method, control device, equipment and medium for linear motor |
CN116804561A (en) * | 2023-04-27 | 2023-09-26 | 中国人民解放军国防科技大学 | A resonator damping modification device and method based on additional loss |
CN116804561B (en) * | 2023-04-27 | 2024-02-06 | 中国人民解放军国防科技大学 | Harmonic oscillator damping trimming device and method based on additional loss |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10321962B4 (en) | 2005-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009000743B4 (en) | Vibration compensation for rotation rate sensors | |
DE19910415B4 (en) | Method and device for tuning a first oscillator with a second oscillator | |
DE19845185B4 (en) | Sensor with resonant structure and device and method for self-test of such a sensor | |
EP0883795B1 (en) | Device for determining the rotational speed | |
DE19939998A1 (en) | Device for generating bias voltage for a vibrating yaw rate sensor | |
DE10321962B4 (en) | Method and apparatus for simulating a yaw rate and using simulated yaw rates for initial calibration of yaw rate sensors or for in-service recalibration of yaw rate sensors | |
EP2162702A1 (en) | Coriolis gyro | |
DE102012219507B4 (en) | Method for adjusting yaw rate sensors | |
DE102012104358A1 (en) | Method and system for quadrature error compensation | |
DE102010063812B4 (en) | Method for balancing a shaft for a rotating machine, in particular for a turbocharger | |
DE102015101891A1 (en) | Device for determining and / or monitoring at least one process variable of a medium | |
DE102006043412A1 (en) | Microelectromechanical sensor and operating method for a microelectromechanical sensor | |
EP1309834A1 (en) | Rotation speed sensor and rotation speed sensor system | |
DE102004030380B4 (en) | Micromechanical pressure sensor and method for self-testing of such | |
EP3117182B1 (en) | Method of optimising the startup time of a coriolis gyro and coriolis gyro suitable for it | |
EP2154538B1 (en) | Acceleration sensor and method for detecting acceleration | |
DE102019215184A1 (en) | Device and method for characterizing a vibration sensitivity of a sensor designed with two adjustable electrode masses | |
EP1910776B1 (en) | Rotational speed sensor | |
DE102017118765B4 (en) | System and method for calibrating a vibration sensor | |
DE102019215179A1 (en) | Evaluation device and method for operating a sensor designed with two adjustable electrode masses | |
DE102015003196B4 (en) | Device and method for residual value processing when activating a sensor | |
DE102022126972B3 (en) | Device for characterizing an inertial sensor | |
DE102022131845B3 (en) | Use of cross-sensitivity of different inertial sensors | |
WO2023078623A1 (en) | Method and device for determining dynamic parameters of a mems apparatus, and mems apparatus | |
DE102018213865B4 (en) | Method for determining rotation rates, sensor system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |