TWI445961B - 具有自由下落自我測試能力之感測器及其方法 - Google Patents

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Description

具有自由下落自我測試能力之感測器及其方法
本發明一般來說係關於微電機感測器(MEMS)。更特定而言，本發明係關於具有一自由下落自我測試能力之一轉換器。
一加速計係典型上用於測量加速度力之一感測器。該等力可能為靜力，例如：恆定重力，或其可能為動力，其由移動或振動該加速計引起。一加速計可感測加速度或沿著一、二、或三個軸或方向之其它現象。在此資料中，可確認安裝該加速計之該器件的移動或定向。
加速計係用於慣性導航系統、交通工具的安全氣囊佈署系統、及許多其它之科學與工程系統。在微電機系統(MEMS)加速計中之一個成長中的用途為各種器件的保護系統。該等保護系統理想上之功能為防護一器件以免衝擊及振動。範例性器件包括：攝影機、膝上型電腦及筆記型電腦、個人數位助理(PDAs)、蜂巢式電話、數位音訊播放器、及其它可能包括一內建硬碟驅動器及/或相當組件之此類器件。自由下落係指一器件受重力加速度引起之下落運動。因此，當一器件掉落時發生一自由下落情形，且當該器件最後撞擊一表面時可能造成損害。防護一器件避免受損(因一器件掉落所引起)之一保護系統可能包括一MEMS加速計，其可感測一自由下落情形。在感應自由下落時，該保護系統可造成自動關閉該器件之動力，且可能斷開該內建硬碟驅動器之寫入頭，所以當該器件撞擊一表面時可避免一磁頭撞毀。
在一些實例中，產品包括一硬碟驅動器或其它此類器件組件之一製造商可執行其產品的一掉落測試。該掉落測試可將該成品掉落於一表面上以檢查一自由下落保護特性之功能。此測試之目的為確認該自由下落的偵測，並檢驗該硬碟驅動器磁頭及/或其它器件組件在偵測到該自由下落時為歸位或者斷開。不幸地，進行一控制掉落測試可能是困難的。即當該產品由不同之高度掉落、掉落在不同之表面、及該產品僅為掉落或是扔下時可能有不同的結果。此外，此類掉落測試可能造成該成品之外殼刮傷、擦傷、凹陷、或者破裂。同時，該掉落測試可能破壞或縮短該成品內其它組件的生命期。因此，執行一掉落測試以確認一自由掉落保護特性之功能係難以控制及時間密集的，且因其損害產品而使成本昂貴。
在一具體實施例中之一轉換器可能為例如一加速計或其它感測器件，其包括一可檢驗安裝該轉換器之一器件的自由下落保護特性之自我測試能力。該自由下落自我測試能力可立即且具符合成本地納入現存及未來之微電機系統(MEMS)轉換器設計中。
現參照圖1至2，圖1顯示根據本發明之一較佳具體實施例包括一自我測試致動器22之轉換器20的一俯視圖，而圖2顯示轉換器20的一側視圖。轉換器20係一形成一MEMS晶片之電容性加速計。電容性加速計感測相對於加速度之一電容改變，以變化一帶電電路的輸出。轉換器20包括具有一中心質量26的一可移動元件24，該中心質量26藉由X感測指狀物30及Y感測指狀物32自一框架28支撐。接著，藉由一系列之彈簧36將框架28貼附在複數個錨狀物34上，該等彈簧較佳地可在三個相互正交的方向上移動。錨狀物34係安裝在一晶粒或其它基板38上。
X感測指狀物30之每一者由兩個固定指40及42圍繞。同樣地，Y感測指狀物32之每一者由兩個固定指44及46圍繞。當轉換器20經歷沿著該X軸的加速度時，在該X感測指狀物30及該鄰近之固定指40及42間的距離改變，因此改變了該等指間的電容。此一電容改變以感測電路(未顯示)指出，並轉換成表示沿著該X軸之加速度的一輸出信號。沿著該Y軸之加速度以一類似的方式感測，其指出在Y感測指狀物32及對應之固定指44及46間的電容改變。
又稱為一質量塊(proof mass)之可移動元件24具有第一對立側48及第二對立側50，該等側係不相等之質量因而導致一不平衡的質量塊。根據此具體實施例，對立側48及50之厚度及寬度實質上相等，但長度不相等。即第一側48表現一第一長度52，其較第二側50之一第二長度54大。必然地，第一側48具有較第二側50大之質量，因此在回應沿該Z軸之加速度時會導致可移動元件24繞Y軸旋轉/傾斜。可移動元件24沿著Z軸之該運動藉由感測元件(其形式為一第一電容板56及一第二電容板58)來感測，該等電容板置於基板38之上可移動元件24之下。第一電容板56及第二電容板58分別形成以一不同之模式作用的兩個電容器，當轉換器20經歷Z軸方向之加速度時其操作以改變藉由一振盪器所產生的該峰值電壓。偵測電路(未顯示)捕獲此峰值電壓，其於之後經處理成一最終輸出信號。當受到一固定或恆定之加速度時，該電容值也為常數，產生與靜態加速度(又稱直流或均一加速度)成比例之一量測信號。
在轉換器20中，X感測指狀物30、Y感測指狀物32、固定指40、42、44、46、及彈簧36均勻隔開，並分別置於中心質量26之對立的第一側48及第二側50上，因此該等元件的配置具有兩條鏡像對稱線：一第一對稱線60對應於該X軸，及一第二對稱線62對應於該Y軸。此種對稱可有效消去橫軸靈敏度，因此在感測沿該X及Y軸之加速度時，轉換器20只感測沿該等軸之每一者之加速度的該等組件。然而，不具此種對稱之可移動元件24的各種其它組態也可替代使用。
一般來說，第一電容板56及第二電容板58分別相對於第二對稱線62有相等的間隔，且其分別置放於相對之第一側48及第二側50上。第一電容板56及第二電容板58的每一者可能自第二對稱線62自相對的方向偏移一第一距離64。由於第一側48之第一長度52較第二側50之第二長度54大，因此形成可移動元件24的一未使用或遮蔽區域66。自我測試致動器22自第二對稱線62偏移一第二距離68，該第二距離68大於第一距離64。因此，自我測試致動器22藉由基板38支撐，其在可移動元件24之該典型上未使用遮蔽區域66之下。
在一具體實施例中，轉換器20可根據習知之MEMS程序技術來製造，例如，使用一些不同材料的表面微加工。表面微加工係基於不同結構層的沈積、圖案化、及蝕刻。表面微加工可製造高品質的MEMS器件，其係基於在製造上兼具可控制性及撓性的薄膜技術。藉由範例，利用一導電材料層沈積在基板38之一表面上。接著該導電材料可經遮蔽、圖案化、及蝕刻以分別定義第一電容板56及第二電容板58，以及自我測試致動器22。之後的操作包括一犧牲層之沈積、接觸開口之形成、一第二導電材料之沈積、遮蔽、圖案化、蝕刻、以及類似者之每一習知技術以製造出具有一內建自我測試能力的轉換器20，即用於偵測自由下落之自我測試致動器。
圖3顯示一器件70的一方塊圖，該器件使用轉換器20具有一自由下落保護特性。器件70可能為一些器件的任一者，其具有一內部硬碟驅動器72及/或其它組件，當器件70掉落且在器件70撞擊例如地面的一表面前，其理想上應放置於一「安全模式」中。此等器件包括：一攝影機、一手提電腦或筆記型電腦、一個人數位助理、一蜂巢式電話、一數位音訊播放器、以及類似者。器件70包括轉換器20併入其中之一加速計封裝74。加速計封裝74與一處理器76通信，且處理器76經由習知匯流排結構與例如硬碟驅動器72通信。熟習此技術之人士應瞭解器件70可能包括為簡化本說明而未在此討論的許多其它組件。
一般而言，處理器76監測來自加速計封裝74的信號。該等信號包括沿著X、Y及Z軸的加速度。根據該自由下落保護特性，處理器76應接收對應於一自由下落狀況之沿著所有該X、Y及Z軸的加速度信號(即在全部三軸中感測到之加速度約為0G)，處理器76將發信使硬碟驅動器72歸位或是斷開其磁頭，因此可將硬碟驅動器72的損害減至最小。
加速計封裝74之轉換器20感測一X軸加速度(Ax )78、一Y軸加速度(AY )80、及一Z軸加速度(AZ )82。熟習此技術之人士已知一X軸加速度(Ax )78、一Y軸加速度(AY )80、及一Z軸加速度(AZ )82可能產生自成對之電容信號(例如X1：X2、Y1：Y2、及Z1：Z2)。加速計封裝74進一步包括與轉換器20通信之一輸入/輸出(I/O)電路晶片84。I/O電路晶片84可能為一種互補式對稱/金屬氧化(CMOS)半導體，其具有用來處理及輸出一X軸加速度78、一Y軸加速度80、及一Z軸加速度82之數位信號處理器及類似者。一般來說，如熟習本技術之人士所知在輸出至處理器76前，來自MEMS轉換器20之該電容信號傳輸至電路晶片84以進行合適之處理。
加速計封裝74進一步包括一自我測試輸入埠86，其與處理器76通信以應用一數位自我測試輸入信號87。數位自我測試輸入信號87發信至I/O電路晶片84來致能一自我測試操作模式。在該自我測試操作模式中，I/O電路晶片84可施加一自我測試信號88至自我測試致動器22(圖2)。自我測試信號88係產生一靜電力並模擬一加速度之一電壓。此外處理器76可與器件70外部之一自我測試埠90通信。一外部自我測試輸入信號91可與處理器76通信以致能該自我測試模式。接著在處理器76上的處理器軟體或硬體產生數位自我測試輸入信號87，其經傳達至自我測試輸入埠86。自我測試埠90使一測試操作元可立即施加外部自我測試信號91，該信號將引起處理器76及I/O電路晶片84刺激自我測試致動器22以確認該成品(即器件70)之一自由下落保護特性的功能。然而，自我測試埠90之存在並非本發明之一限制。另外，該測試操作元可開啟器件70以存取在加速計封裝74中的自我測試輸入埠86。
自我測試信號91希望為一高邏輯信號。該自我測試信號91之應用造成處理器76及I/O電路晶片84經由自我測試信號88來刺激自我測試致動器22。在以下之討論中，一自由下落自我測試程序之執行期間，刺激自我測試致動器22可造成可移動元件24(圖1)藉由靜電力自一第一位置移動至一第二位置。該運動分別藉由第一電容板56及第二電容板58(圖1)偵測以決定Z軸加速度82。在加速計74之製造期間中，可校準該自我測試效應之大小(即自我測試信號88)。作為一範例，該自我測試效應之大小可調整成1G。需要校準係由於封裝及MEMS晶片20之製造的變化。該校準藉由使用可程式化記憶體等等包含可調整電路參數的I/O電路晶片84來執行，其以一自我測試校準電路93表示。因此，當加速計74安裝在系統70中時，該自我測試大小將為基本上已知的。
圖4顯示一執行以檢驗器件70(圖3)之該自由下落保護特性之自由下落自我測試程序92之一流程圖。尤其係當程序92在Z軸執行時，即當器件70置放於標稱直立位置時，該軸最可能受到重力加速度。執行程序92可診斷器件70之一自由下落偵測及保護特性，而不必掉落測試器件70。
自我測試程序92以一任務94開始。在任務94中，相對於轉換器20(圖3)在一標稱直立位置，器件70與安裝之加速計封裝74(圖3)置放在一上下顛倒的位置。在此一位置內，轉換器20可定向因而產生一負的重力場。
參照與任務94關連之圖5，圖5顯示放置於一上下顛倒位置之轉換器20的一方塊圖。器件70的其餘部分未在圖中示出，但當於該器件70之最終產品上執行測試時，其餘部分也為上下顛倒。當轉換器20保持一靜止不動之上下顛倒的位置時，可移動元件24繞Y軸旋轉/傾斜以移動至一第一位置96。由於轉換器20是靜止不動的，當轉換器上下顛倒放置時，X軸加速度78大約為0G且Y軸加速度80大約為0G。然而該轉換器20之Z軸經受重力，且由於可移動元件24之運動，感測之Z軸加速度82約為－1G。因此，第一位置96對應於一負重力的位置。
再次參照圖4，在定位任務94之後，自我測試程序92前進至一任務98。在任務98中，自我測試信號(VLH )88(圖3)意欲經由自我測試埠90(圖3)施加在自我測試輸入埠86(圖3)。
參照與任務98關連的圖6，圖6顯示施加一自我測試信號88至其之該轉換器20的一方塊圖。如之前所述，自我測試信號88為一高邏輯信號。在修整自我測試校準電路93(圖3)後，在自我測試致動器22上施加自我測試信號88可在可移動元件24及自我測試致動器22間產生一靜電力100。一般而言，靜電力100具有對應於重力引起之加速度的一大小，即1G。因此，靜電力100導致可移動元件24繞Y軸旋轉/傾斜以移動至一第二位置102。再者，由於轉換器20為靜止不動的，X軸加速度78及Y軸加速度80保持為大約0G。然而，當受到靜電力100時，Z軸加速度82由之前之-1G改變為約0G。因此，第二位置102對應於一中和重力位置。該中和重力位置係模擬一自由下落情形，其中該加速計信號(全部三個軸為0G)一般來說與當器件70掉落時的信號相同。
再參照圖4，在任務98後自我測試程序92前進至一任務104。在任務104中，轉換器信號(即X軸加速度(AX )78、Y軸加速度(AY )80、及Z軸加速度(AZ )82全部為0G)由加速計封裝74(圖3)輸出至器件70(圖3)的處理器76(圖3)。處理器76接著偵測X軸加速度(AX )78、Y軸加速度(AY )80、及Z軸加速度(AZ )82。
執行一詢問任務106以回應任務104。詢問任務106回應處理器76中X軸加速度(AX )78、Y軸加速度(AY )80、及Z軸加速度(AZ )82之偵測，以決定是否致能器件70的該自由下落保護特性。當X軸加速度(AX )78、Y軸加速度(AY )80、及Z軸加速度(AZ )82全部為0G時，該自由下落保護特性之致能可藉由例如檢驗硬碟驅動器72(圖3)之該磁頭為歸位或斷開來確認。
當詢問任務106確認致能器件70之該自由下落保護特性時，程序92前進至一任務108。任務108在器件70中藉由該測試操作元手動地或者自動地視需要產生一報告，其指出器件70通過其自我測試。在任務108後，自由下落自我測試程序92退出。
相反地，當在該模擬自由下落情形出現而詢問任務106決定不致能器件70之該自由下落保護特性時，程序92執行一任務110。任務110可視需要手動地或自動地產生一報告，其指出該器件70沒通過其自我測試。在任務110之後自由下落自我測試程序92退出。因此，程序92提供一種測試器件70之一保護特性的方法，而不必使器件70受到一掉落測試的潛在損害及昂貴性。
前文描述了與一三軸電容加速計之一不平衡質量塊(可移動元件24)關連的自由下落自我測試裝置及方法論，其中自我測試致動器22置放於可移動元件24的一未使用遮罩部分66(圖1)之下。然而，本發明或者可在一單軸或雙軸加速計中，在一廣泛變化之X及Y感測元件配置中，及/或在包括多個質量塊的一器件中執行。此外在替代性具體實施例中，當使用一對稱配置(即一平衡之質量塊)沿該Z軸感測加速度時，可實現該自由下落自我測試裝置及方法論。
圖7顯示根據本發明替代性具體實施例包括一自我測試致動器114之一轉換器112的一俯視圖。轉換器112特別地展現一對稱配置，其中一可移動元件116具有第一對立側118及第二對立側120，該等對立側基本上係相等的質量。根據此具體實施例，對立側118及120之厚度、寬度、及長度係實質上相等，因此造成一平衡的質量塊。
此外在轉換器112中，X感測指狀物30、Y感測指狀物32、固定指40、42、44、46、以及彈簧36具相等的間隔，且分別置放於可移動元件116之一中心質量122的相對之第一側118及第二側120，因此該等元件之配置具有兩條鏡像對稱線：一第一鏡像對稱線124對應於該X軸，一第二對稱線126對應於該Y軸。
一般來說，因為可移動元件116係平衡的，可移動元件116回應沿該Z軸之加速度而平行該Z軸移動，而非如在轉換器20(圖1)中繞該Y軸旋轉/傾斜。因此，在一電容板128之該形式中，一感測元件可能置於可移動元件116之下，在一中心位置130上，該位置藉由第一對稱線124及第二對稱線126的一交叉點定義。沿該Z軸之可移動元件116的此運動藉由電容板128來感測。電容板128及一固定電容(未顯示)(其位於遠離可移動元件116之處(例如在轉換器112之一硬性板上))間之一電容的改變可用感測電路(未顯示)指示，並轉換成表示沿該Z軸之該加速度的一輸出信號。
根據該平衡可移動元件116及電容板128之中心位置130，自我測試致動器114係相對於第一對稱線124及第二對稱線126對稱地放置在可移動元件116之上。在此範例性具體實施例中，自我測試致動器114包括一第一部分132及一第二部分134。自我測試致動器114之第一部分132及第二部分134係對稱放置在一基板136之上(圖8至9)大約中心位置130。即第一部分132及第二部分134分別位於相對於第一對稱線124及第二對稱線126對應於第一對立側118及第二對立側120的相同位置。該對稱配置的目的在以下討論顯得清楚。
圖8顯示根據自由下落自我測試程序92(圖4)之任務94(圖4)置於一上下顛倒的位置之轉換器112之一方塊圖。當轉換器112保持在一靜止不動上下顛倒的位置時，可移動元件116平行該Z軸移動至一第一位置138，該位置比當轉換器112維持在一標稱直立位置時更加遠離基板136。由於可移動元件116之平衡性質，當轉換器112定位成上下顛倒時，可移動元件116之第一相對側118及第二相對側120回應重力引起之加速度後，與基板136相等地間隔。由於轉換器112為靜止不動的，X軸加速度78及Y軸加速度80每一者在第一位置138時約為0G。然而，Z軸加速度82受到一重力影響，在相對於一固定電容(未顯示)之電容板128處感測時約為－1G。
圖9顯示根據自由下落自我測試程序(圖4)之任務98(圖4)，自我測試信號88(圖3)施加在其上之轉換器112之一方塊圖。在修整自我測試校準電路92(圖3)後，自我測試信號88分別施加在自我測試致動器114之第一部分132及第二部分134上，該致動器於可移動元件116及自我測試致動器114之第一部分132與第二部分134間產生一靜電力140。一般來說，靜電力140具有對應重力引起之加速度的一大小(即1G)。因此，靜電力140通常造成可移動元件116平行該Z軸向基板136移動至一第二位置142。由於轉換器112係靜止不動的，當可移動元件116移動至第二位置142時，X軸加速度78及Y軸加速度80維持在約0G。然而，Z軸加速度82受到靜電力140影響變為約0G。因此，第二位置142對應於模擬一自由下落情形之中和重力位置，其中該加速計信號(在全部三軸為0G)與當裝置70掉落發生時相同。因此，可確認安裝轉換器112之一器件內一自由下落自我測試保護系統之致能的檢驗。
在此敘述之一具體實施例包含一器件，其包括具有一自由下落自我測試能力的一轉換器。另一具體實施例包含一種測試一器件之一自由下落保護特性的方法，其中該器件具有調適成感測自由下落的一轉換器。該轉換器可能為一加速計或其它感測器件，其包括一靜電力可施加其上之一自我測試致動器。當該轉換器置於該適當位置且該靜電力施於其上時，該轉換器產生對應於0G的一靜力加速度信號以模擬一自由下落情形。該自由下落情形與一器件之一處理元件通信。該處理元件接著可致能一自由下落保護系統以防護某器件組件(例如一硬碟驅動器)免於受損。此自由下落自我測試能力可立即且具成本效益地併入現存及未來之微機械系統(MEMS)轉換器設計中。例如，該自我測試致動器可合併於預存在不平衡質量塊式實施方案中的未使用遮蔽區域內，而不會使此一器件之晶粒面積等量增加。此外，該自由下落自我測試能力免除在一製造廠內進行損害性且昂貴之成品掉落測試的需要。
儘管本發明之該較佳具體實施例已詳細舉例說明及敘述，熟習本技術之人士可立即明瞭，在不背離本發明之精神或附屬申請專利範圍之範疇下，可對本發明作各種修正。例如，雖然該自我測試致動器經提供能量在一加速計之一Z軸組件上產生造成一0G信號的一靜電力，然而相同或不同之力也可替代用來檢驗該加速計封裝之該Z軸組件的功能及/或該加速計之該X軸與Y軸組件的功能。
20．．．轉換器
22．．．自我測試致動器
24．．．可移動元件
26．．．中心質量
28．．．框架
30．．．X感測指狀物
32．．．Y感測指狀物
34．．．錨狀物
36．．．彈簧
38．．．基板
40．．．固定指
42．．．固定指
44．．．固定指
46．．．固定指
48．．．第一側
50．．．第二側
52．．．第一長度
54．．．第二長度
56．．．第一電容板
58．．．第二電容板
60．．．第一對稱線
62．．．第二對稱線
64．．．第一距離
66．．．未使用遮蔽區域
68．．．第二距離
70．．．器件
72．．．硬碟驅動器
74．．．加速計封裝
76．．．處理器
78．．．X軸加速度(Ax )
80．．．Y軸加速度(AY )
82．．．Z軸加速度(AZ )
84．．．輸入/輸出(I/O)電路晶片
86．．．自我測試輸入埠
87．．．數位自我測試輸入信號
88．．．自我測試信號
90．．．自我測試埠
91．．．外部自我測試輸入信號
92．．．自由下落自我測試程序
93．．．自我測試校準電路
94．．．任務
96．．．第一位置
98．．．任務
100．．．靜電力
102．．．第二位置
104．．．任務
106．．．詢問任務
108．．．任務
110．．．任務
112．．．轉換器
114．．．自我測試致動器
116．．．可移動元件
118．．．第一對立側
120．．．第二對立側
122．．．中心質量
124．．．第一對稱線
126．．．第二對稱線
128．．．電容板
130．．．中心位置
132．．．第一部分
134．．．第二部分
136．．．基板
138．．．第一位置
140．．．靜電力
142．．．第二位置
參照詳細的發明說明及申請專利範圍並配合該等圖示可提供對本發明一更完整之理解，其中在該等圖示中相同之參照數字表示類以的項目，及：圖1顯示根據本發明之一較佳具體實施例包括一自我測試致動器之一轉換器之一俯視圖；圖2顯示圖1之轉換器的一側視圖；圖3顯示一器件之一方塊圖，該器件利用圖1之轉換器而具有一自由下落保護特性；圖4顯示一檢驗圖3之器件的自由下落保護特性之自由下落自我測試程序之一流程圖；圖5顯示根據該自由下落自我測試程序放置在一上下顛倒的位置之圖1之轉換器的一方塊圖；圖6顯示一自我測試信號施加於其上之圖1之轉換器的一方塊圖；圖7顯示根據本發明之另一具體實施例之一包括一自我測試致動器之轉換器的一俯視圖；圖8顯示根據該自由下落自我測試程序放置在一上下顛倒的位置之圖7之轉換器的一方塊圖；及圖9顯示根據該自由下落自我測試程序一自我測試信號施加在其上之圖7之轉換器的一方塊圖。
20．．．轉換器
22．．．自我測試致動器
24．．．可移動元件
26．．．中心質量
28．．．框架
30．．．X感測指狀物
32．．．Y感測指狀物
34．．．錨狀物
36．．．彈簧
40．．．固定指
42．．．固定指
44．．．固定指
46．．．固定指
48．．．第一側
50．．．第二側
52．．．第一長度
54．．．第二長度
56．．．第一電容板
58．．．第二電容板
60．．．第一對稱線
62．．．第二對稱線
64．．．第一距離
66．．．未使用遮蔽區域
68．．．第二距離

Claims (17)

  1. 一種具有自由下落自我測試能力之器件，其包含：一轉換器，該轉換器包含：一可移動元件；一自我測試致動器，其置於緊鄰該可移動元件以提供一靜電力將該可移動元件從一第一位置移動至一第二位置；及一感測元件，其置於該可移動元件之下，該感測元件係調適成偵測沿著垂直於該感測元件之一平面的一軸由該第一位置移動至該第二位置之該可移動元件之運動，其中該可移動元件之該第一位置對應於一負重力位置，且該可移動元件之該第二位置對應於一中和重力位置，該中和重力位置模擬自由下落。
  2. 如請求項1之器件，其中該靜電力具有對應於重力引起之一加速度的一大小。
  3. 如請求項1之器件，其中該感測元件包含調適成感測沿該軸之加速度的一電容板。
  4. 如請求項1之器件，其中該軸為一第一軸，且該可移動元件包含第一組指狀物及第二組指狀物，其調適成感測沿一第二軸及一第三軸之加速度，該第一軸、第二軸及第三軸互相正交。
  5. 如請求項1之器件，其中該轉換器進一步包含一基板，且該自我測試致動器支撐在該基板之上，在該可移動元 件之下。
  6. 如請求項1之器件，其中該感測元件為一第一感測元件，且該轉換器進一步包含位於該可移動元件下的一第二感測元件，該第一感測元件及第二感測元件作用來偵測該可移動元件的該運動。
  7. 如請求項6之器件，其中該轉換器進一步包含一基板，該可移動元件安裝在該基板上，該第一感測元件及第二感測元件係藉由位於該可移動元件下之該基板支撐，且該第一感測元件及第二感測元件置放於具有一鏡像對稱線的一配置中。
  8. 如請求項7之器件，其中該第一感測元件自該對稱線偏移一第一距離，而該自我測試致動器藉由位在該可移動元件下之該基板支撐，該自我測試致動器自該對稱線偏移一第二距離，該第二距離較該第一距離大。
  9. 如請求項1之器件，其中該轉換器進一步包含一基板，該可移動元件安裝在該基板上，且該感測元件置放於該可移動元件之一中心位置之下。
  10. 如請求項9之器件，其中該自我測試致動器包含第一部分及第二部分，其圍繞該中心位置對稱地置放於該基板上。
  11. 如請求項1之器件，其中該可移動元件之該第二位置模擬該元件的自由下落，且該轉換器進一步包含一輸出元件以提供對應於該模擬自由下落之一信號，該信號用來確認該器件之一保護特性的致能。
  12. 一種用於測試具有調適成感測自由下落之一轉換器的一器件之一保護特性的方法，該轉換器包括一可移動元件、位於鄰近該可移動元件的一自我測試致動器、及位於該可移動元件下之一感測元件，該方法包含：將該可移動元件移動至一第一位置，該第一位置產生可在該感測元件處偵測到的一負重力；將一自我測試信號施加至該自我測試致動器，藉由靜電力將該可移動元件移動至一第二位置，該第二位置模擬該自由下落；及回應該模擬自由下落確認該保護特性的一致能。
  13. 如請求項12之方法，其中該移動包含將該器件定位在產生該負重力的一定向。
  14. 如請求項12之方法，其中施加該自我測試信號之步驟包含提供具有對應於重力引起之一加速度的一大小的該靜電力。
  15. 如請求項12之方法，其進一步包含回應施加該自我測試信號之步驟而在該感測元件處感測由該靜電力引起的加速度，該加速度係沿著垂直於該感測元件之一平面的一軸。
  16. 如請求項15之方法，其中該軸為一第一軸，該可移動元件包括沿一第二軸配置的一第一組指狀物，及沿一第三軸配置的一第二組指狀物，該第一、第二、及第三軸互相正交，且該方法進一步包含感測沿該第二軸及第三軸的加速度。
  17. 如請求項12之方法，其進一步包含：自該轉換器輸出對應於該第二位置的一信號；偵測該器件處之該信號；及回應該信號之偵測檢驗該器件該保護特性的該致能。
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