[发明专利]用于校准加速度传感器的方法和加速度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于校准加速度传感器的方法和一种加速度传感器。

背景技术

这样的方法是普遍公知的。例如由文献US 5 618 989A公开了一种具有至少一个可运动的振动质量的电容式加速度传感器，其中，该振动质量可由于加速度而偏移并且具有至少一个可运动的电极，该可运动的电极与至少一个固定的电极相对地设置并且与该固定的电极构成至少一个测量电容，其中设有至少一个固定的另外的电极，在该另外的电极上被可这样地施加电压，使得一个力作用被施加到振动质量上。该另外的电极用于执行加速度传感器的自我测试，其中，在自我测试期间，振动质量相对于衬底的偏移不是通过加速力实现，而是通过另外的电极与振动质量之间的静电的相互作用来模拟振动质量相对于衬底的偏移。以这种方式允许加速度传感器的测试或者校正，而不必存在真实的加速力。

发明内容

与之相比，根据本发明的用于校准加速度传感器的方法和根据本发明的加速度传感器具有以下优点：能够实现加速度传感器的明显更简单且成本更有利的校准。尤其地，与现有技术相比，不需要任何用于校准加速度传感器的附加结构和用于与该附加结构接触的附加连接垫，从而能以有利的方式节省晶面并且由此节省成本。有利的是，在根据本发明的方法中，仅使用在双轴和/或多轴加速度传感器中总归要实现的电极来校准加速度传感器。这些优点通过以下方式实现：借助第一和另外的第一电极产生振动质量的第一偏移。其间设有振动质量的反电极的该第一和另外的第一电极是第一差分电容装置的一部分，该第一差分电容装置在加速度传感器的工作模式中被设置用于差分地分析处理振动质量垂直于第一方向相对于衬底的加速度。为了产生第一偏移，第一和另外的第一电极被共同地转换到基本上相同的电位上。这导致反电极由于与该第一和另外的第一电极的静电相互作用而受到沿着第一方向的偏移力。这些反电极在此尤其“被吸引到”第一与另外的第一电极之间的中间空间中，使得振动质量在第一和另外的第一电极的方向上相对于衬底运动。该运动通过施加到另外的第二和另外的第四电极上的第一补偿电压被补偿。这些另外的第二电极在此尤其是在加速度传感器的第二侧面上的第二差分电容装置的一部分，该第二差分电容装置具有另外的第二电极和第二电极，其中，在另外的第二电极与第二电极之间又设有振动质量的反电极并且第二差分电容装置在加速度传感器的工作模式中被设置用于差分地分析处理振动质量的与第一方向平行或逆平行的加速度。类似地，这些另外的第四电极尤其是第四差分电容装置的一部分，该第四差分电容装置设置在相对的侧面上并且同样被设置用于差分地分析处理振动质量的与第一方向平行或逆平行的加速度。第二和第四方向在此优选垂直于第一方向定向。现在，第一偏移导致另外的第二电极与相应的反电极之间或者导致另外的第四电极与相应的反电极之间的间距变大(或者变换地间距变小)，这些间距变大或变小通过施加到另外的第二和另外的第四电极上的第一补偿电压被补偿。第一补偿电压的大小因此可用作加速度传感器的校准的尺度。这样的校准优选地在加速度传感器的工作期间、在使用位置中和/或在安装位置中进行。变换地，根据本发明的方法在加速度传感器的制造期间或者直接在加速度传感器的制造之后进行。优选地，该加速度传感器被设置用于在机动车的安全和/或舒适系统中工作，其中，该加速度传感器特别优选地包括具有仅一个振动质量的双轴式加速度传感器，以检测两个正交的加速度(例如用于“坡度驻车(hill-hold)”功能的机动车纵轴和用于ESP系统的横轴)。该加速度传感器尤其包括微机械的加速度传感器。衬底优选包括半导体衬底并且特别优选地包括硅衬底。

本发明的有利构型和扩展方案可由从属权利要求以及参照附图的说明中得出。

根据一种优选扩展方案提出，加速度传感器在与第一侧面相对置的第三侧面上具有固定在衬底上的第三和另外的第三电极，其中，在第三和另外的第三电极之间设有振动质量的反电极，其中，加速度传感器在第二侧面上还具有第二电极并且在第四侧面上还具有第四电极，其中，在第三步骤中将基本上相同的第二激励电压施加到第三和另外的第三电极上以激励出振动质量沿着第三方向的第二偏移，其中，在第四步骤中通过将第二补偿电压施加到第二和第四电极上来补偿第二偏移。第三方向尤其与第一方向逆平行，使得以有利的方式允许在与第一方向平行和逆平行的两个方向上校准加速度传感器。加速度传感器以有利的方式优选这样对称地构造，使得沿着第一方向的校准取代沿着第三方向的校准。