確定一種加速度或磁場傳感器靈敏度的方法

2023-05-12 10:01:21 1

專利名稱：確定一種加速度或磁場傳感器靈敏度的方法
技術領域：
本發明涉及一種確定傳感器的，例如一種加速度或磁場傳感器的靈敏度的方法， 以及為這樣的方法而設計的傳感器。
背景技術：
磁場傳感器(磁強計)用作為檢測用於羅盤應用的地磁場的傳感器。已知有微電 機械(MEMS)傳感器，它們，藉助於洛倫茲力，將一個所加的磁場變成一種機械的偏離，並且 容性地讀取它。為此這些傳感器具有一個至少在部件裡垂直於所要測量的磁場布置的導電 體。文獻DE19827 056 Al說明了一種這樣的磁場傳感器。除此之外還已知有加速度傳感器，它們基於一種容性可讀取的微電機械系統 (MEMS)。微電機械傳感器的靈敏度由不同的參數組成，它們可以在製造過程和運行時被不 同地良好控制。另外微電機械傳感器的靈敏度還受到邊緣損失的影響，這邊緣損失是在設計規定 的，一個功能層裡的一種結構寬度和在處理後實際上達到的在功能層裡的結構寬度之間的 差。邊緣損失例如可以引起彈簧剛度，地震質量和用於電容性分析的有效電容的減小。在微電機械磁場傳感器中靈敏度尤其是受到以下參數的影響—產生洛倫茲力所必需的電流，它的精度決定性地通過分析線路來規定，一傳感器的機械靈敏度，它主要由彈簧裝置的機械剛度來確定，這剛度又取決 於-由過程所決定的在邊緣損失中的變化(一彈簧的寬度和/或總質量)，和一所應用的功能層的厚度(一彈簧的厚度和/或總質量)，和--傳感器的靜電靈敏度，它主要通過電極間距的波動而變化。對於測量垂直於傳感器的基底平面的磁場分量(Bz-元件)的磁場傳感器，邊緣損 失的波動大致導致了電極間距的變化，並因此導致了基本電容的變化。根據所用的分析原 理(AC或者AC/C)，功能層的厚度也可能有影響。在AC分析時靜電靈敏度取決於功能層 的厚度。因為在彈簧裝置和電容裡的關係被補償，總的靈敏度就與之無關。在AC/C分析 時，靜電靈敏度則相反，與功能層的厚度無關。總的靈敏度然而根據彈簧常數而取決於功能 層的厚度。對於測量平行於傳感器基底平面的磁場分量(BX/BY_元件)，的傳感器，靜電靈敏度 基本上根據規定了分析電極的間距的消耗層厚度的波動而變化。微電機械磁場傳感器和加速度傳感器的靈敏度變化的主要原因因此尤其是邊緣 損失，功能層厚度和消耗層厚度的取決於過程的波動。這些波動可以通過傳感器的外部機械刺激作用來確定，並接著進行調整平衡。磁場傳感器的平衡通常在帶端進行。磁場傳感器受到一個已知大小的很好規定的 均質外磁場作用，求出靈敏度和零點誤差(偏移)，並且最後通過修正傳感器內部的參數，例如偏置位而達到所希望的值。其它的特性曲線參數，如偏置(TKO)和靈敏度(TKE)的溫 度係數以及非線性等可以被平衡。然而過程是相應地比較複雜費事。為了能夠取消機械的靈敏度平衡，還需要儘可能準確地了解邊緣損失。文獻DE10148585A1，US 5，618，989 和 US6，840，106B1 建議了一種用於校驗加速度 傳感器功能的方法。

發明內容
本發明的主旨是一種用於確定一種傳感器，尤其是一種微機械傳感器的靈敏度的 方法，例如一種用於電容性地檢測機械偏離的傳感器，它包括有一個基底，一個可以相對於 基底運動的，彈動地支承的地震質量，至少一個第一電極裝置用於使質量相對於基底沿著 一個測量軸線偏離和至少一個第二電極裝置用於使質量相對於基底沿著一個測量軸線偏 離。該方法包括了以下方法步驟a)將第一偏離電壓(U1)加在第一電極裝置上，而將第二偏離電壓(U2)加在第二 電極裝置上，其中在質量上，通過第一電極裝置作用第一靜電力(F1),通過第二電極裝置作 用第二靜電力(F2),並通過質量的彈簧裝置施加一個復位力(Fk)，其中在第一靜電力(F1), 第二靜電力(F2)和復位力(Fk)之間實現了力的平衡，而且質量佔有一個表示了力平衡特徵 的偏離位置，並且測量一個表示了力平衡和偏離位置特徵的輸出信號(Ua)，並且b)基於第一(U1)和第二(U2)偏離電壓來計算傳感器的靈敏度。在本發明中「基於…的計算」或者說「在…基礎上的計算」的表述尤其是理解為 除了在此明確提到的值外還可以在這計算中加入另外的值。在本發明中「偏離電壓」既可以是一種直流電壓，也可以是一種調製的電壓，例如 一種正弦形，脈衝的和/或脈寬調製的(PWM)電壓。在本發明中所謂「偏離電壓」尤其是指 這樣一種電壓，它的直流電壓值或者說有效值不等於零。按照本發明的方法具有以下優點它可以使傳感器的靈敏度很準確，尤其是比採 用大多數目前已知的方法更準確地確定和平衡，而無需為此從外面機械地和/或用磁場刺 激傳感器。因此可以有利地取消費事的並因此費用很貴的，基於外部的機械或磁場刺激的 平衡，並簡化平衡過程。除此之外還可以在最大程度上與外部幹擾場無關地實施平衡過程。 此外按照本發明的方法還可以有利地確定和監測不僅是傳感器直接在製造之後的，而且也 在傳感器隨後的運行期間(在磁場裡)的靈敏度，尤其是沒有附加的裝置。按此方式可以 探測到靈敏度的變化(靈敏度漂移)，並在一定條件下防止傳感器的失效。此外還可以在測 試電流斷開時進行平衡過程，因而可以減小或者甚至避免影響到平衡過程的磁場。如前所述，按照本發明的方法可以設計用來平衡傳感器的靈敏度。為此該方法還 包括有方法步驟c)基於在方法步驟b)裡計算出的靈敏度來平衡傳感器。在方法的一種實施形式中在方法步驟b)中基於邊緣損失(δ )和/或預偏離(χΟ) 的計算來計算出傳感器的靈敏度。尤其是在一種結構的設計規定的寬度和製成結構的實際寬度之間的差稱之為邊 緣損失。在兩種結構彼此的設計規定的非偏離位置(中間位置/零位)和在兩種製成結構 彼此的實際靜止位置之間的差稱之為預偏離，它也還稱之為原偏置。實際的彈簧裝置例如可以取決於製造而與設計規定的彈簧裝置有偏差，並因此在靜止位置上質量相對於基底偏 離一個預偏離，尤其是從中間位置/零位上。尤其是在電極裝置時，在這些電極裝置中有一 個或幾個梳形基底電極和一個或幾個梳形質量電極，特別是交替地相互嵌入，在質量電極 相對於基底電極的實際靜止位置和質量電極相對於基底電極的中間位置之間的差可以被 稱為預偏離，就基底電極而言，質量電極的一個梳齒布置在中間在一個或幾個基底電極的 梳齒之間，其尤其是在AC/C和AC分析時相應於零位，這是因為在這個位置上電極裝置的 輸出信號或者說輸出電壓相應於零電壓。基本上可以多重實施方法步驟a)，例如用不同的第一和/或第二偏離電壓和由此 得出的不同的偏離位置和輸出信號。由按此方式得到的值可以求出靈敏度和/或預偏離的 邊緣損失，通過外推法，尤其是用於達到中間位置/零位或者說靜止位置的電壓的。在方法的另一種實施形式中這方法在步驟a)之前包括有步驟a0)測量一個表示了初始位置，尤其是靜止位置特徵的輸出信號(U，尤其是通 過第二電極裝置或者通過探測元件，其中在電極裝置上沒有加偏離電壓，換句話說，加的偏 離電壓為零(U1 = U2 = U3 = U4 = 0V)。在方法的另一種實施形式中在步驟b)中，基於第一(U1)和第二(U2)個偏離電壓 和輸出信號(Ua)，例如表示了初始位置，尤其是靜止位置(χ。)的特徵的輸出信號(UA,x。)，來 計算傳感器的靈敏度，或者說計算邊緣損失(S )和/或預偏離(Xtl)。在方法的另一種實施形式中方法包括有以下步驟a0)測量一個表示了初始位置(Xtl)，尤其是靜止位置特徵的輸出信號(U，尤其 是通過第二電極裝置或者通過探測元件，其中在電極裝置上沒有加偏離電壓(Ul，U2，U3， U4)。a)將第一偏離電壓(U1)加在第一電極裝置上，其中質量從初始位置( )在第一 方向上沿著測量軸線偏離到第一偏離位置(X1)上，將第二偏離電壓(U2)加在第二電極裝置上，其中這樣調整第二偏離電壓(U2)，從 而使質量從第一偏離位置(X1)返回至初始位置(Xtl)上，尤其是靜止位置上，其中達到初始 位置(Xtl)，尤其是靜止位置，則通過測量表示了重新達到初始位置(X。)特徵的輸出信號( xtef)，尤其是通過第二電極裝置或者通過探測元件來確定，並且b)基於表示了初始位置(Xtl)特徵的輸出信號(U")或者說表示了重新達到初始 位置(X。)特徵的輸出信號(UA,xtof)，第一偏離電壓(U1)和第二偏離電壓(U2)計算傳感器的 靈敏度。換言之，第二偏離電壓(U2)尤其是這樣來調整，使得在步驟b)中所測量的輸出信 號(Ua)對應於表示了重新達到初始位置(Xtl)特徵的輸出信號(UA,Λ)。通過將第一偏離電壓(U1)加在第一電極裝置上，可以在質量上，附加於質量的彈 簧裝置的復位力(FK)，施加第一靜電力(F1)15通過將第二偏離電壓(U2)加在第二電極裝 置上，可以在質量上，附加於質量的彈簧裝置的復位力(Fk)和第一電極裝置的第一靜電力 (F1),施加第二靜電力(F2)。第一靜電力(F1)優先反向於第二靜電力(F2)。如果使質量從 第一偏離位置(X1)返回至初始位置OO上，尤其是靜止位置上，那麼在初始位置( )上， 在第一靜電力(F1),第二靜電力(rg和復位力(rg之間實現了力的平衡。在方法的另一種實施形式中，傳感器還包括有第三電極裝置，用於用於使質量相對於基底沿著一個測量軸線偏離，還有第四電極裝置用於使質量相對於基底沿著一個測量 軸線偏離。在第三電極裝置上加第三偏離電壓(U3),在第四電極裝置上架第四偏離電壓 (U4)0在方法步驟b)中，則可以計算傳感器的靈敏度或者說基於第一(U1)、第二(U2)、第三 (U3)和第四(U4)偏離電壓來計算邊緣損失(δ )和/或預偏離(X。)。方法優選包括有以下的方法步驟a)將第一偏離電壓(U1)加在第一電極裝置上，其中質量從初始位置(Xtl)在第一方 向上沿著測量軸線(M)偏離到第一偏離位置(X1)上；將第二偏離電壓(U2)加在第二電極裝 置上，其中這樣調整第二偏離電壓(U2),從而使質量從第一偏離位置(X1)移動到中間位置/ 零位(這樣的位置，在此例如有一個質量電極的梳齒中間布置在一個或幾個基底電極的梳 齒之間，而且在此輸出信號Ua相應於零)，其中達到中間位置/零位則通過測量表示了中間 位置/零位特徵的輸出信號(UA = 0)，尤其是通過第二和/或第四電極裝置和/或者通過 一種探測元件來確定，al)將第三偏離電壓(U3)加在第三電極裝置上，其中使質量從初始位置(Xtl)在第 二，與第一相反的方向上沿著測量軸線(M)偏離到第二偏離位置(X2)上；將第四偏離電壓 (U4)加在第四電極裝置上，其中這樣調整第四偏離電壓(U4),從而使質量從第二偏離位置 (X2)移動到中間位置/零位上，其中達到中間位置/零位則通過測量表示了達到中間位置 /零位特徵的輸出信號(UA = 0)，尤其是通過第二和/或第四電極裝置和/或者通過一種 探測元件來確定；b)基於第一(U1)、第二(U2)、第三(U3)和第四(U4)偏離電壓計算傳感器的靈敏度。類似於以前所述的方法實施可以在質量上(附加於質量的彈簧裝置的復位力 (Fk))，通過將第一偏離電壓(U1)加在第一電極裝置上而施加第一靜電力(F1)並通過將第 二偏離電壓(U2)加在第二電極裝置上，施加第二靜電力(F2)。第一靜電力(F1)同樣也優選 反向於第二靜電力(F2)。如果使質量從第一偏離位置(X1)返回至中間位置/零位上，那麼 在中間位置/零位上，同樣也在第一靜電力(F1),第二靜電力(F2)和復位力(Fk)之間可以 實現力的平衡。在方法步驟al)結束之後使第一(U1)和第二(U2)偏離電壓優選從第一和第二電 極裝置撤離。接著在方法步驟al)中，可以在質量上，(附加於質量的彈簧裝置的復位力(Fk))， 通過將第三偏離電壓(U3)加在第三電極裝置上而施加第三靜電力(F3)；並通過將第四偏離 電壓(U4)加在第四電極裝置上，施加第四靜電力(F4)。第三靜電力(F3)優選反向於第四靜 電力(F4)。第一靜電力(F1)在此例如與第四靜電力(F4)同向，而第二靜電力(ig與第三 靜電力(F3)同向。如果使質量從第二偏離位置(X2)返回至中間位置/零位上，那麼在中間 位置/零位上，同樣也在第三靜電力(F3)，第四靜電力(F4)和復位力(rg之間可以實現力 的平衡。為了改善靈敏度平衡可以在一種，尤其是弱緩衝彈簧裝置系統時，在按照本發明 的方法的範圍裡確定彈簧裝置系統的品質。品質的確定例如可以通過傳感器的衰減特性， 尤其是作為對電測試信號的階躍響應，來進行。附加或者備選地，如果在質量部位裡的壓力 (壓力封入)是已知的話，也就可以在用電測試信號估計的過程參數的基礎上計算地來求
出品質。
在方法的另一種實施形式的範圍裡，靈敏度或者說邊緣損失(δ )和/或預偏離 (X0)的計算在方法步驟b)裡在此還基於一種為彈簧裝置系統所規定的品質值。在本方法的另一種實施形式的範圍裡，第二和/或第四電極裝置除了設計用於使 質量相對於基底偏離之外，還用於測量質量相對於基底的偏離，例如用於使機械的偏離轉 變成一個輸出信號，尤其是用於測量一個表示了測量位置特徵的輸出信號。第二和/或第 四電極裝置例如可以是電容性的距離-電壓變換器。然而同樣也可以使傳感器包括有一個附加的探測元件，用於測量質量相對於基底 的偏離，例如用於使機械的偏離轉變成一個輸出信號，尤其是用於測量一個表示了測量位 置特徵的輸出信號。例如探測元件可以是一種電容性的距離-電壓變換器。探測元件例 如可以是一種電容電極裝置，其中當質量沿著測量軸線移動時，在電極之間的距離就變化 (電容性的板式促動器)。探測元件然而同樣也可以是一種電容電極裝置，其電極在質量沿 著測量軸線移動時，相互平行地移動(梳狀促動器)。此外探測元件可以是一種壓電換能器 或者一種場效應電晶體上的電極裝置(移動-柵-電極裝置)。第一和第二或者說第三和第四電極裝置優選設計成不同的，尤其是第一電極裝置 具有第一種力-距離-特性曲線，而第二電極裝置具有第二與第一個不同的力-距離-特 性曲線，或者說第三電極裝置具有第三力-距離-特性曲線，而第四電極裝置具有第四與第 三不同的力-距離-特性曲線。原則上，第一，第二，第三和第四電極裝置可以相互獨立地既設計成電容性的板式 促動器，也設計成電容性的梳狀促動器。在該方法的另一種實施形式中，第一和/或第三電極裝置是一種電容電極裝置， 其電極在質量沿著測量軸線移動時，相互平行地移動(電容性梳狀促動器)，而第二和/或 第四電極裝置是一種電容電極裝置，其中當質量沿著測量軸線移動時，在電極之間的距離 就變化(電容性的板式促動器)。然而例如同樣也可以第一和第二和/或第三和第四電極裝置是電容電極裝置， 其中當質量沿著測量軸線移動時，在電極之間的距離就變化(電容性的板式促動器)。在此 在第一和第二和/或第三和第四電極裝置的電極之間的距離可以不同。第一和第二和/或第三和第四電極裝置的電極優選設計成具有梳背和梳齒的梳 形電極。電極裝置的電極的梳齒在此可以分別相互平行以及有間距和交替地布置。第一和/或第三電極裝置在此可以具有至少一個設計於基底上的基底電極和至 少一個設於質量上的質量電極。基底電極和質量電極這裡也可以設計成具有梳背和梳齒的 梳形電極。電極裝置的質量電極的梳齒在此可以分別布置在電極裝置的基底電極的梳齒之 間，或者反過來。第二和/或第四電極裝置在此同樣也可以具有至少一個設計於基底上的基底電 極和至少一個設於質量上的質量電極。尤其是第二和/或第四電極裝置可以具有至少一個 第一和第二設計於基底上的基底電極和一個設於質量上的質量電極。基底電極和質量電極 可以設計成具有梳背和梳齒的梳形電極。一個電極裝置的質量電極的梳齒在此可以分別布 置在電極裝置的第一基底電極的梳齒和第二基底電極的梳齒之間。按此方式一個電極裝置 的第一和第二基底電極和質量電極可以形成一種差動電容器。第一和第三電極裝置可以布置在質量的相對邊上。同樣第二和第四電極裝置也可以布置在質量的相對邊上。第一和/或第三電極裝置優選布置在質量如下邊，所述邊垂直 於質量的那些布置有第二和/或第四電極裝置的邊。這裡例如第一電極裝置的梳齒可以平 行於第三電極裝置的梳齒，和/或第二電極裝置的梳齒可以平行於第四電極裝置的梳齒， 和/或第一和/或第三電極裝置的梳齒垂直於第二和/或第四電極裝置的梳齒。如果傳感器包括有第一和第二電極裝置，而且對於第一電極裝置來說是指一種電 容電極裝置，其電極設計成具有梳背和梳齒的梳形電極，其中電極的梳齒相互平行以及有 間距和交替地布置，而且當質量沿著測量軸線移動時，相互平行地移動(電容性梳狀促動 器)，而對於第二電極裝置是指一種電容電極裝置，其電極設計成具有梳背和梳齒的梳形電 極，其中電極的梳齒相互平行以及有間距和交替地布置，而且當質量沿著測量軸線移動時， 在電極梳齒之間的距離就變化(電容性的板式促動器)，當質量只是在一邊有偏離時，假定 寄生電容CP = 0，就可以適用以下的方程
η,[/.2 K2LU22-ljT=/~~ C 、2 dc+δ {dc+x0+d)2
rj - xQ
它們按照邊緣損失(δ)
^ n2 Ic U22 ,δ = 2C 2 - dc
2 丨 i/2(l + C/A0)2禾Π /或預偏離(X0)= —--「2 U2——7
Uref Zn1CZ12O + ^)2可以求解。其中nl第一電極裝置的梳齒數，π2第二電極裝置的梳齒數，Ic第二電極裝置的梳齒的作為板式電容器作用的長度，dc沒有邊緣損失的情況下在中間位置/零位中的第一和第二電極裝置的梳齒之 間的距離，U1第一偏離電壓，U2第二偏離電壓，Ua,ο表示了靜止位置(X。)特徵的輸出信號。如果傳感器包括有一個通過U-彈簧彈動支撐的質量和第一，第二，第三和第四電 極裝置，而且對於第一和第三電極裝置來說是指布置在質量對面邊上的電容電極裝置，其 電極設計成具有梳背和梳齒的梳形電極，其中電極的梳齒相互平行以及有間距和交替地布 置，而且當質量沿著測量軸線移動時，相互平行地移動(電容性梳狀促動器)，而對於第二 和第四電極裝置是指布置在質量對面邊上的電容電極裝置，其電極設計成具有梳背和梳齒 的梳形電極，其中電極的梳齒相互平行以及有間距和交替地布置，而且其中當質量沿著測 量軸線移動時，在電極梳齒之間的距離就變化(電容性的板式促動器)，那麼對於起始位置 當質量在兩邊有偏離時，就可以適用以下的方程
權利要求
1.用於確定傳感器靈敏度的方法，這傳感器包括有 -基底⑴，-可以相對於基底(1)運動的，彈動地支承的地震質量0)，-至少一個第一電極裝置(3，4)用於使質量(2)相對於基底(1)沿著測量軸線(M)偏 離，和-至少一個第二電極裝置(5，6，7)用於使質量(2)相對於基底(1)沿著測量軸線(M)偏離。這方法包括了方法步驟a)將第一偏離電壓(U1)加在第一電極裝置(3，4)上，而將第二偏離電壓(U2)加在第二 電極裝置(5，6，7)上，其中在質量(2)上，通過第一電極裝置(3，4)施加第一靜電力(F1), 通過第二電極裝置(5，6，7)施加第二靜電力(F2),並通過質量O)的彈簧裝置施加復位力 (Fk)，其中在第一靜電力(F1),第二靜電力(rg和復位力(rg之間實現了力的平衡，而且質 量O)佔有表示了力平衡特徵的偏離位置(X)，並且測量表示了力平衡和偏離位置(χ)特徵 的輸出信號(UA)，還有b)基於第一(U1)和第二(U2)偏離電壓來計算傳感器的靈敏度。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，在方法步驟b)中，基於邊緣損失(δ)和 /或預偏離OO的計算來計算傳感器的靈敏度。
3.按照權利要求1或者2所述的方法，其特徵在於，該方法在步驟a)之前具有方法步 驟。測量表示了初始位置(Xtl)，尤其是靜止位置特徵的輸出信號(U，其中在電極裝 置(3,4,5,6,7)上沒有加偏離電壓(U1，U2)。
4.按照權利要求3所述的方法，其特徵在於，在方法步驟b)中基於第一(U1)和第二 (U2)偏離電壓和輸出信號(Ua)，來計算傳感器的靈敏度或者說計算邊緣損失(δ)和/或預 偏離(X0)。
5.按照權利要求1至4中之一所述的方法，其特徵在於，該方法包括有以下方法步驟 a0)測量表示了初始位置(Xtl)，尤其是靜止位置特徵的輸出信號(U，其中在電極裝置(3,4,5,6,7)上沒有加偏離電壓(U1，U2，)。a)將第一偏離電壓(U1)加在第一電極裝置上，其中質量( 從初始位置(Xtl)在第一 方向上沿著測量軸線(M)偏離到第一偏離位置(X1)上，將第二偏離電壓(U2)加在第二電極裝置(5，6，7)上，其中調整第二偏離電壓(U2)，從 而使質量⑵從第一偏離位置(X1)返回至初始位置OO上，其中達到初始位置(Xtl)則通 過測量表示重新達到初始位置(Xtl)特徵的輸出信號(Ixtof)來確定，並且b)基於表示了初始位置(Xtl)特徵的輸出信號(UA,J、第一偏離電壓(U1)和第二偏離 電壓(U2)計算傳感器的靈敏度。
6.按照權利要求1至2中之一所述的方法，其特徵在於，傳感器還包括有第三電極裝 置(3'，4')，用於使質量(2)相對於基底(1)沿著測量軸線(M)偏離，還有第四電極裝置 (5'，6' ,7')用於使質量(2)相對於基底(1)沿著測量軸線(M)偏離，其中方法包括有 以下方法步驟a)將第一偏離電壓(U1)加在第一電極裝置(3，4)上，其中質量( 從初始位置( )在 第一方向上沿著測量軸線(M)偏離到第一偏離位置(X1)上；將第二偏離電壓(U2)加在第二電極裝置(5，6，7)上，其中調整第二偏離電壓(U2)，從而使質量( 從第一偏離位置(X1) 動到中間位置，其中達到中間位置則通過測量表示中間位置特徵的輸出信號(Ua = O)來確 定，al)將第三偏離電壓(U3)加在第三電極裝置(3' ,4')上，其中使質量( 從初始位 置(Xtl)在第二，與第一相反的方向上沿著測量軸線(M)偏離到第二偏離位置(X2)上；將第 四偏離電壓(U4)加在第四電極裝置(5『 ,6' ,7')上，其中調整第四偏離電壓(U4),從而 使質量( 從第二偏離位置(X2)動到中間位置上，其中達到中間位置則通過測量表示達到 中間位置特徵的輸出信號(UA = 0)來確定；b)基於第一(U1)、第二(U2)、第三(U3)和第四(U4)偏離電壓計算傳感器的靈敏度。
7.按照權利要求1至6中之一所述的方法，其特徵在於，第二(5，6，7)和/或第四 (5'，6' ,7')電極裝置除了設計用於使質量(2)相對於基底(1)偏離之外，還用於測量 質量⑵相對於基底⑴的偏離(χ)。
8.按照權利要求1至7中之一所述的方法，其特徵在於，-第一(3，4)和/或第三(3' ,4')個電極裝置是電容電極裝置，其電極在質量沿著 測量軸線移動時，相互平行地移動，一而第二(5，6，7)和/或第四(5'，6'，7')個電極裝置是電容電極裝置，其中當質 量沿著測量軸線移動時，在電極之間的距離變化。
9.按照權利要求1至8中之一所述的方法，其特徵在於，在方法步驟b)裡，還基於對於 彈簧裝置系統確定的品質係數，計算靈敏度或者說邊緣損失(S )和/或預偏離(Xtl)。
10.按照權利要求1至9中之一所述的方法，其特徵在於，傳感器是加速度傳感器或者 磁場傳感器。
11.按照權利要求1至10中之一所述的方法，其特徵在於，傳感器是磁場傳感器，其質 量(2)在垂直於所要測量的磁場分量的方向上，可以相對於基底(1)運動，而且其中質量具 有至少在垂直於所要測量的磁場分量的部分裡延伸的導電體。
12.按照權利要求11所示的方法，其特徵在於，在方法步驟b)裡還基於由導電體所施 加的洛倫茲力&，計算靈敏度或者說邊緣損失(δ )和/或預偏離(χ。)。
13.傳感器，包括有 -基底⑴，-可以相對於基底(1)運動的，彈動地支承的地震質量O)，和 -至少一個第一在質量(2)的第一邊上布置的電極裝置(3，4)，用於使質量(2)相對於 基底(1)沿著測量軸線(M)偏離，和-至少第二在質量(2)的第二邊上布置的電極裝置(5，6，7)，用於使質量(2)相對於基 底(1)沿著測量軸線(M)偏離，其特徵在於，在質量(2)的對峙於第一邊的那個邊上沒有布 置電極裝置。
14.磁場傳感器，包括有 -基底⑴，-可以相對於基底(1)運動的，彈動地支承的地震質量0)，-至少一個第一 C3)和第二(4)電極裝置，用於使質量( 相對於基底(1)沿著測量軸 線(M)偏離，其中質量( 在垂直於所要測量的磁場分量的方向上，可以相對於基底(1)運動，而 且其中質量(2)具有至少在垂直於所要測量的磁場分量的部分裡延伸的導電體，其特徵在 於，磁場傳感器具有分析裝置，它設計用於在沒有加外磁場時，確定傳感器的靈敏度。
全文摘要
本發明涉及確定傳感器靈敏度的方法，這傳感器包括有基底，地震質量，第一電極裝置用於使質量相對於基底沿著測量軸線偏離，和第二電極裝置用於使質量相對於基底偏離。方法包括了方法步驟a)，在這步驟中將第一偏離電壓加在第一電極裝置上，第二偏離電壓加在第一電極裝置上，在質量上，通過第一電極裝置作用第一靜電力，通過第二電極裝置作用第二靜電力，並通過質量的彈簧裝置施加復位力，其中在第一靜電力，第二靜電力和復位力之間實現了力的平衡，而且質量佔有一個表示了力平衡特徵的偏離位置，測量表示了力平衡和偏離位置特徵的輸出信號，方法步驟b)，基於第一和第二偏離電壓來計算傳感器的靈敏度。本發明還涉及用於該方法的傳感器。
文檔編號G01R33/02GK102095893SQ201010554560
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月17日 優先權日2009年11月18日
發明者A·克爾貝勒, A·布曼, A·弗蘭克, H·蘭克, H-J·法伊斯特, J·克拉森, M·凱克, M·哈塔斯, R·薩特勒, R·馬斯 申請人:羅伯特.博世有限公司