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DE102009047018B4 - Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors und Beschleunigungssensor - Google Patents

Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors und Beschleunigungssensor Download PDF

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DE102009047018B4
DE102009047018B4 DE102009047018.2A DE102009047018A DE102009047018B4 DE 102009047018 B4 DE102009047018 B4 DE 102009047018B4 DE 102009047018 A DE102009047018 A DE 102009047018A DE 102009047018 B4 DE102009047018 B4 DE 102009047018B4
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DE
Germany
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electrodes
acceleration sensor
seismic mass
deflection
substrate
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Torsten Ohms
Axel Franke
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Priority to US12/927,345 priority patent/US8381570B2/en
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Priority to FR1059592A priority patent/FR2953024B1/fr
Priority to CN201010559016.8A priority patent/CN102095894B/zh
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Abstract

Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors (11), welcher ein Substrat (12) und eine seismische Masse (13) aufweist, wobei der Beschleunigungssensor (11) auf einer ersten Seite (10) am Substrat (12) befestigte erste und weitere erste Elektroden (1, 1') aufweist, wobei zwischen den ersten und den weiteren ersten Elektroden (1, 1') Gegenelektroden (14) der seismischen Masse (13) angeordnet sind, wobei der Beschleunigungssensor (11) auf einer zweiten Seite (20) weitere zweite Elektroden (2') und auf einer der zweiten Seite (20) gegenüberliegenden vierten Seite (40) weitere vierte Elektroden (4') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt an die ersten und weiteren ersten Elektroden (1, 1') eine im Wesentlichen gleiche erste Anregungsspannung zur Anregung einer ersten Auslenkung der seismischen Masse (13) entlang einer ersten Richtung (110) angelegt wird, wobei in einem zweiten Schritt die erste Auslenkung durch Anlegen einer ersten Kompensationsspannung an die weiteren zweiten und die weiteren vierten Elektroden (2', 4') kompensiert wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Solche Verfahren sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift US 5 618 989 A ein kapazitiver Beschleunigungssensor mit mindestens einer beweglichen seismischen Masse bekannt, wobei die seismische Masse durch eine Beschleunigung auslenkbar ist und mindestens eine bewegliche Elektrode aufweist, die gegenüber mindestens einer feststehenden Elektrode angeordnet ist und mit dieser mindestens eine Messkapazität bildet, wobei mindestens eine weitere feststehende Elektrode vorgesehen ist, wobei an die weitere Elektrode eine elektrische Spannung derart anlegbar ist, dass eine Kraftwirkung auf die seismische Masse ausgeübt wird. Die weitere Elektrode dient dazu einen Selbsttest des Beschleunigungssensors auszuführen, wobei während des Selbsttestes die Auslenkung der seismischen Masse gegenüber dem Substrat nicht durch eine Beschleunigungskraft erzielt wird, sondern durch eine elektrostatische Wechselwirkung zwischen der weiteren Elektroden und der seismischen Masse eine Auslenkung der seismischen Masse gegenüber dem Substrat simuliert wird. Auf diese Weise ist ein Test bzw. Abgleich des Beschleunigungssensors möglich, ohne dass eine reale Beschleunigungskraft vorliegen muss.
  • In diesem Zusammenhang ist aus der DE 10 2008 040 529 A1 weiterhin ein Fehlerkorrekturverfahren für einen Beschleunigungssensor mit mehreren Elektroden und einer seismischen Masse bekannt. In der DE 697 04 408 T2 wird eine Winkelgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung beschrieben, mit der sich Verlustschwingungen eines Schwingungskörpers durch Erzeugung einer Korrekturschwingung kompensieren lassen und aus der US 5,249,465 A ist ein Beschleunigungssensor mit einer ringförmigen Schwingungsmasse bekannt, deren Bewegungen mittels elektrostatischer Kräfte korrigiert werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäßen Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors und der erfindungsgemäße Beschleunigungssensor gemäß den unabhängigen Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein deutlich einfacherer und kostengünstigerer Abgleich des Beschleunigungssensors ermöglicht wird. Insbesondere werden im Vergleich zum Stand der Technik keine zusätzlichen Strukturen zum Abgleich des Beschleunigungssensors und zusätzliche Anschlusspads zur Kontaktierung der zusätzlichen Strukturen benötigt, so dass in vorteilhafter Weise Waferfläche und somit Kosten einsparbar sind. In vorteilhafter Weise finden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich solche Elektroden zum Abgleich des Beschleunigungssensors Verwendung, welche bei einem zwei- und/oder mehrachsigen Beschleunigungssensor ohnehin realisiert sind. Diese Vorteile werden dadurch erreicht, dass die erste Auslenkung der seismischen Masse mittels der ersten und weiteren ersten Elektroden erzeugt wird. Die ersten und weiteren ersten Elektroden, zwischen welchen die Gegenelektroden der seismischen Masse angeordnet sind, sind Teil einer ersten Differenzkapazitätsanordnung, welche im Betriebsmodus des Beschleunigungssensors zur differenziellen Auswertung eine Beschleunigung der seismischen Masse senkrecht zur ersten Richtung relativ zum Substrat vorgesehen sind. Zur Erzeugung der ersten Auslenkung werden die ersten und die weiteren ersten Elektroden gemeinsam auf ein im Wesentlichen gleiches Potential geschaltet. Dies führt dazu, dass die Gegenelektroden aufgrund elektrostatischer Wechselwirkung mit den ersten und den weiteren ersten Elektroden eine Auslenkungskraft entlang der ersten Richtung erfahren. Die Gegenelektroden werden dabei insbesondere in den Zwischenraum zwischen den ersten und weiteren ersten Elektroden „hineingezogen“, so dass die seismische Masse sich in Richtung der ersten und weiteren Elektroden relativ zum Substrat bewegt. Diese Bewegung wird durch die erste Kompensationsspannung kompensiert, welche an die weiteren zweiten und weiteren vierten Elektroden angelegt wird. Die weiteren zweiten Elektroden sind dabei insbesondere Teil einer zweiten Differenzkapazitätsanordnung auf der zweiten Seite des Beschleunigungssensors, welche die weiteren zweiten Elektroden und zweite Elektroden aufweist, wobei zwischen den weiteren zweiten Elektroden und den zweiten Elektroden wiederum Gegenelektroden der seismischen Masse angeordnet sind und wobei die zweite Differenzkapazitätsanordnung im Betriebsmodus des Beschleunigungssensors zur differenziellen Auswertung einer Beschleunigung der seismischen Masse parallel oder antiparallel zur ersten Richtung vorgesehen ist. Analog sind die weiteren vierten Elektrode insbesondere Teil einer vierten Differenzkapazitätsanordnung, welche auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und ebenfalls zur differenziellen Auswertung einer Beschleunigung der seismischen Masse parallel oder antiparallel zur ersten Richtung vorgesehen ist. Die zweite und vierte Richtung sind dabei vorzugsweise senkrecht zur ersten Richtung ausgerichtet. Die erste Auslenkung erzeugt nun eine Abstandsvergrößerung (oder alternativ eine Abstandsverkleinerung) zwischen den weiteren zweiten Elektroden und den entsprechenden Gegenelektroden bzw. zwischen den weiteren vierten Elektroden und den entsprechenden Gegenelektroden, welche durch die an die weiteren zweiten und weiteren vierten Elektroden angelegte erste Kompensationsspannung kompensiert wird. Die Größe der ersten Kompensationsspannung ist somit als Maß zum Abgleich des Beschleunigungssensors nutzbar. Ein derartiger Abgleich wird vorzugsweise während des Betriebs, in der Gebrauchsposition und/oder am Einbauort des Beschleunigungssensors durchgeführt. Alternativ wird das erfindungsgemäße Verfahren während oder unmittelbar nach der Herstellung des Beschleunigungssensors durchgeführt. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor zum Betrieb in einem Sicherheits- und/oder Komfortsystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei der Beschleunigungssensor besonders bevorzugt einen zweiachsigen Beschleunigungssensor mit nur einer seismischen Masse zur Detektion zwei orthogonaler Beschleunigungen (z.B. Fahrzeuglängsachse für die „hill-hold“ Funktion und die Querachse für ein ESP-System) umfasst. Der Beschleunigungssensor umfasst insbesondere einen mikromechanischen Beschleunigungssensor. Das Substrat umfasst vorzugsweise ein Halbleitersubstrat und besonders bevorzugt ein Siliziumsubstrat.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Beschleunigungssensor auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden dritten Seite am Substrat befestigte dritte und weitere dritte Elektroden aufweist, wobei zwischen den dritten und den weiteren dritten Elektroden Gegenelektroden der seismischen Masse angeordnet sind und wobei der Beschleunigungssensor ferner auf der zweiten Seite zweite Elektroden und auf der vierten Seite vierte Elektroden aufweist, wobei in einem dritten Schritt an die dritten und die weiteren dritten Elektroden eine im Wesentlichen gleiche zweite Anregungsspannung zur Anregung einer zweiten Auslenkung der seismischen Masse entlang einer dritten Richtung angelegt wird, wobei in einem vierten Schritt die zweite Auslenkung durch Anlegen einer zweiten Kompensationsspannung an die zweiten und die vierten Elektroden kompensiert wird. Die dritte Richtung ist insbesondere antiparallel zur ersten Richtung, so dass in vorteilhafter Weise ein Abgleich des Beschleunigungssensors in beiden Richtungen sowohl parallel, als auch antiparallel zur ersten Richtung ermöglicht wird. In vorteilhafter Weise ist der Beschleunigungssensor vorzugsweise derart symmetrisch ausgebildet, dass ein Abgleich entlang der ersten Richtung einen Abgleich entlang der dritten Richtung ersetzt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen den zweiten und den weiteren zweiten Elektroden Gegenelektroden der seismischen Masse angeordnet sind, wobei in einem fünften Schritt an die zweiten und die weiteren zweiten Elektroden eine im Wesentlichen gleiche dritte Anregungsspannung zur Anregung einer dritten Auslenkung der seismischen Masse entlang einer zweiten Richtung angelegt wird, wobei in einem sechsten Schritt die dritte Auslenkung durch Anlegen einer dritten Kompensationsspannung an die weiteren ersten und die weiteren dritten Elektroden kompensiert wird. Die zweite Richtung ist insbesondere senkrecht zur ersten Richtung, so dass in vorteilhafter Weise ein Abgleich des Beschleunigungssensors sowohl entlang der ersten Richtung, als auch senkrecht zur ersten Richtung ermöglicht wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen den vierten und den weiteren vierten Elektroden Gegenelektroden der seismischen Masse angeordnet sind, wobei in einem siebten Schritt an die vierten und die weiteren vierten Elektroden eine im Wesentlichen gleiche vierte Anregungsspannung zur Anregung einer vierten Auslenkung der seismischen Masse entlang einer vierten Richtung angelegt wird, wobei in einem achten Schritt die vierte Auslenkung durch Anlegen einer vierten Kompensationsspannung an die ersten und die dritten Elektroden kompensiert wird. Die vierte Richtung ist insbesondere antiparallel zur zweiten Richtung, so dass in vorteilhafter Weise ein Abgleich des Beschleunigungssensors senkrecht zur ersten Richtung sowohl parallel, als auch antiparallel zur zweiten Richtung ermöglicht wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors, wobei der Beschleunigungssensor auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden dritten Seite am Substrat befestigte dritte und weitere dritte Elektroden aufweist, wobei der Beschleunigungssensor ferner auf der zweiten Seite zweite Elektroden und auf der vierten Seite vierte Elektroden aufweist, wobei zwischen den zweiten und weiteren zweiten Elektroden, zwischen den dritten und den weiteren dritten Elektroden und zwischen den vierten und weiteren vierten Elektroden Gegenelektroden der seismischen Masse angeordnet sind, wobei der Beschleunigungssensor eine substratfeste Flächenelektrode aufweist, welche sich im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Substrats erstreckt und die seismische Masse senkrecht zur Haupterstreckungsebene zumindest teilweise überlappt, wobei in einem neunten Schritt an die ersten, die weiteren ersten, die dritten und die weiteren dritten Elektrodeneine im Wesentlichen gleiche fünfte Anregungsspannung zur Anregung einer fünften Auslenkung der seismischen Masse entlang der fünften Richtung angelegt wird, wobei in einem zehnten Schritt die fünfte Auslenkung durch Anlegen einer fünften Kompensationsspannung an die Flächenelektrode kompensiert wird. In vorteilhafter Weise wird somit ein Abgleich des Beschleunigungssensors bezüglich der fünften Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene ermöglicht, wobei im Vergleich zum Stand der Technik keine zusätzlichen Strukturen benötigt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in vorteilhafter Weise somit sowohl für „in-plane“, als auch für „out-of-plane“ Sensoren einsetzbar. Der Beschleunigungssensor ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass die fünfte Auslenkung durch eine Asymmetrie zwischen den jeweiligen Ober- und Unterseiten der ersten, weiteren ersten, dritten und weiteren dritten Elektroden verursacht wird, so dass beim Anlegen der fünften Anregungsspannung eine elektrostatische Differenzkraft auf die seismische Masse in Richtung des Substrats oder vom Substrat weggerichtet wirkt. Die Flächenelektrode ist vorzugsweise senkrecht zur Haupterstreckungsebene zwischen dem Substrat und der seismischen Masse angeordnet. Alternativ umfasst die Flächenelektrode eine flächige Deckelelektrode und/oder umfasst der Beschleunigungssensor eine weitere Flächenelektrode in Form einer flächigen Deckelelektrode derart, dass die seismische Masse senkrecht zur Haupterstreckungsebene zwischen der Deckelelektrode und dem Substrat angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im neunten Schritt die fünfte Anregungsspannung ferner an die zweiten, weiteren zweiten, vierten und weiteren vierten Elektroden angelegt wird, so dass in vorteilhafter Weise ein vergleichsweise gleichmäßige fünfte Auslenkung erzielt. Beispielsweise wird somit das Auftreten von Drehmomenten wirksam vermieden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem elften Schritt die erste Anregungsspannung mit der ersten Kompensationsspannung, die zweite Anregungsspannung mit der zweiten Kompensationsspannung, die dritte Anregungsspannung mit der dritten Kompensationsspannung, die vierte Anregungsspannung mit der vierten Kompensationsspannung und/oder die fünfte Anregungsspannung mit der fünften Kompensationsspannung verglichen wird/werden. In vorteilhafter Weise wird somit eine Quantifizierung der Sensitivität des Beschleunigungssensors relativ zur ersten, zweiten, dritten, vierten und/oder fünften Richtung zum Abgleich des Beschleunigungssensors zum Abgleich bezüglich der ersten, zweiten, dritten, vierten und/oder fünften Richtung ermöglicht.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Beschleunigungssensor, welcher zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Figurenliste
  • Es zeigen
    • 1 einen Beschleunigungssensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
    • 2 einen Beschleunigungssensor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In 1 ist einen Beschleunigungssensor 11 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei der Beschleunigungssensor 11 ein eine Haupterstreckungsebene 100 aufweisendes Substrat 12 und eine seismische Masse 13 aufweist. Die seismische Masse 13 weist parallel zur Haupterstreckungsebene 100 eine im Wesentlichen rechteckige Struktur mit vier Seiten, einer ersten Seite 10, einer zweiten Seite 20, einer dritten Seite 30 und einer vierten Seite 40, auf. Von jeder dieser ersten, zweiten, dritten und vierten Seite 10, 20, 30, 40 stehen von der seismischen Masse 13 mit der seismischen Masse 13 fest verbundene Gegenelektroden 14 ab. Auf der ersten Seite 10 bilden die Gegenelektroden 14 zusammen mit ersten und weiteren ersten Elektroden 1, 1' eine erste Differenzkapazitätsanordnung, wobei immer eine Gegenelektrode 14 zwischen ersten Elektroden 1 und weiteren ersten Elektroden 1' angeordnet ist. Eine Bewegung der seismischen Masse 13 relativ zum Substrat 12 entlang einer zur Haupterstreckungsebene 100 parallelen zweiten Richtung 120 verursacht somit eine Verkleinerung der Abstände zwischen den Gegenelektroden 14 und den ersten Elektroden 1 und eine Vergrößerung der Abstände zwischen den Gegenelektroden 14 und den weiteren ersten Elektroden 1'. Diese Abstandsveränderungen werden differenziell ausgewertet und dienen zur Detektion einer Beschleunigung des Beschleunigungssensors 11 relativ zur zweiten Richtung 120. Analog zur ersten Differenzkapazitätsanordnung weist der Beschleunigungssensor 11 eine zweite Differenzkapazitätsanordnung auf der zweiten Seite 20, eine dritte Differenzkapazitätsanordnung auf der dritte Seite 30 und eine vierte Differenzkapazitätsanordnung auf der vierten Seite 40 auf. Die dritte Differenzkapazitätsanordnung dient ebenfalls zur Detektion einer Beschleunigung des Beschleunigungssensors 11 relativ zur zweiten Richtung 120 (d.h. parallel oder antiparallel zur zweiten Richtung 120), während die zweite und die vierte Differenzkapazitätsanordnung zur Detektion von Beschleunigungen des Beschleunigungssensors 11 relativ zu einer zur zweiten Richtung 120 senkrechten und zur Haupterstreckungsebene 100 parallelen ersten Richtung 110 (d.h. parallel oder antiparallel zur zweiten Richtung 120) fungieren. Im Folgenden wird anhang der 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei in einem ersten Schritt zunächst an die ersten und weiteren ersten Elektroden 1, 1` eine gleiche erste Anregungsspannung zur Anregung einer ersten Auslenkung der seismischen Masse 13 entlang der ersten Richtung 110 angelegt wird. Die entsprechenden Gegenelektroden 14 werden dadurch jeweils in den Zwischenraum zwischen den ersten und den weiteren ersten Elektroden 1, 1' aufgrund elektrostatischer Wechselwirkung hineingezogen. Gleichzeitig wird in einem zweiten Schritt diese erste Auslenkung durch Anlegen einer ersten Kompensationsspannung an die weiteren zweiten und die weiteren vierten Elektroden 2', 4' gerade kompensiert. Aus einem Vergleich zwischen der ersten Anregungsspannung und der benötigten ersten Kompensationsspannung ergibt sich somit ein Maß für die Sensitivität des Beschleunigungssensors 11 gegenüber einer Auslenkung in die erste Richtung 110. Analog wird in einem dritten Schritt an die dritten und die weiteren dritten Elektroden 3, 3' der dritten Differenzkapazitätsanordnung eine im Wesentlichen gleiche zweite Anregungsspannung zur Anregung einer zweiten Auslenkung der seismischen Masse 13 entlang einer dritten Richtung 130 angelegt, wobei in einem vierten Schritt die zweite Auslenkung durch Anlegen einer zweiten Kompensationsspannung an die zweiten und die vierten Elektroden 2, 4 kompensiert wird und wobei sich aus einem Vergleich zwischen der zweiten Anregungsspannung und der benötigten zweiten Kompensationsspannung ein Maß für die Sensitivität des Beschleunigungssensors 11 gegenüber einer Auslenkung in die dritte Richtung 130 ergibt. Ferner wird in einem fünften Schritt an die zweiten und die weiteren zweiten Elektroden 2, 2' der zweiten Differenzkapazitätsanordnung eine im Wesentlichen gleiche dritte Anregungsspannung zur Anregung einer dritten Auslenkung der seismischen Masse 13 entlang einer zweiten Richtung 120 angelegt, wobei in einem sechsten Schritt die dritte Auslenkung durch Anlegen einer dritten Kompensationsspannung an die weiteren ersten und die weiteren dritten Elektroden 1', 3' kompensiert wird. Ferner wird in einem siebten Schritt an die vierten und die weiteren vierten Elektroden 4, 4' der vierten Differenzkapazitätsanordnung eine im Wesentlichen gleiche vierte Anregungsspannung zur Anregung einer vierten Auslenkung der seismischen Masse 13 entlang einer vierten Richtung 140 angelegt, wobei in einem achten Schritt die vierte Auslenkung durch Anlegen einer vierten Kompensationsspannung an die ersten und die dritten Elektroden 1, 3 kompensiert wird. Aus einem Vergleich zwischen der dritten bzw. vierten Anregungsspannung und der benötigten dritten bzw. vierten Kompensationsspannung ergibt sich ferner ein Maß für die Sensitivität des Beschleunigungssensors 11 gegenüber einer Auslenkung in die dritte bzw. vierte Richtung 130, 140. Dieses erfindungsgemäße Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht somit den Abgleich bezüglich der ersten, zweiten, dritten und vierten Richtung 110, 120, 130, 140.
  • In 2 ist ein Beschleunigungssensor 11 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welcher im Wesentlichen dem in 1 illustrierten Beschleunigungssensor 11 gleicht, wobei der Beschleunigungssensor 11 eine mit dem Substrat 12 fest verbundene Flächenelektrode 15 aufweist, welche senkrecht zum Substrat 12, d.h. entlang einer fünften Richtung 150, zwischen dem Substrat 12 und der seismischen Masse 13 angeordnet ist. In einem neunten Schritt, welcher insbesondere nach dem anhand 1 beschriebenen achten Schritt durchgeführt wird, wird an die ersten, weiteren ersten, zweiten, weiteren zweiten, dritten, weiteren dritten, vierten und weiteren vierten Elektroden 1, 1', 2, 2', 3, 3', 4, 4' eine im Wesentlichen gleiche fünfte Anregungsspannung zur Anregung einer fünften Auslenkung der seismischen Masse entlang der fünften Richtung 150 angelegt, wobei in einem zehnten Schritt die fünfte Auslenkung durch Anlegen einer fünften Kompensationsspannung an die Flächenelektrode 15 kompensiert wird, so dass ein Abgleich des Beschleunigungssensors 11 bezüglich der fünften Richtung 150 erzielt wird. Alternativ umfasst der Beschleunigungssensor 11 eine weitere Flächenelektrode 15' in Form einer flächigen Deckelelektrode, so dass die seismische Masse 13 entlang der fünften Richtung 150 zwischen dem Substrat 12 und der weiteren Flächenelektrode 15 angeordnet ist und somit ein Abgleich antiparallel zur fünften Richtung 150 durchführbar ist.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors (11), welcher ein Substrat (12) und eine seismische Masse (13) aufweist, wobei der Beschleunigungssensor (11) auf einer ersten Seite (10) am Substrat (12) befestigte erste und weitere erste Elektroden (1, 1') aufweist, wobei zwischen den ersten und den weiteren ersten Elektroden (1, 1') Gegenelektroden (14) der seismischen Masse (13) angeordnet sind, wobei der Beschleunigungssensor (11) auf einer zweiten Seite (20) weitere zweite Elektroden (2') und auf einer der zweiten Seite (20) gegenüberliegenden vierten Seite (40) weitere vierte Elektroden (4') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt an die ersten und weiteren ersten Elektroden (1, 1') eine im Wesentlichen gleiche erste Anregungsspannung zur Anregung einer ersten Auslenkung der seismischen Masse (13) entlang einer ersten Richtung (110) angelegt wird, wobei in einem zweiten Schritt die erste Auslenkung durch Anlegen einer ersten Kompensationsspannung an die weiteren zweiten und die weiteren vierten Elektroden (2', 4') kompensiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (11) auf einer der ersten Seite (10) gegenüberliegenden dritten Seite (30) am Substrat (12) befestigte dritte und weitere dritte Elektroden (3, 3') aufweist, wobei zwischen den dritten und den weiteren dritten Elektroden (3, 3') Gegenelektroden (14) der seismischen Masse (13) angeordnet sind und wobei der Beschleunigungssensor (11) ferner auf der zweiten Seite (20) zweite Elektroden (2) und auf der vierten Seite (40) vierte Elektroden (4) aufweist, wobei in einem dritten Schritt an die dritten und die weiteren dritten Elektroden (3, 3') eine im Wesentlichen gleiche zweite Anregungsspannung zur Anregung einer zweiten Auslenkung der seismischen Masse (13) entlang einer dritten Richtung (130) angelegt wird, wobei in einem vierten Schritt die zweite Auslenkung durch Anlegen einer zweiten Kompensationsspannung an die zweiten und die vierten Elektroden (2, 4) kompensiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zweiten und den weiteren zweiten Elektroden (2, 2') Gegenelektroden (14) der seismischen Masse (13) angeordnet sind, wobei in einem fünften Schritt an die zweiten und die weiteren zweiten Elektroden (2, 2') eine im Wesentlichen gleiche dritte Anregungsspannung zur Anregung einer dritten Auslenkung der seismischen Masse (13) entlang einer zweiten Richtung (120) angelegt wird, wobei in einem sechsten Schritt die dritte Auslenkung durch Anlegen einer dritten Kompensationsspannung an die weiteren ersten und die weiteren dritten Elektroden (1', 3') kompensiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den vierten und den weiteren vierten Elektroden (4, 4') Gegenelektroden (14) der seismischen Masse (13) angeordnet sind, wobei in einem siebten Schritt an die vierten und die weiteren vierten Elektroden (4, 4') eine im Wesentlichen gleiche vierte Anregungsspannung zur Anregung einer vierten Auslenkung der seismischen Masse (13) entlang einer vierten Richtung (140) angelegt wird, wobei in einem achten Schritt die vierte Auslenkung durch Anlegen einer vierten Kompensationsspannung an die ersten und die dritten Elektroden (1, 3) kompensiert wird.
  5. Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (11) auf einer der ersten Seite (10) gegenüberliegenden dritten Seite (30) am Substrat (12) befestigte dritte und weitere dritte Elektroden (3, 3') aufweist, wobei der Beschleunigungssensor (11) ferner auf der zweiten Seite (20) zweite Elektroden (2) und auf der vierten Seite (40) vierte Elektroden (4) aufweist, wobei zwischen den zweiten und weiteren zweiten Elektroden (2, 2'), zwischen den dritten und den weiteren dritten Elektroden (3, 3') und zwischen den vierten und weiteren vierten Elektroden (4, 4') Gegenelektroden (14) der seismischen Masse (13) angeordnet sind, wobei der Beschleunigungssensor (11) eine substratfeste Flächenelektrode (15) aufweist, welche sich im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene (100) des Substrats (12) erstreckt und die seismische Masse (13) senkrecht zur Haupterstreckungsebene (100) zumindest teilweise überlappt, wobei in einem neunten Schritt an die ersten, die weiteren ersten, die dritten und die weiteren dritten Elektroden (1, 1', 3, 3') eine im Wesentlichen gleiche fünfte Anregungsspannung zur Anregung einer fünften Auslenkung der seismischen Masse entlang der fünften Richtung (150) angelegt wird, wobei in einem zehnten Schritt die fünfte Auslenkung durch Anlegen einer fünften Kompensationsspannung an die Flächenelektrode (15) kompensiert wird.
  6. Verfahren zum Abgleich eines Beschleunigungssensors (11), welcher ein Substrat (12) und eine seismische Masse (13) aufweist, wobei der Beschleunigungssensor (11) auf einer ersten Seite (10) am Substrat (12) befestigte erste und weitere erste Elektroden (1, 1') aufweist, wobei zwischen den ersten und den weiteren ersten Elektroden (1, 1') Gegenelektroden (14) der seismischen Masse (13) angeordnet sind, wobei der Beschleunigungssensor (11) auf einer zweiten Seite (20) weitere zweite Elektroden (2') und auf einer der zweiten Seite (20) gegenüberliegenden vierten Seite (40) weitere vierte Elektroden (4') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (11) auf einer der ersten Seite (10) gegenüberliegenden dritten Seite (30) am Substrat (12) befestigte dritte und weitere dritte Elektroden (3, 3') aufweist, wobei der Beschleunigungssensor (11) ferner auf der zweiten Seite (20) zweite Elektroden (2) und auf der vierten Seite (40) vierte Elektroden (4) aufweist, wobei zwischen den zweiten und weiteren zweiten Elektroden (2, 2'), zwischen den dritten und den weiteren dritten Elektroden (3, 3') und zwischen den vierten und weiteren vierten Elektroden (4, 4') Gegenelektroden (14) der seismischen Masse (13) angeordnet sind, wobei der Beschleunigungssensor (11) eine substratfeste Flächenelektrode (15) aufweist, welche sich im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene (100) des Substrats (12) erstreckt und die seismische Masse (13) senkrecht zur Haupterstreckungsebene (100) zumindest teilweise überlappt, wobei in einem neunten Schritt an die ersten, die weiteren ersten, die dritten und die weiteren dritten Elektroden (1, 1', 3, 3') eine im Wesentlichen gleiche fünfte Anregungsspannung zur Anregung einer fünften Auslenkung der seismischen Masse entlang der fünften Richtung (150) angelegt wird, wobei in einem zehnten Schritt die fünfte Auslenkung durch Anlegen einer fünften Kompensationsspannung an die Flächenelektrode (15) kompensiert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im neunten Schritt die fünfte Anregungsspannung ferner an die zweiten, weiteren zweiten, vierten und weiteren vierten Elektroden (2, 2', 4, 4') angelegt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem elften Schritt die erste Anregungsspannung mit der ersten Kompensationsspannung, die zweite Anregungsspannung mit der zweiten Kompensationsspannung, die dritte Anregungsspannung mit der dritten Kompensationsspannung, die vierte Anregungsspannung mit der vierten Kompensationsspannung und/oder die fünfte Anregungsspannung mit der fünften Kompensationsspannung verglichen wird/werden.
  9. Beschleunigungssensor (11), welcher zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche konfiguriert ist.
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