Entwurf einer Sensorkomponente eines elektromagnetisch angetriebenen Drehratensensors mit elektronischer Amplitudenstabilisierung

ISBN-13: 9783838629292 / Niemiecki / Miękka / 2000 / 172 str.

Michael Krumm

Opis

Inhaltsangabe: Einleitung: Das Institut fur Mikrosensoren, -aktuatoren und Systeme IMSAS beschaftigt sich unter anderem mit der Entwicklung von Drehratensensoren, deren Strukturen Abmessungen im mu-m Bereich haben. Drehratensensoren (Gyroskope) dienen durch die Messung von Winkelgeschwindigkeiten der Stabilisierung von Systemen und finden neben dem KFZ-Bereich und der Medizintechnik unter anderem Anwendung bei der Steuerung von Navigationssystemen. Die Antriebsstrukturen werden uber eindimensionale Resonatoren realisiert, die zur Nachbildung der Antriebsmoden von Drehratensensoren herangezogen werden, um eventuelle Quereinflusse infolge der komplexen Strukturen zu eleminieren. Fur die Funktion von mikromechanischen Drehratensensoren ist eine exakte Referenzbewegung der seismischen Masse von entscheidender Bedeutung, da die Amplitude der Referenzbewegung linear in das Nutzsignal des Sensors eingeht und bei geringer Antriebsenergie des Schwingers fur eine hohe Auflosung moglichst gro sein muss. Die seismische Masse kann durch Nutzung der Lorentz-Kraft elektromagnetisch ausgelenkt und in Schwingung versetzt werden. Zur Kompensation von Storungen, die auf das mechanische System wirken, ist eine elektronische Amplitudenstabilisation erforderlich. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Komponente eines mikromechanischen Drehratensensors zu realisieren. Die Komponente setzt sich aus einem elektromagnetisch anzutreibenden, lateral schwingenden Resonator und einer Auswerteelektronik mit anschlieender Amplitudenstabilisierung der seismischen Masse zusammen. Zur Erstellung des Gesamtkonzeptes muss eine Evaluation der Stabilitatskriterien der Sensorkomponente unter Einbeziehung der bei der Fertigung der mechanischen Struktur auftretenden Toleranzen durchgefuhrt werden. Basierend auf dem von der Bosch Foundry EUROPRACTICE angebotenen Poly-Silizium Prozess ist ein Design fur einen mikromechanischen Resonator zu entwerfen, der eine variable Schnittstelle zur diskret aufzubauenden Ausw