CN106461701A - 用于加速度传感器的微机械结构 - Google Patents

Abstract

用于加速度传感器(200)的微机械结构(100)，所述微机械结构具有：振动质量(10)，该振动质量相对于所述加速度传感器(200)的结构(100)的z旋转轴(A)而言限定地不对称地构造；弹簧元件(20、20’、21、21’)，该弹簧元件固定在所述振动质量(10)和至少一个固定元件(30)上；其中，基本上只有在基本上正交于所述z旋转轴(A)构造的平面内沿限定的感测方向加速时，才能够借助所述弹簧元件(20、20’、21、21’)产生所述振动质量(10)的旋转运动。

Description

用于加速度传感器的微机械结构

技术领域

本发明涉及一种用于加速度传感器的微机械结构。本发明还涉及一种用于制作用于加速度传感器的微机械结构的方法。

背景技术

在现有技术中公知例如针对在汽车领域或者消费品领域中的应用而批量生产制造的电容式微机械加速度传感器。尤其在汽车领域中的一大挑战是以尽可能耐振的方式设计此类传感器。出于该原因，对于微机械加速度传感器希望实现一种传递函数，该传递函数使有效频带(典型带宽约为10-400Hz)范围中的低频率“平滑地”传递，并且使由于意外激励所引起的较高频率得到有效抑制。

为了抑制高偏移幅值，通常以好几百毫巴的较高内压力将加速度传感器密封封装在传感器空腔中，为此常常使用具有高粘度的气体，例如氖气。封闭的气体导致微机械结构的高阻尼。所述传感器大多数是过阻尼，以至于即使在典型的几千赫兹的机械本征频率f₀范围内也不会出现共振增强。

因此阻尼会引起机械低通特性，然而仅相对弱地形成最大每十倍频程20dB的幅值抑制。在本征频率上方可得到以每十倍频程40dB的传递函数更陡峭的下降。因此为了提高抗振性所期望的是，设计一种本征频率尽可能低的传感器，例如1kHz或者更低。但是在根据现有技术的横向加速度传感器(即具有平行于芯片平面的感测灵敏度)中，该愿望受到严格的限制。

可以将这些传感器简化描述为弹簧质量系统，它的偏移量可以根据胡克定律通过公式：

m*a＝k*x (1)

计算出来，

其中，m... 质量

a.... 加速度

k.... 弹簧常数

x.... 偏移量

对于偏移量x可得到：

x＝m*a/k (2)

或者在以本征频率f₀变换后得到：

x＝a/(4*π²*f₀ ²) (3)

即，偏移幅值x在本征频率减小时呈平方关系增大。

用于测量范围为几个g用于所谓的低g应用(例如用于ESP或者坡道起步辅助)的典型传感器具有3kHz的本征频率，并且在1g加速度的情况下偏移大约28nm。在具有1kHz本征频率的传感器中，该值已增大到大约250nm。因为加速度传感器即使在低g应用中也必须具有20g或者甚至50g的动态范围或者说耐过载性(即，不应有机械撞击或者“冲击”)，所以具有50g冲击加速度的此类加速度传感器必须允许大于12μm的偏移。

在电容式加速度传感器的运动和固定电极之间的通常使用的平板电容器组件中的典型间隙或者说缺口只有大约2μm。在间隙扩大到12μm的情况下，单电极的灵敏度大约以系数36下降，因为灵敏度dC/dx与间隙为平方反比关系。

此外，在相同面上只能实现明显更少的电极，使得总灵敏度甚至还更多地下降，从而使信噪比差到无法容忍的地步。

板状电极的一种替代方案是所谓的梳状电极，例如由DE 10 2006 059928 A1公知，在该梳状电极中可能有更大的偏移量。然而梳状电极的阻尼力小得多，以至于可能不能实现超临界阻尼传感器。此外，所需的高偏移量对于弹簧设计也是难以把控的挑战，因为弹簧不仅在驱动方向上变得柔软，而且也在横向方向上意外地明显丧失刚度和抗过载性。本征频率和机械灵敏度的强制关系使得微机械横向加速度传感器的共振频率降低可能性受到相当严格的限制。

由EP 0 244 581 B1和EP 0 773 443 B1还公知根据翘板原理工作的z加速度传感器。z翘板的优点在于，不存在本征频率和机械灵敏度的强制关系。即，传感器的本征频率f₀取决于弹簧的抗扭刚度kt和翘板围绕旋转轴的转动惯量J，关系式如下：

f₀ ²＝[1/(2*π)²]*k_t/J (4)

机械灵敏度，即单位加速度a的转角α尽管同样通过弹簧的抗扭刚度k_t得出，但是还通过质量不对称度δ_m和由此而产生的扭矩得出：

δα/da～δm*r_m/k_t (5)

δα/da... 机械灵敏度

δm... 质量不对称度

r_m... 不对称质量的质心与扭轴的距离

k_t... 弹簧的抗扭刚度

通过减小抗扭刚度k_t或通过提高翘板的总转动惯J降低本征频率f₀。如果同时减小传感器的质量不对称度δm，则传感器的机械灵敏度一定程度上仍然可以保持任意小，因此在传感器的设计中不必预留大的运动自由度。在DE 10 2006 032 194 A1中描述了这种使用z翘板作为机械低通的原理。

此外公知了同时作为x和y横向加速度传感器起作用的z翘板，例如由DE 10 2008001 442 A1公知，这里公开了所谓的“单质量振子”。这些传感器的优点是它们非常紧凑的结构：仅利用唯一的振动质量和两个弹簧就可以实现三通道加速度传感器，不仅可在z加速度的情况下实施围绕y轴的普通旋转运动，而且也可在x加速度的情况下沿x方向的线性偏移，并且在y加速度的情况下以围绕z轴旋转应对。

在y感测时利用相对于旋转轴的质量不对称度，并且类似于z翘板的作用原理，机械灵敏度和围绕z轴的本征频率并不严格相关。当然如果只想要实现单通道横向传感器，例如单纯的y传感器，则常见的单质量振子的设计不是最佳的，因为结构可以向着所有空间方向偏移，因此，在存在扰动加速度的情况下可以向着两个垂直于有效方向的方向提供意外的信号(串扰)，尤其在结构机械冲击或撞击而出现很强过载的情况下。

发明内容

因此，本发明的任务在于，为横向加速度传感器提供改善的微机械结构。

根据第一方面，该任务通过用于加速度传感器的微机械结构解决，所述微机械结构具有：

-振动质量，该振动质量相对于加速度传感器结构的z旋转轴而言限定地不对称地构造；

-弹簧元件，该弹簧元件固定在振动质量和至少一个固定元件上；

-其中，基本上只有在基本上正交于z旋转轴构造的平面内沿限定的感测方向加速时，才能够借助弹簧元件产生振动质量的旋转运动。

由此的结果是，当微机械结构向着设置方向横向加速时，基本上仅允许围绕限定旋转轴的一个旋转自由度。

根据第二方面所述，该任务通过用于制作用于加速度传感器的微结构的方法解决，所述方法具有步骤：

-构造振动质量，该振动质量具有相对于结构z旋转轴而言限定的不对称；

-如此构造弹簧元件，使得弹簧元件固定在振动质量和至少一个固定元件上，其中，基本上只有在正交于z旋转轴构造的平面内沿限定的感测方向加速时，才能够借助弹簧元件产生振动质量的运动。

根据本发明的结构和根据本发明的方法的优选扩展方案是从属权利要求的主题。

所述结构的优选扩展方案的特征在于，将至少一个固定元件布置在z旋转轴中或者相对于结构的横向尺寸而言布置得靠近z旋转轴。以这种方式有利地促进微机械结构的设计多样性。

微机械结构的另一个有利扩展方案设置为，将四个弹簧元件相互以大约90度的角度布置。以这种方式能够在不感测的加速方向上产生特别有利的传感器刚度特性。

所述结构的另一个有利扩展方案的特征在于，通过第一附加质量产生振动质量的不对称度。借助于附加质量可以限定地改变结构的机械灵敏度，其中，附加质量有利地仅略微改变转动惯量。

所述结构的另一个有利扩展方案的特征在于，弹簧元件与它的宽度相比较高地构造。以这种方式可以尤其有利地防止振动质量的蹦床模式，因为弹簧元件在这种模式下受到弯曲，并且弹簧厚度与弹簧刚度为三次方关系。

所述结构的另一个实施方式设置为，弹簧元件具有大于五的高宽比，因此可沿旋转轴方向关于偏移敏感度而言产生有利的弹簧元件尺寸。

微机械结构的有利扩展方案设置为，至少一个固定元件和电极的固定元件相对于结构的表面尺寸而言相互靠近布置。

所述结构的另一个有利扩展方案的特征在于，至少一个固定元件和电极的固定元件以小于结构的最大侧面尺寸的大约20％的间距相互间隔开。这促进了常见电极有利的可使用性，其中，不必预留太大的感测间隙，因为在旋转运动时旋转轴附近的偏移量相对较小。此外，以这种方式可以有利地使外部作用于结构的机械封装应力最小化。

微机械结构的有利扩展方案的特征在于，除了振动质量之外设置第二附加质量。以这种方式可以替代地实现，提高结构的转动惯量，其中，灵敏度基本上保持不变。

所述结构的另一个有利扩展方案的特征在于，通过不同于振动质量和附加质量的材料构造第二附加质量。

微机械结构的另一个优选实施方式设置为，将附加质量和/或者第二附加质量至少部分布置在振动质量上方。以上述方式也有利地促进微机械结构的设计多样性。

附图说明

接下来参照多个附图详细描述本发明的其它特征和优点。此处所有的特征构成本发明的主题，这些特征独立于说明或附图中对它们的描述或者独立于专利权利要求中对它们的引用。这些附图仅定性地并且不必按照比例地示出。附图中相同或者功能相同的元件设置有相同的参考标记。

附图中示出：

图1微机械结构的基本形状；

图2具有突出显示的各个区域电位的图1的微机械结构；

图3根据本发明的微机械结构的第一实施方式；

图4根据本发明的微机械结构的另一个实施方式；

图5根据本发明的方法的实施方式的原理流程；以及

图6具有微机械结构的加速度传感器的原理方框图。

具体实施方式

附图1示出在直角坐标系上定向的第一微机械结构100，参照该第一微机械结构可以有利地解释本发明的基本原理。

微机械结构100基本上在功能层、优选在硅层中形成，并且包括振动质量10，该振动质量借助至少一个固定元件30、第一弹簧元件20、20’和第二弹簧元件21、21’可自由运动地悬挂在基底(未示出)上方。可设想沿z方向通过固定元件30构造用于该结构100的旋转轴A。固定元件30在最简单的情况下一体化地构造，并且在唯一共同悬挂的面上固定在基底上结构100的中心处。替代地可以设置为，将固定元件30相对于结构100的横向尺寸而言布置得靠近z旋转轴A。

替代地可考虑，替代于单独的固定元件30也可使用多个、优选两个或者完全优选四个分开的固定元件(未示出)，这些固定元件各自与旋转轴A在侧向间隔开地固定在基底上。弹簧元件20、20’、21、21’优选基本上以直角相互正交地布置，并且固定在固定元件30和振动质量10上。替代于在图1中示出的梁式弹簧，也可以使用更复杂的弹簧形状，例如具有多个基本上平行延伸的弹簧杆的回形弹簧(未示出)。

振动质量10具有多个根据表面微机械加工工艺构造的穿孔，其中，通过蚀刻硅功能层下面的氧化物牺牲层得出可运动的结构，其中，振动质量10中的穿孔为蚀刻气体提供在要得出的结构下面区域中的通道。在使用其它微机械技术的情况下可以放弃此类穿孔。

可运动的电极22固定在振动质量10上，用于对偏移量进行电容性检测的固定电子指24与该电极对置。固定电子指24是第一固定电极FE1的一部分，该第一固定电极附加地具有电极臂26和电极悬架32。通过在图1中示出的基本结构调整微机械结构100的转动惯量。

印制导线层(未示出)位于结构100下面，通过该印制导线层可以给微机械结构100布线并且可以施加以不同的电位。

图2示出与图1相同的微机械结构100，但是附加地通过不同的阴影线表示，第一固定电极FE1处在第一分析电位上，并且第二固定电极FE2处在第二分析电位上。可运动的振动质量10处在施加于固定元件30上的第三电位上。

为了更好的概要性而没有标识的固定电极FE3和FE4以类似方式布置在结构100的左侧区域中。

电容变化优选被作为具有可运动的电子指22的第一固定电极FE1和具有可运动的电子指42的第二固定电极FE2之间的电容的信号差来分析处理。

图1和2的微机械结构100不代表横向加速度传感器，而是由于该微机械结构的对称性构造可以作为用于测量围绕z轴的旋转加速度的旋转加速度传感器使用。相反地，x和y方向的线性加速度不会产生值得一提的偏移量，因为第一弹簧元件20、20’相对于y方向的加速度有极大刚性，并且第二弹簧元件21、21’相对于x方向的加速度有极大刚性。至少在结构100理想对称的情况下，基于差分分析原理，微小的剩余偏移量同样不会产生电检测信号。在z方向的线性加速时，振动质量虽然会略微偏移(在所谓的“蹦床”模式中)，但基于差分分析原理仍不会产生电输出信号。

此外，如果选择足够大的功能层厚度h，z方向的偏移量也会受到强烈的机械抑制，即，与层厚度h的平方成反比。层厚h特别优选大约为20μm和更大。总之这里有微机械结构100，它对线性加速度的机械灵敏度非常小，并且它对线性加速度的电灵敏度等于零。当弹簧元件20、20’、21、21’和振动质量10设计合适时，围绕z轴的旋转运动是具有间距为最低本征频率f₀的模式。借助于足够大的振动质量10和相对于z旋转充分易弯的弹簧元件20、20’、21、21’可以为结构100实现1kHz以下的本征频率f₀。

图3示出根据本发明的微机械结构100的第一实施方式，该微机械结构与图1和图2的结构100的区别仅在于，在可运动的振动质量10的右侧添加第一附加质量50。此处附加质量50可以优选与振动质量10整体地构造，并且可以例如借助于附加的层沉积实现。第一附加质量50优选大小为整个振动质量10的数量级中的5～50％。

为了阐明，图3通过阴影线突出地示出第一附加质量50，其中，通过阴影线并没有表明确定的电位。通过第一附加质量50和因此产生的相对于穿过固定元件30的z旋转轴的不对称度使得微机械结构100对于沿y方向的加速度敏感，并且实施围绕z轴的旋转运动作为对这种横向加速度的反应。固定电极FE1、FE2对于这种运动形式提供电差分信号。例如当振动质量10顺时针旋转时，可运动的电子指22和第一固定电极FE1之间的电容增大，并且可运动的电子指42和第二固定电极FE2之间的电容减小。

由于第二弹簧21、21’在x方向上刚度极大，因此x方向的线性加速度不产生值得一提的偏移量。附加于蹦床运动模式，z方向的线性加速度有使结构100围绕穿过第一弹性元件20、20’所展开的、平行于y方向的轴线产生旋转运动的趋势。然而与上述仅具有第一弹性元件20、20’的单质量振子不同，该旋转运动会受到第二弹簧元件21、21’非常强烈的阻碍。弹簧元件20、20’的功能层厚度h越大，则围绕y轴的旋转运动所受到的阻碍就越强烈。

可以通过第一附加质量50的选择任意调整微机械结构100沿y有效方向的机械灵敏度，即每次施加加速度时的旋转角度。尤其可以通过小的第一附加质量50在同时低的本征频率f₀的情况下设定小的机械灵敏度，因为本征频率f₀主要通过弹簧刚度和总转动惯量J确定，只有一小部分通过小的第一附加质量50确定，而机械灵敏度通过弹簧刚度和通过第一附加质量50起作用的扭矩确定。

粗略评估已经表示出，围绕y轴的旋转运动以及沿z方向的蹦床式运动与围绕z轴的旋转运动相比受到多强烈的阻碍。只要层厚h明显大于弹簧宽度b，则主要通过受到弯曲负荷作用的两个弹簧元件21、21’决定与旋转运动有关的弹簧刚度。与此相对，对于近似计算，可忽略第一弹簧元件20、20’的抗扭刚度。两个第二弹簧元件21、21’沿z方向的弯曲刚度k_y，rot，即在围绕y轴旋转时，符合以下关系式：

k_y，rot～2*b*h³/L³ (6)

b... 弹簧元件的宽度

h... 弹簧元件的高度

L... 弹簧元件的长度

四个弹簧元件20、20’、21、21’的与沿z方向的平移有关的弯曲刚度符合以下关系式：

k_z，lin～4*b*h³/L³ (7)

四个弹簧元件20、20’、21、21’的与围绕z轴的旋转有关的弯曲刚度符合以下数学关系式：

d_z，rot～4*b³*h/L³ (8)

此外适用的是，结构100围绕z轴的转动惯量是围绕y轴的转动惯量的两倍大小：

J_z～2*J_y (9)

由此得到围绕y轴和z轴的两个旋转运动的本征频率之比为：

f_y，rot/f_z，rot～b/h (10)

在弹簧元件的宽度b例如约为2μm并且层厚h约为20μm的情况下，有效模式(围绕z轴的旋转)的本征频率f₀小于扰动模式(围绕y轴的旋转)的本征频率，两者大约为10倍关系。沿z方向的蹦床式运动的频率与有效模式频率之比也与b/h成比例。与此相应地，也可以通过足够窄的弹簧元件20、20’、21、21’和大的层厚度有效抑制这种蹦床运动。

通过根据本发明的结构100有利地实现1kHz或者更小的本征频率f₀。对此一种可能性在于，专门设计弹簧元件20、20’、21、21’的宽度b和长度l，其中，弹簧元件的宽度b向下受技术方面限制。可以实现大约1μm的弹簧宽度，其中，，要考虑尤其由沟槽宽度变化引起的制造偏差离散，以及刚好在弹簧非常薄的情况下要考虑弹簧刚度公差。弹簧元件20、20’、21、21’的长度l原则上仅受到整个结构的尺寸的限制，必要时也可以使用回形弹簧元件，该回形弹簧元件在不显著增大弹簧元件20、20’、21、21’的尺寸的情况下提高有效的弹簧长度。用于实现低本征频率f₀的第二主要参数是提供足够大的振动质量10或者说足够大的惯性矩J。整个结构的增大导致更大的振动质量10，但也意味着增加的耗用面积。

因此，替代于整个结构的增大，在根据本发明的结构100的另一个实施方式中设置(如附图4所示)，至少部分振动质量10施加有高密度的材料60(例如钨)，并且/或者通过这种材料部分或完全填充穿孔。相应的技术实现形式由DE 10 2009 026 738 A1和DE 102011 011 160 A1公知。

对于根据本发明的微机械结构100，电极的定位也很重要，因为与电输出信号相关的电灵敏度不仅取决于机械灵敏度，而且决定性地也取决于电极组件、电极表面、电极间距和尤其取决于电极组件(电极“重心”)与借助固定元件30实现的中心锚固装置的距离。尤其通过适当的与旋转轴的距离尺寸设计，使得电灵敏度可以在宽的范围内缩放，因为与旋转轴的距离越小，那么在围绕z轴旋转时电极间距的变化越小。因此能够实现一种传感器，该传感器在与旋转轴相隔很大距离的外侧区域中完全可以具有几毫米的偏移量，但在靠近旋转轴A布置的电极区域中只有相对较小的偏移量，因此允许使用标准板状电极。

可以看出，电极悬架或者电极的固定元件32、34、36、38与振动质量10的固定元件30相比布置得比较相互靠近，这有利地得到使结构100相对于基底弯曲具有高的牢固性的效果。由此可以将传感器元件的塑料外包装从外部作用到微机械结构100的基底上的应力有利地保持小的程度。以这种方式有利地提高传感器元件的特性曲线的品质。

在此要指出的是，微机械结构100的所有上述实施方式显然仅为参考。可以考虑弹簧元件20、20’、21、21’的其它结构设计，这些结构设计同样可以示出所设置的特性，即可轻松围绕z轴旋转或转动并且难以相对于其它旋转轴和所有线性方向运动。弹簧元件的数量尤其不限于四个，但是可将四个视为优选。同样当然可考虑用更圆的具有略微质量不对称度的形状替代矩形的振动质量10。

此外，也可考虑替代的电极组件，尤其是呈辐射状指向中心固定元件30的电极(未示出)，其中，以较高的效率将旋转运动转变成电容变化；或者是分散悬挂的电极(未示出)，其中，每个电子指单独固定在基底上；并且/或者是所谓的全差动电极(未示出)，其中，在相邻的可运动的指之间分别布置一个具有第一分析电位的可运动的指和一个具有第二分析电位的另一指。对于最后所述的情况，根据DE 10 2009 045 391 A1所述的电极组件尤其被看作特别有利，其中，将附加的微机械层使用于浮动的电极悬架。

附图5示出根据本发明的方法的实施方式的原理流程图。

在第一步骤S1中构造具有相对于结构100的旋转轴A而言限定地不对称的振动质量10。

在第二个步骤S2中如此实施弹簧元件20、20’、21、21’的构造，使得弹簧元件20、20’、21、21’固定在振动质量10和至少一个固定元件30上，其中，基本上只有在正交于z旋转轴A的平面内沿限定的感测方向加速时，才可以借助弹簧元件20、20’、21、21’产生振动质量10的运动。

附图6示出具有微机械结构100的横向旋转加速度传感器200的原理视图。加速度传感器200可以优选在汽车领域中使用于检测限定的横向加速度。

总结而言，通过本发明提供一种横向加速度传感器，该加速度传感器在横向偏移时具有沿所设置的感测方向的可旋转性和垂直于感测方向的小的横向灵敏度。根据弹簧元件结合相对于旋转轴不对称构造的振动质量的尺寸能够有利地构造对振动非常不敏感的加速度传感器。以这种方式可以实现尤其在汽车领域有利地对经常存在的振动非常不敏感的机械低通应用。

结果可以通过所提出的传感器原理良好检测一个方向的横向加速度，而其它方向的运动对感测特性的影响不值一提。由此可以避免信号混杂，其中，主要感测平行于芯片表面的加速度，而不是z方向和其它横向方向的加速度。

专业人员也可以实现以上未公开或者仅仅部分公开的微机械结构的实施方式，而不偏离本发明的核心。

Claims (13)

1.用于加速度传感器(200)的微机械结构(100)，所述微机械结构具有：

-振动质量(10)，该振动质量相对于所述加速度传感器(200)的结构(100)的z旋转轴(A)而言限定地不对称地构造；

-弹簧元件(20、20’、21、21’)，该弹簧元件固定在所述振动质量(10)和至少一个固定元件(30)上；

-其中，基本上只有在基本上正交于所述z旋转轴(A)构造的平面内沿限定的感测方向加速时，才能够借助所述弹簧元件(20、20’、21、21’)产生所述振动质量(10)的旋转运动。

2.根据权利要求1所述的微机械结构(100)，其特征在于，所述至少一个固定元件(30)布置在z旋转轴(A)中或者与相对于所述结构(100)的横向尺寸而言布置得靠近所述z旋转轴。

3.根据权利要求1或2所述的微机械结构(100)，其特征在于，四个弹簧元件(20、20’、21、21’)相互以大约90度的角度布置。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的微机械结构(100)，其特征在于，通过第一附加质量(50)产生所述振动质量(10)的不对称。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的微机械结构(100)，其特征在于，所述弹簧元件(20、20’、21、21’)与它们的宽度(b)相比较高地构造。

6.根据权利要求5所述的微机械结构(100)，其特征在于，所述弹簧元件(20、20’、21、21’)具有大于五的高宽比。

7.根据上述权利要求中任一项所述的微机械结构(100)，其特征在于，所述至少一个固定元件(30)和电极(FE1、FE2、FE3、FE4)的固定元件(32、34、36、38)相对于所述结构(100)的表面尺寸而言相互靠近地布置。

8.根据权利要求7所述的微机械结构(100)，其特征在于，所述至少一个固定元件(30)和电极(FE1、FE2、FE3、FE4)的固定元件(32、34、36、38)以小于所述结构(100)的最大侧面尺寸的大约20％的间距相互间隔开。

9.根据上述权利要求中任一项所述的微机械结构(100)，其特征在于，除了所述振动质量(10)外附加设置第二附加质量(60)。

10.根据权利要求9所述的微机械结构(100)，其特征在于，所述第二附加质量(60)通过不同于所述振动质量(10)和所述附加质量(50)的材料构造。

11.根据上述权利要求中任一项所述的微机械结构(100)，其特征在于，所述附加质量(50)和/或所述第二附加质量(60)至少部分布置在所述振动质量(10)上方。

12.加速度传感器(200)，所述加速度传感器具有根据权利要求1到11中任一项所述的微机械结构(100)。

13.用于制造用于加速度传感器(200)的微机械结构(100)的方法，所述方法具有以下步骤：

-构造振动质量(10)，所述振动质量具有相对于所述结构(100)的z旋转轴(A)而言限定的不对称；

-如此构造弹簧元件(20、20’、21、21’)，使得所述弹簧元件(20、20’、21、21’)固定在所述振动质量(10)和至少一个固定元件(30)上，其中，基本上只有在正交于所述z旋转轴(A)构造的平面内沿限定的感测方向加速时，才能够借助所述弹簧元件(20、20’、21、21’)产生所述振动质量(10)的运动。