压电谐振器、这样的压电谐振器的使用方法以及带有这样的压电谐振器的多变量传感器与流程

压电谐振器是在大量电子设备中、尤其在振荡器和滤波器中的重要部件。这些谐振器利用特定材料的压电特性，以便于将机械振动转换为电信号且反之亦然。

背景技术：

1、在过去，压电谐振器主要以晶体谐振器和陶瓷谐振器的形式来发展。这些谐振器的特征在于其高稳定性和精度，这使得它们对于在通信、汽车工业、医疗技术和测量技术中的应用而言理想。

2、该发展的重要领域是压电谐振器在微机电系统（下面简称为mems）中的集成。mems谐振器提供微型化结构的优势且可被使用在大量应用中，例如在传感技术中。这些谐振器的制造和认证需要先进的制造技术和测试方法，以便于确保其性能和可靠性。

3、在传感技术中，压电谐振器尤其对于在液态介质中的密度和粘度测量而言得到广泛应用。这些传感器可以如下方式实施精确的测量，即，其首先激励谐振器进行机械振动，以便于紧接着分析该振动的振动行为且尤其衰减特性。由此可精确地探测周围介质的密度和/或粘度的变化。这样的传感器经常被使用在工业应用中，例如用于监控在机器和移动工作机器中的油质量。通过油的密度和粘度的连续监控可优化维护间隔且减少停机时间。

4、尽管在技术上的进步，此外存在在优化压电谐振器的功能性和多面性方面的挑战。

技术实现思路

1、本发明的第一方面旨在于以如下方式应对这些挑战，即，提供带有创新的电极结构的压电谐振器。本发明的第二方面涉及一种用于使用压电谐振器的方法。本发明的第三方面涉及压电谐振器在多变量传感器中的使用。本发明的不同方面的有利的设计方案和改进方案相应地是从属权利要求的对象。

2、根据本发明的第一方面，压电谐振器包括带有基础区段和激励区段的压电基板和电极结构，该电极结构至少部分地布置在激励区段上或在激励区段中。

3、在此，由压电材料构成的本体被称作基板，其在一空间方向上的伸展（在下面被称作基板的高度或厚度）小于在两个与该空间方向垂直的空间方向上的伸展（在下面被称作基板的长度和宽度）。当下面提及压电基板的长度时，则指的是基板的大致对应于基板由基础区段朝向激励区段的伸展的空间伸展方向。在示例性的设计方案中，基板厚度可以在100与350微米之间，而宽度可处在300与750微米之间，长度可处在2500与10000微米之间。通过相应的尺寸可将高稳定性与良好的振动特性结合。

4、在该文献的意义内，所有导体轨道、电极、触点和其余电子结构的全部被称为电极结构，其在一定情况下被压电谐振器的相应的设计方案包括。

5、基础区段被设置用于与另外的部件相连接，例如与上级单元的载体或壳体，比如在进一步进程中还将详细描述的多变量传感器。此外，电极结构的电气触点、尤其接触垫可布置在基础区段的背离激励区段的边缘上，从而使得这些电气触点在空间上集中地供容易且可靠的接触之用。

6、“至少部分地”在电极结构相对于激励区段的布置的语境中意味着，电极结构在压电基板的长度方向上的伸展如此地与压电基板重叠，使得在电极结构与激励区段之间存在非零的交集面。由此使得如下成为可能，即，压电基板的激励区段可有效地通过电极结构的部分（尤其电极）被激励进行机械振动。优选地，电极结构在此与激励区段的长度的百分之25、优选与激励区段的长度的至少百分之50、特别优选地大致与激励区段的整个长度重叠。

7、电极结构（至少部分地）布置在激励区段上或在激励区段中表明如下，即，多种技术可被用于将电极结构与压电基板连接或者集成到压电基板中。当电极结构（至少部分地）布置在激励区段“上”时，这意味着如下，即，其被涂覆在压电基板的表面上。对于这样的布置而言例如考虑来自薄膜技术群组的例如物理气相沉积（pvd）的方法。在压电基板中的（至少部分地）布置与之相反可意味着如下，即，电极结构被嵌入在基板的本体中，即例如通过将电极结构沉入到基板本体的表面中。为此例如考虑掺杂方法。同样地在本发明的意义中，电极结构在由多个层构建的基板的两个接合的子层之间的布置被理解为在基板中的布置。

8、根据本发明，压电谐振器的电极结构包括第一多功能电极。

9、传统的电极如其在现有技术中被用于在激励区段与控制电子装置之间的电荷传输的那样具有仅一个唯一的触点（下面因此也被称作“单触点”），而第一多功能电极具有第一主触点和第一副触点。第一主触点和第一副触点在此基本上可相同地构造，然而不直接彼此短接，而是电气地通过多功能电极被彼此分离或者仅通过多功能电极彼此电阻地、电感地或电容地耦合。

10、换而言之，如下通过第一主触点和第一副触点变得可能，即，利用多功能电极实施不同的电子测量和/或运行功能，其远远超出电势或激励信号的简单施加（如其在现有技术中以常规电极实行的那样）。例如如下因此变得可能，即，在第一主触点与第一副触点之间实施对第一多功能电极的电压测量和/或电阻测量和/或电容测量。同样地，例如在第一主触点与第一副触点之间加热电流或测试电流可被引导通过第一多功能电极。按照第一多功能电极的具体的设计方案，因此可如在下面的例子中还将详细说明的那样实现大量额外的测量任务或运行功能，从而使得压电谐振器可被多样地且多功能地使用，且同时可实现高度的集成化和微型化。

11、当在此和在下面特定的元件、组件或功能单元分别被称作“第一”时，这仅为了明确的命名而进行。这也就是说，该名称绝不受限制地来理解。同样地，该名称不意味着相同形式的另外的元件、组件或功能单元的存在或不存在。因此，通过命名“第一功能电极”即不意味着如下也不排除如下，即，同样须或可存在“第二功能电极”。同时，第一多功能电极包括“第一主触点”和“第一副触点”，即不意味着如下也不排除如下，即，其同样还具有另外的触点。

12、在本发明的第一方面的示例性的设计方案中，电极结构包括带有第一单触点的第一单功能电极和带有第二单触点的第二单功能电极。

13、当在下面提及“第二”元件、组件或功能单元时，这些名称同样仅为了明确的命名实现。这意味着如下，这些名称同样绝不受限制地来理解。同样地，这些名称不意味着相同形式的另外的元件、组件或功能单元的存在或不存在。因此，通过“第二单功能电极”的后续的命名即不意味着也不排除如下，即，还须或可存在另外的功能电极。

14、第一单功能电极和第二单功能电极可例如与常规电极相符，如常规电极在现有技术中被用于激励压电谐振器的那样。它们具有仅一个唯一的触点，该触点足以施加电势或激励信号。为了清楚地表明它们具有仅一个唯一的触点，这些触点被分别地称为“单触点”。与第一多功能电极相区分，这些传统电极此外被称为“单功能”，以便于说明如下，即，其不适合或构造用于实施特定的电子测量和/或运行功能，这些功能超出了电势或激励信号的所提及的简单的施加。

15、第一单功能电极和第二单功能电极分别至少部分地布置在激励区段上或在激励区段中，而在该设计方案中的第一多功能电极布置在压电基板上的任意位置处，即可能完全布置在基础区段上或在其中或同样至少部分地布置在激励区段上或在其中。“至少部分地”和“在……上或在……中”的表述在此分别类似表达了在先前关于电极结构相对于激励区段的布置的语境中已被相应表述的含义。

16、通过使在该设计方案中存在两个单功能电极（即第一单功能电极和第二单功能电极）且至少部分地布置在激励区段上或在激励区段中，压电基板的激励区段已可通过将激励信号分别施加到第一单触点和第二单触点上来被激励进行机械振动。如果基板的几何形状（必要时与基板的所选择的压电材料的材料特性结合）或对振动的形式或质量的要求需要，在该设计方案中然而不排除如下，即，电极结构同样还包括另外的单功能电极，其同样参与振动激励。

17、然而在该设计方案中，第一多功能电极不参与在激励区段的区域中的振动的激励，且因此可随时为了不同测量或运行功能的实施可通过第一主触点和第一副触点被触点接通。因此，是否第一多功能电极至少部分地布置在激励区段上或在其中也不重要。

18、根据该设计方案的压电谐振器将激励区段的可靠的振动激励和分析与大量额外的测量和运行功能结合，测量和运行功能可利用第一多功能电极与振动激励或分析同时实施。

19、在本发明的第一方面的另一示例性的设计方案中，电极结构除了第一多功能电极之外同样包括带有第一单触点的第一单功能电极。在此，不仅第一单功能电极而且第一多功能电极分别至少部分地布置在激励区段上或在其中。“至少部分地”和“在……上或在……中”的表述在此分别类似表达了在先前关于电极结构相对于激励区段的布置的语境中已被相应表述的含义。

20、通过使同样在该设计方案中存在两个电极（即第一单功能电极和第一多功能电极）且它们至少部分地布置在激励区段上或在其中，压电基板的激励区段已可通过将激励信号分别施加到第一单功能电极的第一单触点上以及到第一多功能电极的第一主触点和/或第一副触点上来被激励进行机械振动。如果基板的几何形状（必要时与基板的所选择的压电材料的材料特性结合）或对振动的形式或质量的要求需要，在该设计方案中然而不被排除如下，即，电极结构同样还包括另外的单功能电极或另外的多功能电极，它们同样可参与振动激励。

21、在该设计方案中，第一多功能电极因此具备两个功能，这两个功能可与压电谐振器的不同的运行或使用方式相关联：

22、在第一使用方式中（其在下面也可被称为动态使用或动态运行），第一多功能电极直接参与在激励区段的区域中的振动的激励。为了该目的，激励信号可通过第一主触点被施加到第一多功能电极上，其中，要么相同的激励信号同时被施加到第一副触点上要么第一副触点同时被与激励信号电气绝缘。

23、在第二使用方式中（其在下面也可被称为静态使用或静态运行），大量额外的测量任务或运行功能可借助多功能电极来实施。为此，该电极通过第一主触点和第一副触点触点接通，且例如在第一主触点与第一副触点之间实施第一多功能电极上的电压测量、电阻测量和/或电容测量。同样地，多功能电极可例如以如下方式被电气操控，即，加热电流或测试电流通过第一主触点和第一副触点被引导通过第一多功能电极。

24、根据该设计方案的压电谐振器结合了激励区段的可靠的振动激励和分析与大量额外的测量和运行功能，测量和运行功能可利用第一多功能电极来实施。区别于先前所提及的示例性的设计方案，振动激励和分析尽管可与额外的测量和/或运行功能不并行即不同时地实施。为此可减少须至少部分地布置在激励区段上或在其中的常规的电极或者单功能电极的必要的总数。由此可在几乎相同的多功能性中实现更高程度的微型化和集成化。

25、在本发明的第一方面的另一示例性的设计方案中，电极结构除了第一多功能电极之外同样还包括带有第二主触点和第二副触点的第二多功能电极。在此，不仅第一多功能电极而且第二多功能电极分别至少部分地布置在激励区段上或在其中。“至少部分地”和“在……上或在……中”的表述在此分别类似表达了在先前关于电极结构相对于激励区段的布置的语境中已被相应表述的含义。上文关于第一多功能电极、第一主触点和/或第一副触点的语境中的功能、设计方案、连接、可能的优点、使用可能性以及与常规（单功能）电极的区别方面所阐述的内容，类似地也适用于第二多功能电极、第二主触点和第二副触点。

26、通过使在该设计方案中也存在两个多功能电极（即第一多功能电极和第二多功能电极）且它们至少部分地布置在激励区段上或在其中，压电基板的激励区段已可通过将激励信号分别施加到第一多功能电极的第一主触点和/或第一副触点上以及到第二多功能电极的第二主触点和/或第二副触点上来激励进行机械振动。如果基板的几何形状（必要时与基板的所选择的压电材料的材料特性结合）或对振动类型或质量的要求需要，在该设计方案中然而不排除如下，即，该电极结构额外地也还包括另外的单功能电极或另外的多功能电极，它们同样可参与振动激励。

27、因此，不仅第一多功能电极而且第二多功能电极在该设计方案中具备两种功能，这两种功能与压电谐振器的两种不同的运行或使用方式，即动态使用和静态使用相关联。

28、在此，先前示例性的设计方案的语境中关于动态使用或静态使用所说明的内容，对于第一多功能电极和第二多功能电极而言同样类似地适用。

29、如先前所提及的示例性的设计方案那样，根据该设计方案的压电谐振器同样结合激励区段的可靠的振动激励和分析与大量额外的测量和运行功能，测量和运行功能可借助第一多功能电极和第二多功能电极来实施。尤其地，在该设计方案中可借助第一多功能电极和第二多功能电极同时实施不同的测量和运行功能，由此压电谐振器可被更多样地使用。同样地，须至少部分地布置在激励区段上或在其中的常规的或者单功能电极的必要的总数可被更进一步减少。由此可在同时较高多功能性的情形中实现更高程度的微型化和集成化。

30、在本发明的第一方面的另一示例性的设计方案中，电极结构除了来自先前例子的第一多功能电极和第二多功能电极之外同样还包括带有第三主触点和第三副触点的第三多功能电极和带有第四主触点和第四副触点的第四多功能电极。在此，第一多功能电极、第二多功能电极、第三多功能电极和第四电极分别至少部分地布置在激励区段上或在其中。“至少部分地”和“在……上或在……中”的表述在此分别类似表达了在先前关于电极结构相对于激励区段的布置的语境中已被相应表述的含义。上文关于第一多功能电极、第一主触点和/或第一副触点的语境中的功能、设计方案、连接、可能的优点、使用可能性以及与常规（单功能）电极的区别方面所阐述的内容，类似地也适用于第二、第三和第四多功能电极、第二、第三和第四主触点和第二、第三和第四副触点。

31、当在此和在下面特定的元件、组件或功能单元分别被称为“第三”和/或“第四”时，这仅为了明确的命名而进行。这也就是说，这些名称绝不受限制地来理解。同样地，这些名称不意味着相同形式的另外的元件、组件或功能单元的存在或不存在。因此，通过命名“第三功能电极”既不意味着也不排除如下，即，同样须或可存在另外的多功能电极。同时第三多功能电极包括“第三主触点”和“第三副触点”，即不意味着如下也不排除如下，即，其同样还具有另外的触点。“第三主/副触点”的名称此处更确切地说用于这些触点相对“第三”多功能电极的明确关联。

32、在此，压电基板可例如具有音叉形状且激励区段可包括第一叉指（zinken）和第二叉指。在此，第一多功能电极和第二多功能电极可至少部分地布置在第一叉指中或在其上，而第三多功能电极和第四多功能电极可至少部分地布置在第二叉指中或在其上。通过相应的设计方案，压电谐振器可被精确地激励进行振动，而实现高程度的微型化、集成化和多功能性。此外，须至少部分地布置在激励区段上或在其中的常规或者单功能电极的数量被大幅减少。

33、同样地，至少第一和第二多功能电极、但例如第三和第四多功能电极也可分别布置在压电基板的不同表面上或在不同表面中。例如，第一多功能电极和/或第三多功能电极可布置在基板的第一表面上或在第一表面中，而第二多功能电极和/或第四多功能电极可布置在基板的第二表面上或在第二表面中。在此，第一表面和第二表面相对而置。例如，由第一表面构造压电谐振器的正面而由第二表面构造背面。

34、“至少部分地”和“在……上或在……中”的表述在此分别类似表达了在先前关于电极结构相对于激励区段的布置的语境中的“至少部分地”或者“在……上或在……中”已被相应表述的含义。通过这样的设计方案，相应的多功能电极可特别大面积地构造，使得它们可被有效地用于激励区段的振动的激励和/或分析。此外，通过电极的大面积的设计方案可在实施额外的测量或运行功能中实现改善的灵敏度和测量精度（例如在先前所提及的静态运行中）。此外可使得压电谐振器的制造变得容易。

35、在先前示例性的设计方案中分别存在的多功能电极、即第一多功能电极、第二多功能电极、第三多功能电极和/或第四多功能电极（下面概括为“多功能电极”）可分别具有如下设计方案中的至少一个。

36、独立于压电谐振器上的多功能电极的数量，每个多功能电极可包括电阻轨或电容器。因此，在压电谐振器上或在压电谐振器处可设想电阻轨和电容器的最不同的组合，例如两个或更多个电容器、两个或更多个电阻轨，或各至少一个电阻轨和至少一个电容器。对此另外的实施方案和例子在下面的说明中找到。

37、例如，多功能电极中的至少一个可具有电阻轨，电阻轨由电阻轨的第一端部延伸至第二端部。在此，第一端部与相应的多功能电极的相应的主触点导电连接，且第二端部与相应的多功能电极的相应的副触点导电连接，从而在相应的主触点与副触点之间可执行对电阻轨的电阻测量或电流可被引导通过电阻轨。

38、制造电阻轨的材料在此可具有取决于温度的电阻，从而通过在相应的多功能电极的相应的主触点与相应的副触点之间的电阻测量使得温度测量成为可能。

39、同样地，制造电阻轨的材料同样可具有取决于目标介质在电阻轨的周围环境中的浓度的电阻。在电阻轨的“周围环境中”在此意味着如下，即，尤其被溶解在主介质中的目标介质至少包围压电谐振器的激励区段，尤其与激励区段处在直接的接触中。目标介质可例如是水，而主介质是油。通过这样的设计方案可借助于在相应的多功能电极的相应的主触点与相应的副触点之间的电阻测量实施浓度测量，例如湿度测量。例如，在发动机油或液压油中太高的水分含量可能导致增加的磨损。通过定期的测量湿度可及时确定临界范围且采取相应的措施。

40、备选地或额外地，电阻轨可构造成加热电阻。这意味着，其设计用于，当通过加热电阻的相应的主触点和加热电阻的相应的副触点引导加热电流通过加热电阻时，被加热到定义的加热温度上。在此，加热温度可尤其取决于存在的环境或介质温度来确定（高于介质温度大约10开尔文）或被确定到一绝对值上（例如略低于100℃）。由此可实现多样化的测量和运行功能，其在下面借助例子作进一步说明。

41、不取决于电阻轨由哪种材料制成且不取决于是否其构造成加热电阻，电阻轨可具有曲折形。由此在相同面积要求的情形中可在电阻轨的第一端部与第二端部之间实现电阻轨长度的明显增加。

42、此外可规定，该电阻轨遮盖基板的激励区域的表面或（如果压电基板具有音叉形状）叉指的表面的至少百分之50、优选甚至至少百分之75，由此相应的多功能电极可被特别高效地用于激励和/或分析激励区段的振动且可实现在实施额外的测量或运行功能的情形中的经改善的灵敏度和测量精度。

43、此外，多功能电极中的至少一个可例如包括电容器。

44、在此，电容器具有第一电容器电极，其与相应的主触点电气连接，且具有第二电容器电极，其与相应的副触点电气连接。

45、在此，电容器可例如构造成叉指电容器且构造在激励区段的表面上或在其中且被盖以绝缘层或钝化层。备选地，电容器同样可以平行板电容器的形式构造，其中，第一电容器电极通过压电基板或压电基板的子层与第二电容器电极绝缘，其中，两个电容器电极通过基板的子层或通过绝缘层与压电谐振器的周围环境电气绝缘。因此可通过在相应的多功能电极的相应的主触点与相应的副触点之间的电容测量对包围压电谐振器的介质进行介电常数测量。

46、同样地，电容器可以平行板电容器的形式构造，其中，第一电容器电极通过介电中间层与第二电容器电极绝缘。在此，形成介电中间层的材料可如此来选择，即，介电中间层的介电常数取决于目标介质在电容器的周围环境中的浓度。在电容器的“周围环境中”在此意味着如下，即，尤其被溶解在主介质中的目标介质至少包围压电谐振器的激励区段，尤其与激励区段处在直接接触中。目标介质可例如是水，而主介质是油。

47、通过这样的设计方案可借助于在相应的多功能电极的相应的主触点与相应的副触点之间的电容测量实施浓度测量、例如湿度测量。在此可规定，第一电容器电极作为面状电极布置在激励区段的表面上或在其中，其至少部分地通过中间层覆盖，而第二电容器电极布置在中间层上方，面向压电谐振器的周围环境。在此，第二电容器电极可尤其具有梳状结构、尤其带有在梳状叉指之间的侧向齿的梳状结构，或栅格结构或穿孔，从而使得中间层不被第二电容器电极完全遮蔽，且目标介质可有效地与中间区段相互作用。

48、由于第一电容器电极的面状的设计方案（即封闭的面），其作为电容器的最下面的层布置在基板的表面上或在其中，相应的多功能电极可被特别有效地用于激励和/或分析激励区段的振动，且其可实现在实施额外的测量或运行功能的情形中经改善的灵敏度和测量精度。在此可尤其规定，面状的第一电容器电极遮盖基板的激励区域的表面或（如果压电基板具有音叉形状）叉指的表面的至少百分之50、优选甚至至少百分之75。

49、在本发明的第一方面的另一示例性的设计方案中，压电基板由石英、尤其由α石英构成。作为用于压电基板的材料的α石英具有非常高的频率稳定性，从而使得由此制成的压电谐振器可具有非常高的品质因数。由此，谐振频率的非常精确的确定变得可能。此外，当石英通过各向异性蚀刻工艺沿特定的晶体方向或者在特定的切割角度下制成时，由α石英制成的基板具有较小的热交叉灵敏度。此外，各向异性的石英蚀刻工艺在过程技术上可非常良好地控制，从而可以高的精度和可靠性产生期望的目标形状。

50、在本发明的第一方面的另一示例性的设计方案中，压电基板由压电单晶构成，或包括至少一个这样的压电单晶，其中，尤其铌酸锂（linbo3）被提及。linbo3相对先前所提及的石英具有更高的压电耦合系数。

51、在本发明的第一方面的另一示例性的设计方案中，压电基板一件式地，即由单件制造。由此可减少构件和接头的数量，由此一方面可降低制造成本且另一方面，相较于基板由多个彼此相连的层或层片形成的设计方案，可改善压电谐振器的振动和测量特性，以及对机械、化学或其余环境负荷的稳定性和耐受能力。

52、根据本发明的第二方面，用于使用根据本发明的第一方面或根据其所提及的示例性的设计方案中的一个的压电谐振器的方法包括如下步骤，其以任意的顺序间接或直接依此实施：

53、- 步骤a：在第一主触点与第一副触点之间实施对第一多功能电极的电气测量，或通过第一主触点和第一副触点电气操控第一多功能电极，和- 步骤b：通过第一主触点将激励信号施加到第一多功能电极上，其中，要么相同的激励信号被同时施加到第一副触点上要么第一副触点被同时与激励信号电气绝缘。

54、步骤a与压电谐振器的先前所说明的“静态使用方式”相符，而步骤b与“动态使用方式”相符。不取决于哪个步骤首先被实施，压电谐振器可由这些步骤的间接或直接的顺序自动化地、多功能地且因此多方面地被使用。这些步骤的顺序可例如周期性变换地连续实施，从而例如可连续地实施多个测量或运行任务。在此，“间接的”顺序或者“间接地”依次实施意味着如下，即，在这些步骤之间（不取决于哪个首先被实施）还实施至少一个其它的另外的步骤。与之相反如果这些步骤直接依次接着，则这对应于“直接的”顺序或者“直接的”依次实施。

55、在本发明的第二方面的一种示例性的设计方案中，第一多功能电极具有电容器且在步骤a中的电气测量包括电容测量和/或电压测量。

56、当电容器在此构造成叉指电容器时或当电容器具有第一电容器电极和第二电容器电极时（第二电容器电极通过压电基板或压电基板的子层与第一电容器电极绝缘），如先前关于本发明的第一方面所说明的那样可有效地对包围压电谐振器的介质实施介电常数测量。

57、当电容器在此以平行板电容器的形式构造时，其中，第一电容器电极通过介电中间层与第二电容器电极绝缘且在此构成介电中间层的材料如此来选择，使得介电中间层的介电常数取决于在电容器的周围环境中的目标介质的浓度，因此如先前关于本发明的第一方面所说明的那样可有效地实施关于目标介质的浓度测量。

58、在本发明的第二方面的另一示例性的设计方案中，第一多功能电极具有电阻轨且在步骤a中的电气测量包括电阻测量。

59、当电阻轨在此由具有取决于温度的电阻的材料制成时，因此可有效地实施温度测量。

60、当电阻轨在此由具有取决于在电阻轨的周围环境中的目标介质的浓度的电阻的材料制成时，因此如先前关于本发明的第一方面所说明的那样可有效地实施关于目标介质的浓度测量。

61、在本发明的第二方面的另一示例性的设计方案中，第一多功能电极具有加热电阻，且在步骤a 中的电气操控包括通过第一主触点和第一副触点引导加热电流通过加热电阻。

62、在该设计方案中（在其中第一多功能电极具有加热电阻），通过相应的使用压电谐振器可通过加热电阻被有针对性地短暂加热。由此，压电谐振器可被热脱附和清洁，其中，当压电谐振器被加热时，污染物、（尤其有机的）沉积物和类似物被有效地由压电谐振器的表面去除。同时，通过加热对于许多介质能够实现粘度的降低。在此，尤其当紧接步骤a然后在步骤b中压电谐振器的激励区段被激励进行振动，污染物和沉积物由其表面的去除被更有效地实现。

63、在此，电极结构可例如同时具有第二多功能电极，该第二多功能电极同样至少部分地布置在激励区段上或在其中，且该第二多功能电极具有第二主触点和第二副触点，且该第二多功能电极以平行板电容器的形式构造，其中，第一电容器电极通过介电中间层与第二电容器电极绝缘，且在此构成介电中间层的材料如此来选择，使得介电中间层的介电常数取决于目标介质在电容器的周围环境中的浓度。

64、在此，第一多功能电极至少部分地布置在压电基板的第一表面上或在其中，而第二多功能电极至少部分地布置在压电基板的第二表面上或在其中，该第二表面与第一表面相对而置。通过这样的布置可有效地实现如下，即，当加热电阻在步骤a中被电气操控时，第二多功能电极和进而同样地被第二多功能电极包围的介电中间层可被有针对性地加热。

65、当第一多功能电极和第二多功能电极在此在朝向表面中的一个表面的顶视图中至少部分重叠地布置时，加热效果可特别高效地实现。

66、通过有针对性的加热，可能被积聚在介电中间层中的目标介质的残留物可被有效地热脱附，使得目标介质的浓度测量可紧接着被再次精确地进行。当目标介质是水时，即当第二多功能电极构造成湿度传感器时，该方法证实是特别有用的。通过加热到略低于100℃的加热温度，在此可实现介电中间层的有效热脱附。通过对水的热脱附可最小化可能的对湿度测量的干扰影响，使得湿度传感器紧接着可再次允许湿度的精确且减少误差的得出。

67、在本发明的第二方面的另一示例性的设计方案中，第一多功能电极再次具有加热电阻，且电极结构额外具有第二多功能电极，第二多功能电极同样至少部分地布置在激励区段上或在其中，且第二多功能电极具有第二主触点和第二副触点。在此，第二多功能电极具有带有取决于温度的电阻的电阻轨，且第一多功能电极和第二多功能电极共同地然而侧向偏移地布置在压电基板的一个表面上或在其中。刚才所提及的侧向偏移可尤其被理解为第一多功能电极与第二多功能电极的间距。

68、在该设计方案中，在第一持续时间t1内在步骤a中的电气操控包括通过第一主触点和第一副触点引导加热电流通过加热电阻，其中，紧接着或至少部分同时地在第二持续时间t2内在第二多功能电极的电阻轨上实施第二主触点与第二副触点之间的电阻测量。由在第二多功能电极上相对持续时间t1的开始和/或结束的可测量的温度提高的幅度和/或时间偏移可推断出包围压电谐振器的介质在第一多功能电极与第二多功能电极之间在侧向偏移的方向上的流动速度。

69、尤其地在此可规定，带有加热电阻的第一多功能电极在绕流介质的流动方向上被存放在带有电阻轨的第二多功能电极之前。这也就是说，该介质首先在第一多功能电极的加热电阻上被加热，且进一步沿流动方向朝第二多功能电极移动。在第二多功能电极上测量介质的温度，由此可推导出介质的流动速度。

70、在此，“至少部分同时”可尤其意味着如下，即，第二持续时间t2与第一持续时间t1同时开始，然而在第一持续时间结束之后还持续，或以一固定的时间偏移相对第一持续时间t1延迟开始。

71、在示例性的在其中压电基板具有带有第一叉指和第二叉指的音叉形状的设计方案中，当两者即第一和第二多功能电极布置在基板的同侧上或同侧中、然而在不同叉指上时，该方法可被特别有效地应用。通过在不同叉指上的布置可实现先前所描述的偏移，即第一多功能电极与第二多功能电极的间距。

72、关于侧向的偏移、即间距而言，如下同样是可考虑的，即，该侧向的偏移可通过压电基板的厚度来设置。通过将两个多功能电极布置在压电基板的两个彼此不同的、尤其彼此相对而置的表面上可执行介质流速的先前所描述的测量。两个相对而置的表面可例如是压电基板的正面和背面。

73、根据本发明的第三方面，多变量传感器包括根据本发明的第一方面或根据上述示例性的设计方案中的一个的压电谐振器以及控制电子装置和第一开关。

74、控制电子装置可例如以集成电路的形式尤其构造成微控制器。由此可在同时较小的结构形式、坚固的构造方式和较小的电流消耗的情形中实现高功能度。

75、第一开关被设置成在第一开关位置中将第一多功能电极的第一主触点和第一副触点彼此分开地电气连接或提供到控制电子装置上，而在第二开关位置中将第一副触点与控制电子装置绝缘和/或将第一副触点与第一主触点短接，而第一主触点被继续地电气连接或提供到控制电子装置上。

76、 “电气连接或提供”在此语境中尤其意味着如下，即，在控制电子装置的电子接口与第一主触点或者第一副触点之间建立电气接触。

77、第一开关可例如设置为独立元件或构件，其设置为在控制电子装置与第一多功能电极之间的电子连接元件。备选地，控制电子装置和第一开关然而同样可被组合在唯一的单元中，例如在微控制器中。在这样的设计方案中，第一主触点和第一副触点可永久地与微控制器的不同电子接口（例如与不同的触点引脚或输入端）相连接。开关的功能、即第一开关位置或者第二开关位置的实现然后纯逻辑地映射在被存储在微控制器中的固件中，这在下面也被称作接线逻辑。

78、不取决于第一开关如何设计（例如物理上作为独立构件或例如在数据技术上作为接线逻辑集成在微控制器中），第一开关在第一开关位置中使得控制电子装置能够在第一主触点与第一副触点之间实施大量不同的测量任务或运行功能。

79、例如，控制电子装置可被设置用于在第一主触点与第一副触点之间实施对第一多功能电极的电压测量和/或电阻测量和/或电容测量。测量结果可作为第一测量信号直接被提供用于在外部单元中的进一步处理或首先由控制电子装置自己处理且作为第一经处理的测量值信号被提供。“测量信号”在此语境中意味着初级测量结果，例如在电阻轨上测得的电阻，而“经处理的测量值信号”与基于初级测量结果计算出的目标量（例如环境温度）相符。

80、备选地或额外地，如果该电极包括加热电阻，控制电子装置可被设置用于在第一主触点与第一副触点之间引导加热电流或测试电流通过第一多功能电极。

81、在第二开关位置中，控制电子装置与之相反通过第一开关被置于可通过第一主触点向第一多功能电极施加激励信号，使得第一多功能电极参与激励区段的振动激励且紧接着关闭激励信号，且使得通过第一主触点接收衰减信号，且将该衰减信号作为第二测量信号或作为第二经处理的测量值信号提供。在此期间，第一副触点要么与控制电子装置绝缘（这在第一开关实现为微控制器中接线逻辑形式的控制电子装置的集成的组成部分的情况中可意味着如下，即，根本没有激励信号、尤其没有电势被施加到第一副触点上），要么第一副触点与第一主触点短接（这在第一开关实现为微控制器中接线逻辑形式的控制电子装置的集成的组成部分的情况中可意味着如下，即，相同的激励信号同时被简单施加到第一副触点上）。“测量信号”在语境中意味着初级测量结果，例如由衰减信号导出的振动频率、振动幅度或振动阻尼，而“经处理的测量值信号”与基于初级测量结果计算出的目标量（例如粘度或密度）相符。

82、在本发明的第三方面的示例的设计方案中，多变量传感器被设置用于以控制电子装置和分别相应构造的压电谐振器实施根据本发明的第二方面的先前所提及的方法中的一个或多个。

83、由前面所述可见如下，即，多变量传感器通过第一开关可自动实施在根据本发明的第二方面的方法中所需的在其中所提及的步骤a与b之间的变换。第一开关位置于是恰好与第一多功能电极的接线方式相符，如其在该方法的相应步骤a（“静态运行”或“静态使用方式”）中所需的那样，而第二开关位置与接线方式相符，如其在该方法的相应步骤b（“动态运行”或“动态使用方式”中）中所需要的那样。相应地，这些使用方法可容易地通过控制电子装置来实施，例如通过相应的指令在构造成微控制器的控制电子装置的固件中的存储。

84、当根据其中一种方法的要求的压电谐振器除了第一多功能电极之外还具有另外的多功能电极、例如带有第二主触点和第二副触点的第二多功能电极时，则第一开关可构造用于同时给所有现有多功能电极的触点接线，如先前关于第一多功能电极的第一主触点和第一副触点的接线方式所说明的那样。备选地，多变量传感器然而同样对于每个现有的多功能电极而言可具有自己的开关，即例如用于第二多功能电极的第二开关、用于第三多功能电极的第三开关和/或用于第四多功能电极的第四开关。对于任意另外的开关而言，先前关于第一开关、有关于第一多功能电极的第一开关的设计方案和功能所说明的内容相应相同的类似适用于有关于与其分别关联的多功能电极的任意另外的开关的设计方案和功能。

85、在多变量传感器的该设计方案中因此可实现大量额外的测量和运行功能，使得其可被极其多样化且多功能地使用。

86、在本发明的第三方面的另一示例性的设计方案中，多变量传感器包括带有过程接口和信号接口的壳体。

87、过程接口被设置用于被联接到在容器或流体管道上的测量点处，例如到移动工作机械的油箱上。此外，过程接口通过密封件封闭，该密封件防止介质从容器或流体管道侵入到多变量传感器的壳体中。激励区段伸出密封件，而基础区段至少部分地伸入到壳体的壳体内腔中。由此，激励区段可有效地与容器或流体管道内的介质相互作用，而基础区段被有效地保护免于与介质的接触。

88、该密封件可例如构造成玻璃穿通部（glasdurchführung），其中，压电基板被嵌装在玻璃穿通部中。通过这样的设计方案可实现过程接口的特别可靠、持久的密封，其尤其同样具有对化学损伤的高耐受能力。同时，该用于密封的玻璃连接用于在激励区段与基础区段之间的过渡区域中的压电基板的加强，使得基础区段被有效地屏蔽激励区段的振荡和振动。当在该情况中提及“玻璃”时，则此处可尤其被理解为无机的玻璃状的材料，例如氧化玻璃（如硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃或其它技术玻璃）和/或玻璃状的钎焊材料，尤其玻璃焊料或者玻璃粉，同样可能是一种（部分）结晶或者失透的玻璃焊料。

89、本文献的公开内容不被限制于上面所提及的示例性的实施方案和/或改进方案的特征，而是同样包括这些特征的任意组合，只要其不在逻辑上互相排斥。