Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehratensensor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Drehratensensoren werden üblicherweise verwendet, um eine Win¬ kelgeschwindigkeit eines Gegenstandes um eine Achse zu ermit¬ teln. Ist der Drehratensensor mikromechanisch auf Basis von Siliziumsubstrat hergestellt, bietet er gegenüber einem fein- werktechnischen Kreisel den Vorzug, dass er in sehr kleinen Abmessungen zu relativ niedrigen Kosten gefertigt werden kann. Vorteilhaft sind ferner eine relativ geringe Messunsicherheit und ein geringer Energieverbrauch während des Betriebes. Ein wichtiges Anwendungsgebiet von Drehratensensoren liegt in der Automobiltechnik, zum Beispiel bei Fahrdynamikregelungssyste¬ men wie dem elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) . Ein An- tiblockiersystem, eine automatische Bremskraftverteilung, eine Antriebsschlupfregelung und eine Giermomentregelung wirken da¬ bei so zusammen, dass eine Quer- und LängsStabilisierung des Fahrzeuges durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder erreicht wird. Damit ist es möglich, ein Drehen des Fahrzeuges um seine Hochachse zu verhindern. Eine weitere Anwendung für Drehraten¬ sensoren liegt in der sogenannten Rollover-Detektion eines Fahrzeuges im Zusammenhang mit Airbagsteuereinheiten und Rück¬ haltesystemen für Fahrzeuginsassen. Ferner werden Drehraten¬ sensoren für Nävigationszwecke sowie für die Bestimmung der Lage und des Bewegungszustandes von Fahrzeugen aller Art ein¬ gesetzt. Andere Einsatzfelder sind zum Beispiel Bildstabilisa-

toren für Videokameras, Dynamikregelung von Satelliten beim Aussetzen in die Erdumlaufbahn oder in der zivilen Luftfahrt bei Back-up Lageregelungssystemen.

Mikromechanisch hergestellte Drehratensensoren weisen allge¬ mein eine Schwingeinrichtung auf, welche über einen Antrieb in eine Schwingung versetzt wird. Bewegt sich die Schwingeinrich¬ tung in einem rotierenden System radial nach innen oder außen, ändert sich Ihre Bahngeschwindigkeit. Sie erfährt somit eine Tangentialbeschleunigung, welche durch die Coriolis-Kraft ver¬ ursacht wird. Die Reaktion der Schwingeinrichtung auf die Ro¬ tation kann beispielsweise mittels einer weiteren Schwingein¬ richtung oder anderen Ausleseeinrichtungen detektiert werden.

Aus der deutschen Patentschrift DE 196 41 284 Cl ist ein Dreh¬ ratensensor bekannt, der eine als Federeinrichtung ausgebilde¬ te, entkoppelte Antriebs- und Auslesestruktur einer ersten und einer zweiten Schwingeinrichtung aufweist. Diese und ähnliche aus dem Stand der Technik bekannte Sensorkonfigurationen, wel¬ che auf dem Coriolis-Effekt beruhen, haben den Nachteil, dass durch die hier notwendige Entkopplung eine passive träge Masse erzeugt wird, welche wiederum die Messempfindlichkeit redu¬ ziert, da auf die passive Masse die Coriolis-Kraft nicht ein¬ wirken kann.

Die internationale Veröffentlichungsschrift WO 03/104823 Al offenbart einen mehrachsigen monolithischen Beschleunigungs¬ sensor mit bis zu vier seismischen Massen, die in Form von Paddeln ausgebildet und über Torsionsfedern an einem Rahmen aufgehängt sind. Mit diesem Sensor können Beschleunigungen in Richtung der jeweiligen Hauptempfindlichkeitsachsen, jedoch keine Drehraten gemessen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Empfindlichkeit des Drehratensensors auf einwirkende Coriolis- Kräfte zu maximieren. Insbesondere sollen dabei auch möglichst unabhängige Antriebs- und Auslesestrukturen geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Drehra¬ tensensor mit einem Substrat, wenigstens einem Basiselement, das einen Rahmen, eine Aufhängung des Rahmens am Substrat, zu¬ mindest eine Schwingeinrichtung und eine Aufhängung der Schwingeinrichtung am Rahmen umfasst, einem Antriebsmittel und einer Ausleseeinrichtung, wobei das Antriebsmittel derart aus¬ gebildet ist, dass es auf den Rahmen des Basiselementes ein¬ wirkt bzw. über den Rahmen das gesamte Basiselement zum Schwingen angeregt wird.

Somit werden erfindungsgemäß sämtliche beweglichen Strukturen in Antriebsrichtung zum Schwingen angeregt, darunter auch die auf Coriolis-Kräfte empfindlichen Schwingeinrichtungen, welche jedoch noch einen weiteren Bewegungsfreiheitsgrad besitzen. Im Vergleich zum Stand der Technik gibt es somit keine ruhenden bzw. passiven Massen mehr, die die Empfindlichkeit des Drehra¬ tensensors verringern, da die Coriolis-Kraft nicht auf ruhen¬ de- bzw. passive Massen einwirken kann.

Vorzugsweise ist dabei der Rahmen des Basiselementes im We¬ sentlichen nur in einer durch das Substrat aufgespannten Ebene beweglich ausgeführt. In der dazu senkrechten Richtung ist der Rahmen also im Wesentlich starr. Die Schwingeinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie vorzugsweise eine Bewegung senk¬ recht zur Antriebsbewegung ausführt. Die Antriebsbewegung kann durch Wahl von geeigneten Aufhängungen der Schwingeinrichtung weitestgehend Bewegungen entlang deren Freiheitsgrades nicht anregen. Ebenso kann die Schwingeinrichtung durch ihre Bewe-

gungen die Antriebsbewegung nicht stören. Die sensierende Be¬ wegung der Schwingeinrichtung ist mit anderen Worten von der Antriebsbewegung des Rahmens entkoppelt. Dies ist die bevor¬ zugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Vorteil ist insbesondere auch die Empfindlichkeitsrichtung der Ausle¬ seeinrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Wirkrichtung des Antriebsmittels.

Insbesondere weist jedes Basiselement ein separates Antriebs¬ mittel auf, so dass jedes Basiselement unabhängig von anderen Basiselementen angetrieben bzw. zu Schwingungen angeregt wer¬ den kann. Eine Kopplung zwischen verschiedenen Basiselementen ist somit nicht zwingend erforderlich.

Vorzugsweise ist das Äntriebsmittel als Antriebskamm mit einer kapazitiven Anregung ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass die Anregung bzw. der Antrieb elektrisch, thermisch, mag¬ netisch, piezoelektrisch oder auf andere Art und Weise er¬ folgt.

Die Schwingeinrichtung ist bevorzugt als seismische Masse, insbesondere in Form eines Paddels, ausgebildet. Zur Aufhän¬ gung der Schwingeinrichtung am Rahmen und zur Aufhängung des Rahmens am Substrat sind vorzugsweise Federn vorgesehen. Die Aufhängung der Schwingeinrichtung erfolgt dabei bevorzugt über als Torsions- oder Biegebalken ausgebildete Federn.

Mit besonderem Vorteil sind die (Resonanz-) Frequenzen von Rah¬ men und Schwingeinrichtung durch die Federn unabhängig vonein¬ ander einstellbar, da die Federn voneinander unabhängig sind und sich im Wesentlichen nicht beeinflussen.

Mit besonderem Vorteil weist der Drehratensensor zumindest zwei Basiselemente auf, die mittels einer Kopplungseinheit miteinander verbunden sind- Die Kopplung ist dabei bevorzugt so ausgeführt, dass sich die Basiselemente nur wenig in ihrer Bewegung beeinflussen. Die Basiselemente sind vorzugsweise um 180° (bei zwei Basiselementen) bzw. 90° (bei vier Basiselemen¬ ten) zueinander gedreht, so dass sie zu gegenphasigen Schwin¬ gungen angeregt werden können, wodurch der gesamte Schwerpunkt des Systems in Ruhe bleibt. Über die Kopplung können die Ba¬ siselemente dann eine gemeinsame Resonanzfrequenz aufweisen.

Obwohl sich die Basiselemente prinzipiell nur wenig in ihrer Bewegung beeinflussen, kann es vorteilhaft sein, dass die Kopplungseinheit bei gegenüberliegenden, gegenphasig schwin¬ genden Basiselementen die dazu jeweils um 90° gedreht angeord¬ neten Basiselemente ebenso zu gegenphasigen Schwingungen an¬ regt bzw. zwingt.

Bevorzugt ist die Kopplungseinheit ring- oder kreisförmig aus¬ gebildet und benachbart zum gemeinsamen Schwerpunkt der Basis¬ elemente aufgehängt.

Mit besonderem Vorteil sind mindestens zwei Ausleseeinrichtun¬ gen vorhanden, so dass zwei Drehbewegungen in verschiedenen Richtungen sensiert bzw. detektiert werden können. Eine Ausle¬ seeinrichtung erfasst dann bevorzugt Bewegungen des Rahmens in der durch das Substrat aufgespannten Ebene und senkrecht zur Wirkrichtung des Äntriebsmittels und die andere Ausleseein¬ richtung detektiert Bewegungen der Schwingeinrichtung senk¬ recht durch das Substrat aufgespannten Ebene.

In einer Variante der vorliegenden Erfindung können auch an jedem Rahmen bzw. Basiselement zwei Ausleseeinrichtungen um 180° zueinander gedreht vorgesehen sein.

In der nachfolgenden Beschreibung werden die Merkmale und Ein¬ zelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 in schematischer Ansicht erste Ausführungsbeispie¬ le der vorliegenden Erfindung mit jeweils einem Basiselement, das eine (Fig. Ia und Ib) bzw. zwei (Fig. Ic) Schwingeinrichtungen aufweist,

Fig. 2 eine schematische Ansicht auf einen Teil eines er¬ findungsgemäßen Drehratensensors mit zwei gekop¬ pelten Basiselementen gemäß einem weiteren erfin¬ dungsgemäßen Ausbildungsbeispiel ,

Fig. 3 in schematischer Ansicht ein drittes Ausführungs¬ beispiel der vorliegenden Erfindung mit vier ge¬ koppelten Basiselementen,

Fig. 4 schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit zwei gekoppelten Basis¬ elementen und

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer kapazitiv wirken¬ den Ausleseeinrichtung.

In Fig. 1, die ihrerseits drei einzelne Fig. Ia bis Ic bein¬ haltet, werden verschiedene Ausführungsformen von Basiselemen- ten 1 gezeigt, die in der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können. Ein itiikromechanisch hergestellter Drehratensen¬ sor umfasst üblicherweise mehrere Komponenten. Ein in den Fig. nicht dargestelltes Substrat, bei dem es sich beispielsweise um einen Siliziumwafer handeln kann, weist insbesondere eine plane Oberfläche auf.

An oder in dem Substrat ist wenigstens ein Basiselement 1 aus¬ gebildet, das eine oder mehrere Schwingeinrichtungen 3 um¬ fasst. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Schwingein¬ richtungen bevorzugt als seismische Massen 3 ausgebildet, die in einem Rahmen 2 aufgehängt sind. Diese Aufhängung kann bei¬ spielsweise über Torsionsbalken 5 oder Biegebalken 4 reali¬ siert werden. Biegebalken 4 haben eine lineare Federkennlinie, die seismischen Massen 3 der erfindungsgemäßen Drehratensenso¬ ren sind jedoch bevorzugt über Torsionsbalken 5 am Rahmen 2 befestigt. Gemäß Fig. Ic kann das Basiselement 1 eine oder mehrere seismische Massen 3 aufweisen, beispielsweise zwei Paddel 3 mit gegenüberliegender Aufhängung 5.

Die Aufhängung 4, 5 lässt eine Bewegung des Schwerpunktes der seismischen Masse 3 nur in z-Richtung senkrecht zur Ebene des Rahmens 2 zu. Die Ebene des Rahmens 2 ist parallel zum Sub¬ strat bzw. zur durch das Substrat aufgespannten Ebene (x/y- Ebene) .

Wie in Fig. Ic dargestellt, ist das Basiselement 1 über eine oder mehrere, weitere Aufhängungen 7 am nicht gezeigten Sub¬ strat befestigt. Die Aufhängung 7 ist vorzugsweise durch Fe¬ dern gebildet. Diese erlauben eine Bewegung des Basiselements 1 in Richtung y einer ersten Achse (y-Achse) parallel zum Sub-

strat. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Federn 7 im We¬ sentlichen steif in den Richtungen x, z senkrecht zur ersten Achse (y-Achse) ausgeführt. Gemäß später beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispielen ist es aber auch möglich, dass die Aufhängung 7 nur in einer Richtung z steif ist. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Rahmen 2 des Basiselementes 1 auf jeden Fall nur in der durch das Sub¬ strat aufgespannten Ebene (x/y-Ebene) beweglich.

Der Drehratensensor weist weiterhin zumindest eine Anregung bzw. ein Antriebsmittel auf/ das in Fig. Ia bis Ic nicht ge¬ zeigt ist. Das Antriebsmittel ist eine Vorrichtung, die das Basiselement 1 entlang der ersten Achse (y-Achse) zu Schwin¬ gungen anregen kann. Dies kann beispielsweise elektrisch, thermisch, magnetisch, piezoelektrisch oder auf andere, geeig¬ nete Art und Weise erfolgen.

Schließlich umfasst der Drehratensensor noch wenigstens eine Ausleseeinrichtung (in Fig. Ia bis Ic nicht gezeigt) . Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung, die eine Auslenkung der der Schwingeinrichtung bzw. der seismischen Masse 3 senkrecht zur Ebene (x/y-Ebene) des Rahmens 2 misst, also in Richtung z. Die Ausleseeinrichtung kann beispielsweise auf einem kapaziti¬ ven, piezoresistiven, magnetischen, piezoelektrischen oder op¬ tischen Messprinzip beruhen.

Das generelle Funktionsprinzip des Drehratensensors ist im Folgenden kurz beschrieben. Das Basiselement 1 bzw. der Rahmen 2 wird zu periodischen Schwingungen entlang der ersten Achse (y-Achse) angeregt. Bei einer Drehbewegung der Schwingeinrich¬ tung bzw. der seismischen Masse 3 um die zweite Achse (x- Achse, in der Substratebene und senkrecht zur ersten Achse) tritt eine Coriolis-Kraft senkrecht zur ersten und zweiten

Achse auf, nämlich in Richtung z der dritten Achse. Die Coric— lis-Kraft wirkt sowohl auf den Rahmen 2 als auch auf die dort aufgehängte seismische Masse bzw. Schwingeinrichtung 3. Der Rahmen 2 ist in Richtung z jedoch steif, so dass nur die seis¬ mische Masse 3 entlang dieser Achse ausgelenkt wird. Diese Auslenkung wird mit der Detektions- bzw. Ausleseeinrichtung detektiert und ist ein Maß für die aufgetretene Drehgeschwin¬ digkeit.

In Zusammenhang mit Fig. 2 und mit anderen Worten erläutert, wird ein weitgehend starrer Rahmen 2 in Richtung y des An¬ triebsmittels 8 angeregt und ist vorzugsweise nur in dieser Richtung y beweglich. Diese Bewegung wird auf die seismische Masse 3 übertragen, die nur in der Ausleserichtung z (senk¬ recht zur Anregungsrichtung y) weich aufgehängt ist. Dadurch bleibt die seismische Masse 3 weitestgehend während der reinen Antriebsbewegung in Ruhe. Die Coriolis-Kraft bewegt nur die seismische Masse 3, der bewegte Rahmen 2 ist weitgehend starr in dieser Richtung. Die Antriebsbewegung wird dadurch im We¬ sentlichen nicht gestört. Die Antriebsbewegung beeinflusst um¬ gekehrt die Signalauslesung der Ausleseeinrichtung (in Fig. 2 nicht gezeigt) weitgehend nicht, die Auslesebewegung hat also im Prinzip keine Rückkopplung auf die Antriebsbewegung.

Die Anregung erfolgt vorzugsweise durch als Antriebsmittel 8 ausgebildete kapazitive Kammstrukturen (Fig. 2), sie könnte aber beispielsweise auch durch Piezowiderstände in der Aufhän¬ gung der seismischen Masse 3 erfolgen (nicht gezeigt) , wobei dann der Stress in der Aufhängung 5 bei einer Auslenkung ge¬ messen würde. Die Auslesung erfolgt beispielsweise kapazitiv durch Gegenelektroden, die in einem definierten Abstand zur seismischen Masse 3 angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wirkt das Äntriebsmittel 8 direkt oder indi¬ rekt auf den Rahmen 2 des Basiselementes 1 ein bzw. wird über den Rahmen 2 das gesamte Basiselement 1 zum Schwingen ange¬ regt. Somit werden sämtliche beweglichen Strukturen in An¬ triebsrichtung y zum Schwingen angeregt, darunter auch die auf Coriolis-Kräfte empfindlichen Schwingeinrichtungen 3, welche jedoch noch einen weiteren Bewegungsfreiheitsgrad besitzen. Im Vergleich zum Stand der Technik gibt es somit keine ruhenden bzw. passiven Massen mehr, die die Empfindlichkeit des Drehra¬ tensensors verringern, da die Coriolis-Kraft nicht auf ruhen¬ de- bzw. passive Massen einwirken kann.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehratensensors mit zwei gekoppelten, um 180° gedrehten Ba¬ siselementen 1 mit je zwei seismischen Massen 3, die zu ge- genphasigen Schwingungen angeregt werden. Dies hat folgenden Vorteil. Durch die gegenphasige Schwingung der beiden symmet¬ risch angeordneten Basiselemente 1 bleibt der gesamte Schwer¬ punkt des Systems in Ruhe, es wirkt idealerweise keine Energie auf den Chipaufbau. Lineare Beschleunigungen (beispielsweise Vibrationen) in Richtung der z-Achse können durch differen- tielle Signalauswertung eliminiert werden. Vibration in Rich¬ tung x haben aufgrund der hohen Steifigkeit der verwendeten Aufhängung keine Auswirkung auf den Betrieb des Drehratensen¬ sors. Eine Kopplungseinheit 6 zwischen den Basiselementen 1 erzwingt eine gemeinsame Resonanzfrequenz der beiden Basisele¬ mente 1 für gegenphasige Bewegungungen in y-Richtung.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mehrachsigen x/y-Drehratensensors. Das heißt, eine Drehrich¬ tung in den Richtungen x und y kann damit detektiert werden. Hier sind vier um 90° zueinander gedrehte Basiselemente 11,

12, 13, 14 in der Form gekoppelt, dass jeweils zwei Basisele¬ mente 11, 13 bzw. 12, 14 in einer Richtung x bzw. y in Anti- phase schwingfähig sind. Die beiden Schwingrichtungen x, y liegen in einer Ebene und stehen senkrecht aufeinander. Die gewählte Kopplungseinheit 6 unterstützt gegenphasiges Schwing¬ verhalten der Schwingeinrichtungen bzw. seismischen Massen 3. Im Falle dieser Anordnung bewegen sich die entlang der Rich¬ tung y angeordneten Basiselemente 12, 14 sowohl zueinander als auch zu den in Richtung y angeordneten Basiselementen 11, 13 um 180° phasenverschoben. Aus dem Phasenbezug der nicht ge¬ zeigten Ausleseeinrichtung zu den Signalen der Antriebsein- richtungen 8 kann auch eine Drehrichtung welche in der Sub¬ stratebene und zwischen der exakten x- und y~Richtungen liegt, detektiert und unterschieden werden.

Insbesondere weist jedes Basiselement 11, 12, 13, 14 ein sepa¬ rates Antriebsmittel 8 auf, so dass jedes Basiselement 11, 12,

13, 14 unabhängig von anderen Basiselementen 11, 12, 13, 14 angetrieben bzw. zu Schwingungen angeregt werden kann. Eine Kopplungseinheit 6 zwischen verschiedenen Basiselementen 11, 12, 13, 14 ist somit nicht zwingend erforderlich, weist aber die oben beschriebenen Vorteile auf.

Bevorzugt ist die Kopplungseinheit 6 ring- oder kreisförmig ausgebildet und benachbart zum gemeinsamen Schwerpunkt der Ba¬ siselemente 11, 12, 13, 14 aufgehängt.

In Fig. 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegen¬ den Erfindung ein mehrachsiger x/z-Drehratensensor darge¬ stellt. Basierend auf dem in Fig. 2 beschriebenen, einachsigen Drehratensensor kann durch dieses Ausführungsbeispiel ein zweiachsiger Drehratensensor mit den Empfindlichkeitsrichtun¬ gen x und z realisiert werden. Zwei Basiselemente 1 sind hier

mit einem System von als Federn ausgebildeten Aufhängungen 7 derart aufgehängt, dass sie sowohl in Richtung y als auch in Richtung x beweglich sind. Die Basiselemente 1 werden entlang der Richtung y über als kapazitive Strukturen bzw. Antriebs- kämme ausgebildete Antriebsmittel 8 zu einer gegenphasigen Schwingung angeregt.

Der x-Sensor funktioniert folgendermaßen. Bei Auftreten einer Drehrate in Richtung x wird auf die im Basiselement 1 beweg¬ lich aufgehängten seismischen Massen bzw. Paddel 3 eine Kraft in Richtung z ausgeübt. Die dabei auftretende Verkippung um die Aufhängung bzw. den Torsionsbalken 5 wird mit einer in Fig. 4 nicht dargestellten Ausleseeinrichtung, die beispiels¬ weise mittels darüber liegenden Elektroden ausgebildet sein kann, als Kapazitätsänderung detektiert.

In Fig. 5 ist beispielsweise eine derartige Ausleseeinrichtung 10 dargestellt, welche die Bewegung der seismischen Masse 3 durch Kapazitätsänderungen Δ c erfassen kann. Dabei ist eine am Substrat fixierte Gegenelektrode vorhanden.

Wieder zurück zu Fig. 4, gemäß der der z-Sensor wie folgt ar¬ beitet. Eine Drehrate in Richtung z bewirkt eine Verschiebung des Basiselements 1 in Richtung x. Diese Verschiebung wird mit einer als kapazitive Kammstrukturen ausgebildeten Ausleseein¬ richtung 9 detektiert. Eine besonderst vorteilhafte Anordnung ist gegeben, wenn an jedem Basiselement 1 zwei Ausleseeinrich¬ tungen 9 um 180° gedreht befestigt sind. Somit kann bei jedem Basiselement 1 das Differenzsignal ausgewertet werden.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 4 liegt in Folgendem. Durch die gezeigte Anordnung kann gleichzeitig eine Drehrate in Richtung x und eine Drehra-

te in Richtung z gemessen werden. Die Ausleseeinrichtungen 9, 10 in diesen beiden Achsen sind weitgehend entkoppelt. Durch Anwendung differenzieller Ausleseprinzipien können Linearbe¬ schleunigungen entlang der x-, bzw. der z-Achse weitgehend un¬ terdrückt oder kompensiert werden. Die zweiachsige Ausführung des erfindungsgemäßen Drehratensensors ist auch relativ klein möglich, da für beide Detektionsachsen bzw. Empfindlichkeits¬ richtungen u, w der Ausleseeinrichtungen 9, 10 dieselben Ba¬ siselemente 1 verwendet werden können.

Bei allen Ausführungsbeispielen können die Aufhängungen bzw. Federn 4, 5, 7, welche die Resonanzfrequenz der Anregungsbewe¬ gung des Rahmens 2 und der Auslesebewegung der seismischen Masse bzw. der Schwingeinrichtung 3 festlegen, weitgehend un¬ abhängig voneinander ausgebildet sein. Mit besonderem Vorteil können somit auch die Frequenzen unabhängig voneinander einge¬ stellt werden.

Bei den Ausführungsbeispielen mit zumindest zwei Basiselemen¬ ten 1 können die Aufhängungen 4, 5, 7 der seismischen Massen 3 und der Rahmen 2 vorzugsweise auch so gewählt werden, dass ei¬ ne geringe Kopplung der Bewegung der seismischen Masse bzw. Schwingeinrichtung 3 im ersten Basiselement 1 auf die Schwing¬ einrichtung 3 im zweiten Basiselement 1 vorhanden ist. Damit sind die Bewegungen der beiden seismischen Massen 3 nicht völ¬ lig unabhängig voneinander, so dass sich zwei gemeinsame Reso¬ nanzfrequenzen beider Basiselemente einstellen. In einem Nutz¬ mode, welcher durch einwirkende Coriolis-Kräfte angeregt wird, schwingen die seismischen Massen 3 der Basiselemente 1 um 180° phasenverschoben zu einander. Ein parasitärer Mode, welcher die gleichphasige Schwingung (0° Phasenverschiebung) der seis¬ mischen Massen bzw. Schwingeinrichtungen 3 darstellt, liegt in einem anderen Frequenzband und kann durch geeignete Filterung

eliminiert werden. Dadurch können Signale, hervorgerufen durch geringe Asymmetrien zwischen den derart gekoppelten Basisele¬ menten 1, unterdrückt werden.

Bezugszeichenliste

1 Basiselement

2 Rahmen

3 Schwingeinrichtung bzw. seismische Masse

4 Aufhängung bzw. Biegebalken

5 Aufhängung bzw. Torsionsbalken

6 Kopplungseinheit

7 Aufhängung des Rahmens am Substrat

8 Antriebsmittel

9 Ausleseeinrichtung

10 Ausleseeinrichtung

11 Basiselement

12 Basiselement

13 Basiselement

14 Basiselement

Δc Kapazitätsänderung u Empfindlichkeitsrichtung einer Ausleseeinrichtung v Wirkrichtung des Antriebsmittels w Empfindlichkeitsrichtung einer Ausleseeinrichtung x Richtung (Substratebene) y Richtung (Substratebene) z Richtung (senkrecht zur Substratebene)