CN106030314B - 加速度计 - Google Patents

Abstract

一种用于加速度计的感测结构，其包括：通过柔性支腿安装到支撑件的检验质量块以用于响应于沿着感测方向施加的加速度的平面内移动；所述检验质量块包括基本垂直于所述感测方向延伸并且在所述感测方向上间隔开的多个可移动电极指状物；至少一对固定电容电极，其包括基本垂直于所述感测方向延伸并且在所述感测方向上间隔开的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物；所述第一组固定电极指状物和所述第二组固定电极指状物与所述可移动电极指状物互相交叉、分别在一个方向和相反方向上与两者间的中线具有第一偏移和第二偏移；其中所述检验质量块是围绕所述固定电容电极的外框架，所述柔性支腿从所述检验质量块横向向内延伸到中央锚。

Description

加速度计

技术领域

本公开涉及用于加速度计的感测结构，具体地说涉及用于加速度计的电容式感测结构。

发明背景

加速度计是可测量由于运动和/或振动的加速力的机电装置。加速度计在广泛多种应用中得到使用，包括地震感测、振动感测、惯性感测以及倾斜感测。电容式加速度计通常由硅制成并且实现为微机电系统(MEMS)结构。典型MEMS电容式感测结构包括相对于支撑件可移动地安装的检验质量块。从检验质量块延伸的一组可移动电极指状物与一组或多组固定电极指状物互相交叉，其中电极指状物之间的微分电容是可测量的以便检测检验质量块在感测方向上的偏转。包括感测结构的加速度计包括用于驱动和拾取信号的适当电子器件。

WO 2004/076340和WO 2005/083451提供包括基本垂直于MEMS装置的感测方向延伸的多个互相交叉的固定和可移动电极指状物的电容式加速度计的实例。电极指状物由单个硅衬底例如使用深反应离子蚀刻(DRIE)形成。硅衬底通常阳极地粘结到玻璃支撑件，玻璃具有其中元件移动的预气穴现象。在粘结和DRIE之后，添加盖玻璃晶片来给予具有捕获在内侧的气态介质的密封组件。大气压气体(通常是氩)在检验质量块移动时为其提供临界压膜阻尼。随后添加井下通孔来从玻璃支撑件的顶表面到活性硅元件进行电连接。玻璃支撑件提供高电绝缘，但在取决于玻璃类型的热膨胀系数中存在失配。例如，SD2玻璃(硅酸铝)给予比Pyrex(硅酸硼)好的热匹配。玻璃中优先使用硅(诸如氧化技术的粘结硅)以便支撑，因为其减小了对地杂散电容。

加速度计的现有技术实例在WO 2012/076837中描述并且见于图1。在此感测结构中，检验质量块分离成布置在一对固定电容电极的相对侧上的第一质量元件和第二质量元件。质量元件可通过撑杆刚性互连以形成整体可移动检验质量块。质量元件通过连接分开的顶部锚固点和底部锚固点的一组四个柔性支腿安装到下面的支撑件。锚固点和两组固定电极指状物阳极地粘结到下面的玻璃支撑件。此设计的问题是玻璃支撑件与硅衬底之间的膨胀差在存在温度变化时升高。在均匀热膨胀的情况下，两个固定电极相对于两个锚固点对称地移动(例如，向外)，这在电极指状物间隙变化时引起比例因子移位。在跨过装置的热梯度的情况下，两个固定电极相对于彼此不对称地移动，导致偏置移位。在开环中操作，这种装置的灵敏度通常是30nm/g(对于30g的范围)，因此30pm的相对移动引起1mg的偏置移位。支撑玻璃的应力可由热膨胀/梯度造成，或者由用在装置封装中的黏晶(diebond)引起。黏晶是具有低杨氏模量的弹性材料，其通常具有高热膨胀系数并且还可经历老化效应。

本公开寻求减少或克服以上列出的缺点。

发明内容

根据本公开的第一个方面，提供用于加速度计的感测结构，其包括：

支撑件和通过柔性支腿安装到支撑件的检验质量块以用于响应于沿着感测方向施加的加速度的平面内移动；

检验质量块包括基本垂直于感测方向延伸并且在感测方向上间隔开的多个可移动电极指状物；以及

至少一对固定电容电极，其包括基本垂直于感测方向延伸并且在感测方向上间隔开的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物；

第一组固定电极指状物布置来与可移动电极指状物互相交叉、在一个方向上与两者间的中线具有第一偏移，并且第二组固定电极指状物布置来与可移动电极指状物互相交叉、在相反方向上与两者间的中线具有第二偏移；

其中检验质量块采取围绕至少一对固定电容电极的外框架的形状，柔性支腿从检验质量块横向向内延伸到具有沿着感测方向的相对于固定电容电极对居中的位置的中央锚。

因此根据本公开，检验质量块采取在单个点处锚固在固定电容电极对中央的外框架的形状。通过中央锚固点，在热梯度存在的情况下，检验质量块框架不太可能相对于固定电极指状物移动。这减小了由支撑件与检验质量块的材料(例如，硅)之间的膨胀率差造成的加速度计偏置。

在一组实例中，感测结构包括至少两对固定电容电极。在加速度计中，每对的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物可相对于彼此被反相地驱动。检验质量块锚保持沿着感测方向的相对于两对或更多对的固定电容电极居中的位置。这意味着一对固定电容电极可定位在中央锚上方，而另一对固定电极指状物可定位在中央锚下方(即，沿着感测方向看)。在每对固定电极中，第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物可沿着感测方向彼此紧邻而不是如现有技术中由撑杆间隔开。每对的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物反相地驱动导致微分对。两个第一组固定电极指状物可同相地电连接，而两个第二组固定电极指状物可反相地连接。在存在均匀温度变化的情况下，此双重微分方案引起两对的固定电容电极以相同量移动并因此取消任何偏置移位并使比例因子移位最小化。与现有技术设计相比，比例因子变化可以10的因子减小。

在本公开的至少一些实例中，感测结构可包括多于两对的固定电容电极。有可能感测结构可包括三个微分电极对，或者任何其他奇数的固定电容电极对。多于一个的固定电极指状物微分对的任何布置将提供在均匀温度变化下的比例因子的稳定性中的改进，但据计算任选布置使用偶数的固定电容电极对。因此在一些实例中，感测结构可包括至少4、6、8等(或任何偶数)对的固定电容电极，每对的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物被反相地驱动。据计算，温度梯度下的开环灵敏度中的改进与偶数相比较使用奇数的微分电极对更少。

在检验质量块采取围绕一对或更多对的固定电容电极的外框架形状的情况下，固定电容电极可布置成在外框架内居中。感测结构中的电极的布置可在感测方向上对称和/或垂直于感测方向。每对固定电容电极可包括与检验质量块的中央锚横向对准的锚。这可促进加速度计的各种元件之间的共用电连接。例如，每对固定电容电极可在沿着感测方向与检验质量块的中央锚对准的中央位置处锚固到支撑件。对于每对固定电容电极，单个共用电连接可被提供用于第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物。这可减小所需要的分开电连接的数量。在两对或更多对固定电容电极被反相地驱动的情况下，可提供与用于检验质量块的第五电连接一致的至少四个单独电连接，每个对应于每一对固定电容电极。

在第一组实例中，感测结构包括沿着感测方向对称布置的两对固定电容电极，其中中央锚任一侧一对。上部对的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物可与下部对的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物镜像对称，其中对称轴线穿过中央锚。在感测结构包括具有布置来具有对称偏移的位于中央锚上方的第一上部组的固定电极指状物和第二上部组的固定电极指状物和位于中央锚下方的第一下部组的固定电极指状物和第二下部组的固定电极指状物的两对固定电容电极的加速度计中，第一上部组的固定电极指状物可与第一下部组的固定电极指状物同相地驱动，并且第二上部组的固定电极指状物可与第二下部组的固定电极指状物同相地驱动。由于电极指状物的对称布置，由于均匀温度变化的微分电容变化将被取消。此外，倒置驱动相将倒置信号感测，因此双解调(“消波稳定”)可能消除解调器错误。这可用于消除连接到加速度计中的感测结构的解调器的电子偏移。如果电极通过经历老化问题的黏晶安装到支撑件，那么先前在高温操作寿命期间观察的比例因子移位可显著减小。这取决于跨过支撑件表面的均匀黏晶的存在。

在另一组实例中，两对固定电容电极可布置在中央锚的任一侧而没有沿着感测方向的镜像对称，以便考虑由跨装置的温度梯度造成的不均匀变化。然而，此类热梯度的效应可能比均匀温度变化的效应小得多。在此类实例中，感测结构可包括具有布置来具有相反偏移的位于中央锚上方的第一上部组的固定电极指状物和第二上部组的固定电极指状物和位于中央锚下方的第一下部组的固定电极指状物和第二下部组的固定电极指状物的两对固定电容电极。在包括这种感测结构的加速度计中，第一上部组的固定电极指状物可与第二下部组的固定电极指状物同相地驱动，并且第二上部组的固定电极指状物可与第一下部组的固定电极指状物同相地驱动。相反偏移可被布置以便提供温度梯度下的补偿。这可由于外部温度梯度的存在发生，或者在存在例如由电极与下面支撑件之间的不均匀黏晶驱动的不均匀热流的情况下发生。偏移黏晶可另外导致偏置，例如由于黏晶材料因年久而微分松弛。

在以上实例涉及两对固定电容电极的情况下，将理解，任何偶数对的固定电容电极也可布置在中央锚的任一侧，例如四对固定电容电极。在加速度计中，此多对电极可对称或不对称地被驱动，如上文所述。

在本公开的实例中，感测结构可连接到合适的驱动和拾取电子器件以形成加速度计。在加速度计中，每对固定电容电极可在开环或闭环配置中驱动。在开环配置中，例如，开环电子器件布置来反相地驱动每对的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物。开环电子器件可施加正弦波或方形波驱动信号。在开环操作中，检验质量块在加速度下在第一组固定电极指状物与第二组固定电极指状物之间自由地移动，并且电容中的微分变化与检验质量块的偏转成比例。这些实例中的拾取信号可以是出现在输出上的整流电压(例如，在低通滤波之后)。开环加速度计的操作在WO 2004/076340中更详细地描述，其内容以引用方式并入本文。

在闭环配置中，例如，闭环电子器件布置来反相地驱动每对的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物。驱动电子器件给电极提供变量静电力以实现力平衡。检验质量块凭借使由于加速度的惯性力无效的静电力固定在适当位置。在模拟方法中，闭环电子器件可施加分开的驱动和感测信号，即，时域中的分开。例如，AC电压信号可用于感测而静电压在大小上变化以提供用检验质量块上的平衡所施加加速度的惯性力的静电恢复力驱动电极的反馈信号。在数字方法中，脉宽调制(PWM)信号可被施加用于通过在频域中分开激励和反馈信号来驱动并感测。例如，对于具有约1-3kHz的谐振频率的检验质量块，PWM驱动信号可处于约100kHz的频率。在一些实例中，闭环电子器件可施加脉宽调制(PWM)驱动信号，所述PWM驱动信号可具有可调整码元：占空比以改变检验质量块上的静电恢复力。这些实例中的拾取信号通过使用PWM驱动信号来自检验质量块。闭环加速度计的操作在WO2005/083451中更详细地描述，其内容以引用方式并入本文。

检验质量块可通过任何合适数量的柔性支腿安装到支撑件。在一组实例中，外框架的相对侧可通过一对柔性支腿连接到中央锚。例如，从中央锚的相对侧延伸的所述对的柔性支腿。已认识到通过两对或更多对的分开柔性支腿将检验质量块安装到支撑件可提高平面外转动刚度。这可使得感测结构能够为不想要的平面外模式提供更高的谐振频率。

柔性支撑腿设置检验质量块的谐振频率并因此设置感测结构和加速度计的灵敏度。检验质量块可通过多个等间隔柔性支撑腿安装，例如，朝向中央锚延伸的两个或四个支撑腿。每个支撑腿可在基本垂直于加速度计的感测方向的方向上延伸，使得当检验质量块响应于所施加加速度移动时，支撑腿挠曲并施加恢复力迫使检验质量块向后朝向静止位置。支撑腿越短，检验质量块的谐振频率就越高。期望在不显著增加装置的总尺寸的情况下减小谐振频率。在特别合适的一组实例中，支撑腿具有螺旋形形状。此外，公开每个支撑腿可至少包括第一大体平直部分、第二大体平直部分以及使第一大体平直部分和第二大体平直部分互连的具有大体U形形状的末端部分，其中末端部分的厚度大于第一大体平直部分和第二大体平直部分两者的中央部分的厚度。支撑腿的此构造表示末端部分具有增加厚度的特别有益的螺旋形形状，这在显著平面外加速度被施加的情况下应力最高。支撑腿可具有基本如WO 2013/050752中描述的螺旋形形状，其全部内容以引用的方式并入本文中。

在本公开的许多实例中，检验质量块和固定电容电极可由半导体衬底例如硅衬底一体形成。检验质量块的外框架可由半导体衬底通过诸如深反应离子蚀刻(DRIE)的蚀刻工艺制成。在MEMS结构中，检验质量块和固定电容电极可形成在同一平面中。中央锚可固定粘结例如阳极地粘结到下面电绝缘支撑件(例如玻璃)。

包括如本文公开的感测结构的加速度计还可包括任何合适气态介质来为互相交叉的电容电极指状物提供阻尼效应。气态介质可包括空气、氮、氩、氦或氖中的一种或多种。然而，可选择氖(例如，而不是氩)来增加阻尼因子。因此，加速度计可包含氖气来为互相交叉的电极指状物提供阻尼。

在本文公开的任一个实例中，感测结构可采取MEMS的形状，具体地由半导体衬底例如硅衬底形成的MEMS。支撑件可由支撑半导体衬底的电绝缘例如玻璃基底组成。可使用阳极粘结，如本领域中已知的。将半导体衬底阳极地粘结到电绝缘例如玻璃基底具有使互相交叉的电极指状物的电容与地平面电隔离的优点。小电容变化对于电容式加速度计中的感测结构的准确度非常重要。

可移动电极指状物和固定电极指状物可分别横向地即从检验质量块或固定电容电极横向地延伸以便以梳状形状间隔开。

将了解，术语“可移动”用于指示指状物能够凭借以下事实相对于支撑件和固定到支撑件的任何电极移动：检验质量块作为整体可由于通过柔性支腿安装而相对于支撑件移动。当然，单独电极指状物不可相对于检验质量块移动。

附图说明

现将参考附图来描述一个或多个非限制性实例，其中：

图1示出加速度计的现有技术形状；并且

图2示出根据本公开的示例性加速度计。

图1示出类似于WO 2012/076837中描述的电容式加速度计1的现有技术形状。可移动检验质量块和电容电极由安装到下面支撑件的硅晶片蚀刻而成。第一质量元件2通过第一柔性支腿2a、2b安装到支撑件，并且第二质量元件4通过第二柔性支腿4a、4b安装到支撑件。上部柔性支腿2a、4a连接到上部锚6，而下部柔性支腿2b、4b连接到下部锚8。上部锚6和下部锚8例如通过阳极粘结分别附接到支撑件。单对的固定电容电极位于第一质量元件2与第二质量元件4之间。固定电容电极对包括被反相地驱动的第一上部组的固定电极指状物10和第二下部组的固定电极指状物12。固定电极指状物10、12基本垂直于感测方向(由双头箭头指示)延伸，并且与从第一质量元件2和第二质量元件4横向向内延伸的对应组的可移动电极指状物14、16互相交叉。检验质量块2、4可响应于所施加加速度在平面内感测方向上相对于固定电极10、12移动。上部组的固定电极指状物10和下部组的固定电极指状物12在相反方向上与检验质量指状物14、16偏移，使得任一方向上的移动可从生成的微分电容测量而得。

如果此装置1经历引起硅层相对于支撑件(例如，玻璃)的微分膨胀的均匀温度变化，那么上部锚6和下部锚8一起/分开移动并且上部组的固定电极指状物10和下部组的固定电极指状物12一起/分开移动。对称膨胀将引起作为温度的函数的比例因子变化。即使支撑件使用具有与硅的良好热膨胀匹配的SD-2玻璃，这可导致40ppm/℃的比例因子移位。此外，如果锚固点6、8或固定电极10、12例如由于下面玻璃支撑件的热膨胀或应力不对称地分开移动，那么将存在偏置移位。这可导致作为温度的函数的大约1mg/℃的无补偿偏置。期望提高电容式加速度计的温度稳定性。

微分电容写于下文：

对于d₁＝d+δ，

其中x是由于加速度的偏转，d是初始指状物间隙，并且δ是热诱导的变形。这扩展为如下：

比例因子由相对于x的导数给出如下：

就热梯度效应而言，微分电容由以下给出：

其中d₁＝d-δ、d₂＝d+δ，x是由于加速度的偏移，并且δ是由于热梯度的两个固定电极组的移动。从图1，可看到上部组向上移动缩小间隙(δ是负的)，并且下部组向上移动增加间隙(δ是正的)。

这扩展为：

在热梯度下，存在

的偏置并且没有比例因子移位。

这些计算可与本公开相比，如下。

参考图2公开包括采取外框架形状的检验质量块102的电容式加速度计100。检验质量块102通过中央锚104附接到下面支撑件，其中其余的自由移动。一对柔性支撑腿112在检验质量框架102与中央锚104之间延伸。

两对固定电容电极106、108布置在检验质量块102的外框架的内侧。每对106、108包括被反相地驱动的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物。固定电极指状物基本垂直于感测方向(由双头箭头指示)延伸，并且与从检验质量框架102横向向内延伸的对应组的可移动电极指状物110互相交叉。在上部微分对106中，第一组固定电极指状物106a和第二组固定电极指状物106b在相反方向上与检验质量块指状物110偏移。在此实例中，下部微分对108中的第一组固定电极指状物108a和第二组固定电极指状物108b具有与上部微分对106的镜像对称。第一上部固定电极106a和第一下部固定电极108a联接在一起，并且第二上部固定电极106b和第二下部固定电极108b联接在一起，例如通过在具有井下通孔的上部玻璃层上金属跟踪以进行电连接。第一上部固定电极106a和第一下部固定电极108a可由同相方形波(开环)或同相PWM信号(闭环)驱动，并且第二上部固定电极106b和第二下部固定电极108b可由反相方形波(开环)或反相PWM信号(闭环)驱动。这意味着均匀温度变化引起所有四组固定电极指状物以相同方式移动，取消，使得微分电容变化与图1的单个微分对相比被消除。

在图2中，对于四组指状物存在四组电容(1、2、3、4)。微分电容在下文给出：

其中d₁＝d+αδ、d₂＝d-αδ并且α是因子(～1.8)显示与106b和108a相比距离指状物组106a和108b中心更大的距离。

这扩展为如下：

比例因子由以下给出：

对于α＝1.5，比例因子对温度变化的灵敏度四倍小于图1的加速度计。

如果存在跨装置的温度梯度，那么仍然有残余偏置移位。例如，如果玻璃支撑件与硅层之间的黏晶相对于装置的中心不对称，那么这可发生。在另一未示出实例中，这可通过联接在一起的最外固定电极106a和108b以及联接在一起的最内固定电极106b和108a补偿。在温度梯度下，上部固定电极指状物106a、106b从中央锚104向外移动以便给出正微分电容，并且下部固定电极指状物108a、108b从中央锚104向外移动以便给出负微分电容。在此方案中，温度梯度可由双微分电容取消。然而，这种布置对均匀温度变化敏感。

在热梯度下，微分电容由以下给出：

其中d₁＝d+1.5δ，d₂＝d-δ，d₃＝d+δ，d₄＝d-1.5δ。

在热梯度下，固定组106a增加间隙，固定组106b减小间隙，固定组108a增加间隙并且固定组108b减小间隙。

这给出：

这给出：

在此情况下，存在偏置：

面积A是图1的装置的面积的1/2，因此虽然图1加速度计具有6的因子，但图2的装置具有2.56的因子(即，以约2的因子在温度梯度下更好)。

另外实例可包括多于两对的固定电容电极，可能为奇数，但最有利的是布置在中央锚的任一侧的偶数对。例如，包括八组固定电极指状物的四对的方案将基于相同原理提供类似益处。

尽管图2的实例已在两对固定电极的上下文中描述，但相对于图1的装置的热膨胀效应的减少还可通过在中央锚的任一侧布置反相驱动的单对固定电极来实现。通过在装置中央处用单个锚固点替换两个外部锚固点，外部检验质量块框架不太可能相对于固定电极移动，因为框架锚居中地定位在第一组固定电极指状物与第二组固定电极指状物之间。

Claims (12)

1.一种加速度计，其包括：

支撑件和通过柔性支腿安装到支撑件的检验质量块以用于响应于沿着感测方向施加的加速度进行平面内移动；

所述检验质量块包括基本垂直于所述感测方向延伸并且在所述感测方向上间隔开的多个可移动电极指状物；以及

两对固定电容电极，每对固定电容电极包括基本垂直于所述感测方向延伸并且在所述感测方向上间隔开的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物；

所述第一组固定电极指状物布置成与所述可移动电极指状物互相交叉、在一个方向上与两者间的中线具有第一偏移，并且所述第二组固定电极指状物布置成与所述可移动电极指状物互相交叉、在相反方向上与两者间的中线具有第二偏移；

其中所述检验质量块采取围绕所述至少一对固定电容电极的外框架的形状，所述柔性支腿从所述检验质量块横向向内延伸到具有沿着所述感测方向的相对于所述固定电容电极对居中的位置的中央锚，

其中所述两对固定电容电极提供布置成具有对称偏移的沿所述感测方向位于中央锚的第一侧的第一和第二上部组的固定电极指状物和沿所述感测方向位于所述中央锚的第二侧的第一和第二下部组的固定电极指状物，所述第一上部组的固定电极指状物与所述第一下部组的固定电极指状物同相地驱动，并且所述第二上部组的固定电极指状物与所述第二下部组的固定电极指状物同相地驱动；以及

其中，所述第一和第二上部组的固定电极指状物以及所述第一和第二下部组的固定电极指状物布置成沿着所述感测方向。

2.根据权利要求1所述的加速度计，其包括另外偶数对的固定电容电极。

3.根据权利要求1所述的加速度计，其中每对的所述第一组固定电极指状物和所述第二组固定电极指状物在与所述检验质量块的所述中央锚一致的中央位置处锚固到所述支撑件。

4.根据权利要求1所述的加速度计，其包括用于每对的所述第一组固定电极指状物和所述第二组固定电极指状物、与用于所述检验质量块的中央电连接一致布置的共用电连接。

5.根据权利要求1所述的加速度计，其中所述检验质量块通过两对或更多对的分开的柔性支腿连接到所述中央锚。

6.根据权利要求1所述的加速度计，其中所述检验质量块通过具有螺旋形形状的多个柔性支撑腿连接到所述中央锚。

7.根据权利要求6所述的加速度计，其中每个支撑腿至少包括第一大体平直部分、第二大体平直部分以及使所述第一大体平直部分和所述第二大体平直部分互连的具有大体U形形状的末端部分，其中所述末端部分的厚度大于所述第一大体平直部分和所述第二大体平直部分两者的中央部分的厚度。

8.根据权利要求1所述的加速度计，其中所述感测结构是MEMS。

9.根据权利要求1所述的加速度计，其中所述支撑件由玻璃制成。

10.根据权利要求1所述的加速度计，其中布置开环电子器件以反相地驱动每对的所述第一组固定电极指状物和所述第二组固定电极指状物。

11.根据权利要求1所述的加速度计，其中布置闭环电子器件以反相地驱动每对的所述第一组固定电极指状物和所述第二组固定电极指状物。

12.一种加速度计，其包括：

支撑件和通过柔性支腿安装到支撑件的检验质量块以用于响应于沿着感测方向施加的加速度进行平面内移动；

所述检验质量块包括基本垂直于所述感测方向延伸并且在所述感测方向上间隔开的多个可移动电极指状物；以及

两对固定电容电极，每对固定电容电极包括基本垂直于所述感测方向延伸并且在所述感测方向上间隔开的第一组固定电极指状物和第二组固定电极指状物；

所述第一组固定电极指状物布置成与所述可移动电极指状物互相交叉、在一个方向上与两者间的中线具有第一偏移，并且所述第二组固定电极指状物布置成与所述可移动电极指状物互相交叉、在相反方向上与两者间的中线具有第二偏移；

其中所述检验质量块采取围绕所述至少一对固定电容电极的外框架的形状，所述柔性支腿从所述检验质量块横向向内延伸到具有沿着所述感测方向的相对于所述固定电容电极对居中的位置的中央锚，

其中所述两对固定电容电极提供布置成具有相反偏移的沿所述感测方向位于中央锚的第一侧的第一和第二上部组的固定电极指状物和沿所述感测方向位于所述中央锚的第二侧的第一和第二下部组的固定电极指状物，所述第一上部组的固定电极指状物与所述第二下部组的固定电极指状物同相地驱动，并且所述第二上部组的固定电极指状物与所述第一下部组的固定电极指状物同相地驱动；以及

其中，所述第一和第二上部组的固定电极指状物以及所述第一和第二下部组的固定电极指状物布置成沿着所述感测方向。

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