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纳米位移台长时间定点保持产生位置蠕变成因解析

纳米位移台完成定位之后保持静止状态,台面会发生缓慢、持续的微小位置偏移,随保持时间增加偏移量逐步累积,无法稳定锁死在目标坐标,对长时间原位观测、定点曝光、单点采集类工作造成干扰。不同结构形式纳米位移台,蠕变的幅值与衰减速度存在明显差异。
该现象主要来自压电陶瓷材料本身固有的蠕变特性,压电材料在施加恒定驱动电压后,晶体形变不会立刻完全稳定,会随时间发生缓慢形变,进而带动台面产生位置漂移。定位完成后没有开启闭环锁止模式,依靠开环电压维持位置,蠕变效应会完全体现出来。负载重量偏大,持续对陶瓷组件施加恒定机械应力,会加剧蠕变的幅度。环境温度持续变化,台体、陶瓷、柔性铰链各个部件热胀冷缩不一致,引入额外热漂移,会和压电蠕变叠加在一起,增大整体位置偏移。控制器驱动电压存在微小温漂,长时间工作内部器件发热,输出电压出现细微改变,也会间接造成台面点位变动。柔性铰链内部存在微小应力残余,定位后应力缓慢释放,同样会带来小幅位置改变。