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    • 专利摘要:
    Es werden eine mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur, insbesondere ein mikromechanischer Sensor oder Aktor, sowie ein Verfahren zum Selbsttest einer solchen beschrieben. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß mittels einer an der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11) vorgesehenen Wandlerstruktur (13, 14) in Ansprache auf ein von außen zugeführtes Signal vorgegebener Art und Größe eine mechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11; 21) erzeugt wird, daß die mechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11; 21; 31; 41; 51) erfaßt wird. Die erfaßte mechanische Verformung kann mit einem für das von außen zugeführte Signal bestimmter Art und Größe erwarteten Wert der mechanischen Verformung verglichen und ein das Ergebnis des Vergleichs anzeigendes Selbsttest-Ergebnissignal erzeugt werden.
    公开号:DE102004030380A1
    申请号:DE102004030380
    申请日:2004-06-23
    公开日:2006-01-19
    发明作者:Alois Dr. Friedberger
    申请人:EADS Deutschland GmbH；
    IPC主号:B81B3-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur,insbesondere einen mikromechanischer Sensor oder Aktor, und einVerfahren zum Selbsttest einer solchen.
    [0002] MikromechanischeMembran- oder Brückenstrukturenfinden häufigVerwendung bei hochentwickelten technischen Produkten. Beispielsweisewerden sie als mikromechanische Sensoren oder Aktoren in der Luft-und Raumfahrt verwendet. Dort sind hohe Zuverlässigkeit und niedrige Ausfallratenvon großerWichtigkeit. Kommt es trotzdem zu einem Ausfall, wäre einesofortige Fehlermeldung durch eingebaute Selbsttestfähigkeitvon großemVorteil. Ebenso ist in vielen Anwendungsfällen eine automatische Kalibrierungvorteilhaft.
    [0003] DieAufgabe der Erfindung ist es eine mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturzu schaffen, welche selbsttestfähigist. Weiterhin soll durch die Erfindung ein Verfahren angegebenwerden, mit welchem eine mikromechanische Membran- oder Brückenstruktureinem Selbsttest unterzogen werden kann.
    [0004] DieAufgabe wird durch eine mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturmit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterhin wird die Erfindunggelöstdurch ein Verfahren zum Selbsttest einer mikromechanischen Membran-oder Brückenstrukturmit den Merkmalen des Anspruchs 19.
    [0005] VorteilhafteWeiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
    [0006] Besondersvorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung auf mikromechanischeSensoren oder Aktoren.
    [0007] Gemäß einervorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine automatischeKalibrierung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur unterVerwendung eines zum Zwecke der Verformung von außen zugeführten Erregungssignalsund der erfaßtenVerformung vorgesehen.
    [0008] Imfolgenden werden Ausführungsbeispiele derErfindung anhand der Zeichnung erläutert.
    [0009] Eszeigt:
    [0010] 1 eineetwas schematisierte vergrößerte Querschnittsansichteiner mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur in Form einesmikromechanischen Sensors gemäß einemersten Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0011] 2a)und b) eine etwas schematisierte vergrößerte Querschnittsansicht bzw.Draufsicht einer mikromechanischen Membran- oder Brückenstrukturin Form eines mikromechanischen Sensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0012] 3a)und b) eine etwas schematisierte vergrößerte Querschnittsansicht bzw.Draufsicht einer mikromechanischen Membran- oder Brückenstrukturin Form eines mikromechanischen Sensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0013] 4 eineetwas schematisierte vergrößerte Querschnittsansichteiner mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur in Form einesmikromechanischen Sensors gemäß einemvierten Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0014] 5 eineetwas schematisierte vergrößerte Querschnittsansichteiner mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur in Form einesmikromechanischen Sensors gemäß einemfünftenAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0015] 6 eineetwas schematisierte Darstellung einer mikromechanischen Membran-oder Brückenstrukturin Form eines mikromechanischen Sensors und einer Wandlereinrichtungzum Erfassen der Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstrukturgemäß einemAusführungsbeispiel derErfindung;
    [0016] 7 eineetwas schematisierte vergrößerte Querschnittsansichteiner mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur in Form einesmikromechanischen Sensors mit einer Wandlereinrichtung zum Erfassender Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstrukturgemäß einem weiterenAusführungsbeispielder Erfindung; und
    [0017] 8 einvereinfachtes schematisiertes Blockschaltbild einer mikromechanischenMembran- oder Brückenstrukturzur Erläuterungvon Selbsttest- und Kalibrierungsfunktionen an der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur.
    [0018] Inden 1 bis 8 sind verschiedene Ausführungsbeispielevon mikromechanischen Sensoren 10; 20; 30; 40; 50 dargestellt,welche der Druckmessung etwa im Bereich der Luft- und Raumfahrtdienen. Der mikromechanische Sensor 10; 20; 30; 40; 50 umfaßt einemikromechanische Membran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51,welche auf einem Trägerteil 12; 22; 32; 42; 52 angeordnetist. Zwischen der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 unddem Trägerteil 12; 22; 32; 42; 52 istein geschlossener Hohlraum 17; 27; 37; 47; 57 gebildet,welcher durch eine Seite der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 begrenztist. Die Druckmessung erfolgt durch Erfassen der Verformung dermikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 zwischeneinerseits einem in dem Hohlraum 17; 27; 37; 47; 57 vorhandenenMedium und andererseits einem Medium, welches sich an der dem Hohlraum 17; 27; 37; 47; 57 gegenüberliegendenSeite der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 befindet.Auf diese Weise kann der mikromechanische Sensor 10; 20; 30; 40; 50 sowohlfür Absolut-wie auch fürRelativ-Druckmessungen verwendet werden.
    [0019] Diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstrukturauf Grund des Druckunterschieds zwischen deren beiden Seiten kannauf verschiedene Weise erfaßtwerden, beispielsweise kapazitiv, piezo-elektrisch, optisch oderauf eine andere Weise, wie es an sich im Stande der Technik bekanntist.
    [0020] ZumZwecke des Selbsttests und/oder einer automatischen Kalibrierungder mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur ist bei den inden 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen eineWandlerstruktur 13, 14; 23, 24; 33; 43; 53, 54 vorgesehen,welche zur Erzeugung einer mechanischen Verformung der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 inAnsprache auf ein von außenzugeführtesErregungssignal vorgegebener Art und Größe dient.
    [0021] Beidem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Wandlerstrukturdurch Elektroden 13, 14 gebildet, von denen eineElektrode 13 an der dem Trägerteil 12 zugewandtenSeite der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 11 angebrachtist und eine andere Elektrode 14 gegenüberliegend an dem Trägerteil 12 selbstangebracht ist. Durch Anlegen einer Gleich- oder Wechselspannung vorgegebener Artund Größe als Erregungssignalerfolgt eine mechanische Verformung der mikromechanischen Membran-oder Brückenstruktur 11 aufGrund elektrostatischer Anziehung bzw. Abstoßung zwischen den Elektroden 13, 14.
    [0022] Beiden in 2a) und 2b) gezeigten Ausführungsbeispielist die die mechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 21 bewirkendeWandlereinrichtung durch eine Oberflächenwellen-Wandlereinrichtung gebildet,welche zwei an der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 21 angeordneteInterdigital-Kondensatoren 23 bzw. 24 umfaßt. Dererste Interdigital-Kondensator 23 dient zum Erzeugen von Oberflächenwellenin Ansprache auf ein diesem von außen zugeführtes elektrisches Erregungssignal vorgegebenerArt und Größe, derzweite Interdigital-Kondensator 24 dient zum Empfangender von dem ersten Interdigital-Kondensator 23 erzeugten, sichan der Membran 21 fortpflanzenden Oberflächenwellen.Die Oberflächenwellenbedeuten eine sich zeitlich veränderndemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 21,welche vom Zustand und vom Maß der Verspannungder Membran 21 abhängigist.
    [0023] Beidem in 3a) und 3b) dargestelltenAusführungsbeispielund bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispielist die die mechanische Verformung der mikromechanischen Membran-oder Brückenstruktur 31 bzw. 41 bewirkendeWandlereinrichtung durch eine Heizeinrichtung 33 bzw. 43 gebildet,welche mit der Membran 31 bzw. 41 im Sinne einertemperaturabhängigenmechanischen Verformung zusammenwirkt.
    [0024] Beidem in 3a) und 3b) dargestelltenAusführungsbeispielbewirkt die Heizeinrichtung 33 eine Temperaturerhöhung derMembran 31, wodurch diese sich ausdehnt und verformt. DasMaß derAusdehnung und Verformung der Membran 31 kann verstärkt werden,wenn diese ein Bimetall-Element enthält oder durch ein solches gebildetist.
    [0025] Beidem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Membran 41 durcheine Formgedächtnislegierunggebildet, welche eine der jeweiligen vorliegenden Temperatur entsprechendeForm annimmt.
    [0026] Beidem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt dieVerformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 51 durcheine Wandlereinrichtung, welche Piezo-Wandler 53, 54 enthält. Entsprechendeiner von außenals Erregungssignal an die Piezo-Wandler 53, 54 angelegtenGleich- oder Wechselspannung vorgegebener Art und Größe erfolgteine Verformung der Membran 51.
    [0027] Diebei den in den 1 bis 5 dargestelltenmikromechanischen Sensoren 10; 20; 30; 40; 50 werdendie durch die Wandlerstrukturen 13, 14; 23, 24; 33; 43; 53, 54 inAnsprache auf das von außenzugeführteErregungssignal erzeugten mechanischen Verformungen der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 erfaßt und miteinem fürdas jeweilige Erregungssignal erwarteten Wert der mechanischen Verformungverglichen, um daraus ein Selbsttest-Ergebnissignal abzuleiten und/odereine automatische Kalibrierung der mikromechanischen Membran- oderBrückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 durchzuführen.
    [0028] Diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 kannentweder mit derselben Wandlereinrichtung erfaßt werden, mit der sie erzeugtwird, oder sie kann mit einer anderen Wandlereinrichtung erfaßt werden,als mit der sie erzeugt wird.
    [0029] Beiden in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielenwird die mechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oderBrückenstruktur 11; 21 mitderselben Wandlereinrichtung 13, 14; 23, 24 erfaßt, mitder sie erzeugt wird.
    [0030] Sowird bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispieldie mechanische Verformung der Membran 11 durch eine elektrostatischeAnziehung bzw. Abstoßungzwischen den Elektroden 13, 14 herbeigeführt unddie Erfassung der mechanischen Verformung erfolgt durch Kapazitätsmessungzwischen denselben Elektroden.
    [0031] Beidem Ausführungsbeispielder 2 werden durch den einen Interdigital-Kondensator 23 die Oberflächenwellenerzeugt und durch den anderen Interdigital-Kondensator 24 empfangen.Die Erfassung der Verformung der Membran 21 kann durch Korrelationdes dem einen Interdigital-Kondensator 23 zugeführten Erregungssignalsmit dem von dem anderen Interdigital-Kondensator 24 erhaltenenSignal nach Dämpfungund Phasenlage erfolgen, oder durch Korrelation des der Oberflächenwellen-Wandlereinrichtung 23, 24 zugeführten Erregungssignals miteinem anderen die Verformung der Membran 21 anzeigendenSignal, beispielsweise einem Piezo-Signal, oder einem optischenoder kapazitiven Signal.
    [0032] Beiden in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielenwird die mechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oderBrückenstruktur 31; 41 durchdas Zusammenwirken der Heizeinrichtung 33; 43 mitder Membran 31; 41 herbeigeführt, die Erfassung der Verformungerfolgt mittels einer weiteren Wandlereinrichtung, beispielsweisewieder durch ein Piezo-Signal, ein optisches oder ein kapazitivesSignal.
    [0033] Beidem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt dieAuslenkung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 51 durchPiezo-Wandler 53, 54, die Erfassung der mechanischen Verformungkann wiederum auf piezoelektrischem Wege, elektrostatisch oder optischerfolgen.
    [0034] 6 zeigteine Anordnung, bei der eine auf beliebige Weise herbeigeführte mechanischeVerformung einer mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51,die durch eine elektrostatische Wandlereinrichtung, eine Oberflächenwellen-Wandlereinrichtung,eine thermisch arbeitende Wandlereinrichtung oder durch eine piezoelektrischeWandlereinrichtung bewirkt werden kann, wie bei den Ausführungsbeispielender 1 bis 5 der Fall, durch eine optischeWandlereinrichtung 65 ausgelesen wird. Dies kann auf verschiedeneWeise erfolgen, beispielsweise durch Auswertung von optischen Interferenzenzwischen der verformten Membran 11; 21; 31; 41; 51 unddem diese tragenden Trägerteil 12; 22; 32; 42; 52,was einer Messung der Auslenkung der Membran 11; 21; 31; 41; 51 gegenüber demTrägerteil 12; 22; 32; 42; 52 entspricht.
    [0035] DieDurchführungdes Selbsttests und/oder der automatischen Kalibrierung der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 erfolgtin einer Verarbeitungsschaltung 86, welche die erfaßte mechanischeVerformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur 11; 21; 31; 41; 51 mitdem derselben von einer Erregungssignalerzeugungseinrichtung 85 zugeführten, diese mechanischeVerformung bewirkenden Erregungssignal vergleicht, wie in 8 schematisiertund sehr stark vereinfacht dargestellt ist.
    [0036] Durchdie Selbsttestfähigkeitkann eine sofortige Fehlermeldung bei Ausfall oder Degradation desdie mikromechanische Membran- oderBrückenstrukturenthaltenden Bauteils erfolgen. Die Möglichkeit der automatischenKalibrierung macht gestattet es eine Kalibrierung jederzeit durchzuführen und eineVeränderungdes Bauteils auszugleichen.
    [0037] Dievorstehend im Zusammenhang mit mikromechanischen Drucksensoren beschriebenen Möglichkeitensind anwendbar auf jedwede Art von Sensoren oder Aktoren oder sonstigenBauteilen oder Einrichtungen, die mit, mikromechanischen Membran-oder Brückenstrukturenarbeiten.
    10;20; 30; 40; 50 mikromechanischerSensor 11;21; 31; 41; 51 mikromechanischeMembran- oder Brückenstruktur 12;22; 32; 42; 52 Trägerteil 13 Elektrode 14 Elektrode 17;27; 37; 47; 57 Hohlraum 23 Interdigital-Kondensator 24 Interdigital-Kondensator 33 Heizeinrichtung 43 Heizeinrichtung 53 Piezo-Wandler 54 Piezo-Wandler 65 optischeWandlereinrichtung 75 Piezo-Widerstand 76 Piezo-Widerstand 85 Erregungssignalerzeugungseinrichtung 86 Verarbeitungsschaltung
    权利要求:
    Claims (32)
    [1] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur,insbesondere mikromechanischer Sensor oder Aktor, gekennzeichnetdurch eine an der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41; 51)vorgesehene Wandlerstruktur (13, 14; 23, 24; 33, 43; 53, 54)zur Erzeugung einer mechanischen Verformung der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41; 51)in Ansprache auf ein von außenzugeführtesSignal vorgegebener Art und Größe, undeine Einrichtung zur Erfassung der mechanischen Verformung der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41; 51).
    [2] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur nach Anspruch1, gekennzeichnet durch eine Verarbeitungsschaltung (86)zum Vergleich der erfaßtenmechanischen Verformung mit einem für das von außen zugeführte Signalbestimmter Art und Größe erwartetenWert der mechanischen Verformung und zur Erzeugung eines das Ergebnisdes Vergleiches anzeigenden Selbsttest-Ergebnissignals.
    [3] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung zurErzeugung der mechanischen Verformung eine elektrostatische Wandlereinrichtung(13, 14) oder ein piezoelektrische Wandlereinrichtung(53, 54) ist.
    [4] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß dieelektrostatischen Wandlereinrichtung (13, 14)eine an der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11)angeordnete Elektrode (13) und eine dieser gegenüberliegendan einem Trägerteil (12)der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11)angeordnete Elektrode (14) enthält.
    [5] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung zurErzeugung der mechanischen Verformung eine Oberflächenwellen-Wandlereinrichtung(23, 24) ist.
    [6] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur nach Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, daß dieOberflächenwellen-Wandlereinrichtung(23, 24) mindestens einen an der mikromechanischen Membran-oder Brückenstruktur(21) angeordneten Interdigital-Kondensator (23, 24)enthält.
    [7] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur nach Anspruch6, dadurch gekennzeichnet, daß dieOberflächenwellen-Wandlerstruktur(23, 24) einen ersten, an der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur(21) angeordneten Interdigital-Kondensator (23)zum Erzeugen der Oberflächenwellenund einen zweiten, an der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(21) angeordneten Interdigital-Kondensator (24)zum Empfangen der Oberflächenwellenenthält.
    [8] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung zurErzeugung der mechanischen Verformung eine thermische Wandlereinrichtungmit einer an der mikromechanischen Membran- oder Brückenstrukturangeordneten Heizeinrichtung (33; 43) enthält.
    [9] Mikromechanische Membran- oder Brückenstruktur nach Anspruch8, dadurch gekennzeichnet, daß diethermische Wandlereinrichtung ein in der mikromechanischen Membran-oder Brückenstruktur (31)angeordnetes Bimetallelement enthält.
    [10] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtung zurErzeugung der mechanischen Verformung eine eine beheizbare Formgedächtnislegierungenthaltende Wandlerstruktur umfaßt, die durch eine Heizeinrichtung(43) beheizbar ist.
    [11] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach einem der Ansprüche1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung der mechanischenVerformung vorgesehene Wandlereinrichtung (13, 14; 23, 24; 53, 54)auch zur Erfassung der mechanischen Verformung vorgesehen ist.
    [12] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach einem der Ansprüche1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der zum Erzeugender mechanischen Verformung vorgesehenen Wandlereinrichtung (13, 14; 23, 24; 33; 43)verschiedene weitere Wandlereinrichtung (65; 75, 76)zum Erfassen der mechanischen Verformung vorgesehen ist.
    [13] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Wandlereinrichtung(65) zur Erfassung der mechanischen Verformung vorgesehenist.
    [14] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Wandlereinrichtung(65) zur Erfassung von optischen Interferenzen zwischender verformten mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11; 21; 31; 41; 51)und einem diese tragenden Trägerteil(12; 22; 32; 42; 52)vorgesehen ist.
    [15] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlereinrichtungzur Erfassung der mechanischen Verformung durch Kapazitätsmessungzwischen an der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(11) und an einem diese tragenden Trägerteil (12) angeordnetenElektroden (13, 14) vorgesehen ist.
    [16] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach Anspruch 11. oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung dermechanischen Verformung eine piezoelektrische Wandlereinrichtung (53, 54; 75, 76)vorgesehen ist.
    [17] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach Anspruch 5, 6 oder 7 in Verbindung mit Anspruch 2 und einemder Ansprüche8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsschaltung(86) zur Erzeugung des Selbsttest-Ergebnissignal unterKorrelierung der erfaßtenmechanischen Verformung und eines der Oberflächenwellen-Wandlereinrichtung(23; 24) zugeführtenErregungssignals nach Dämpfungund Phasenlage vorgesehen ist.
    [18] Mikromechanische Membran- oder Brückenstrukturnach einem der Ansprüche2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsschaltung (86)für eineautomatische Kalibrierung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41; 51)unter Verwendung des von außenzugeführtenErregungssignals und der erfaßtenVerformung vorgesehen ist.
    [19] Verfahren zum Selbsttest einer mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur,insbesondere eines mikromechanischen Sensors oder Aktors, dadurchgekennzeichnet, daß mittelseiner an der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11; 21; 31; 41; 51)vorgesehenen Wandlerstruktur (13, 14; 23, 24; 33; 43; 53, 54)in Ansprache auf ein von außenzugeführtesSignal vorgegebener Art und Größe einemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41; 51)erzeugt wird, daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41; 51)erfaßtwird, und daß dieerfaßtemechanische Verformung mit einem für das von außen zugeführte Signalbestimmter Art und Größe erwartetenWert der mechanischen Verformung verglichen und ein das Ergebnisdes Vergleichs anzeigendes Selbsttest-Ergebnissignal erzeugt wird.
    [20] Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11)durch eine elektrostatische Wandlereinrichtung (13, 14)erzeugt wird.
    [21] Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (51)durch eine piezoelektrische Wandlereinrichtung (53, 54)erzeugt wird.
    [22] Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (21)durch eine Oberflächenwellen-Wandlereinrichtung(23, 24) erzeugt wird.
    [23] Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (31; 41)durch eine thermische Wandlereinrichtung (33; 43)erzeugt wird.
    [24] Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (31; 41)durch eine eine beheizbare Formgedächtnislegierung oder ein Bimetall-Elemententhaltende Wandlerstruktur erzeugt wird.
    [25] Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(11; 21; 51) mit derselben Wandlereinrichtung(13, 14; 23, 24; 53, 54)erfaßtwird, mit der sie erzeugt wird.
    [26] Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41) mit einer anderen Wandlereinrichtung(65; 75, 76) erfaßt wird, als mit der sie erzeugtwird.
    [27] Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (11; 21; 31; 41; 51)auf optischem Wege erfaßtwird.
    [28] Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung durch Auswertung von optischen Interferenzenzwischen der verformten mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41; 51)und einem diese tragenden Trägerteil(12; 22; 32; 42; 52)erfaßt wird.
    [29] Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung durch Kapazitätsmessung zwischen an der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur (11)und an einem diese tragenden Trägerteil(12) angeordneten Elektroden (13, 14)erfaßtwird.
    [30] Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet,daß diemechanische Verformung der mikromechanischen Membran- oder Brückenstrukturmittels einer piezoelektrischen Wandlereinrichtung (53, 54; 75, 76)erfaßtwird.
    [31] Verfahren nach Anspruch 22 in Verbindung mit einemder Ansprüche26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verformungder mikromechanischen Membran- oder Brückenstruktur (21)erfaßtund nach Dämpfungund Phasenlage mit einem der Oberflächenwellen-Wandlereinrichtung (23, 24)zugeführtenErregungssignal korreliert wird.
    [32] Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet,daß mittelsdes von außenzugeführtenErregungssignals und der erfaßten mechanischenVerformung eine automatische Kalibrierung der mikromechanischenMembran- oder Brückenstruktur(11; 21; 31; 41; 51)durchgeführtwird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP1612531A2|2006-01-04|
    DE102004030380B4|2010-07-29|
    EP1612531A3|2007-01-24|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-19| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2011-01-27| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-09-25| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: AIRBUS DEFENCE AND SPACE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE Effective date: 20140814 |
    2020-01-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004030380A|DE102004030380B4|2004-06-23|2004-06-23|Mikromechanischer Drucksensor und Verfahren zum Selbsttest eines solchen|DE102004030380A| DE102004030380B4|2004-06-23|2004-06-23|Mikromechanischer Drucksensor und Verfahren zum Selbsttest eines solchen|
    EP05013190A| EP1612531A3|2004-06-23|2005-06-18|Mikromechanische Struktur|
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