Untersuchungen der druckabhängigen Eigenschaften eines in Oberflächentechnologie hergestellten Drehratensensors

Abstract:
Der Hauptschwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt auf der Charakterisierung eines neuartigen, resonant betriebenen Drehratensensors in Oberflächenmikromechanik. Das Bauelement wurde, im Druckbereich zwischen 1 und 10 mbar detailliert untersucht. Dabei wurde die Anregungspannung des Sensorelements unter einem Wert von 10 V2 gehalten (Produkt aus Anregungsamplitude und Offsetspannung), um typische Anforderungen der Automobilindustrie zu berücksichtigen. Die Eigenfrequenzen und die relevanten Modenformen des Sensorelementes wurden sowohl analytisch als auch mittels der Finite Elemente Methode bestimmt. Weiterhin wurden die Gütefaktoren der Anregungs- und Ausleseschwingungen als Funktion des Umgebungsdruckes in einer druckgeregelten Vakuumkammer gemessen. Ferner wurden die Sensitivität und der Quadraturfehler des Sensors bei Winkelgeschwindigkeiten bis zu 1000Grad/s druckabhängig bestimmt.