
纳米位移台扫描轨迹非线性失真
纳米位移台在连续扫描运动过程中,实际位移和设定指令输出不成线性对应关系,产生扫描轨迹非线性失真。现象为匀速扫描时,平台运动速度忽快忽慢,采集得到的扫描图形发生拉伸、压缩畸变,做大面积连续扫描时,两端位置误差大于中间区域。不同品牌驱动控制器、压电陶瓷迟滞特性参数不同,扫描速度越快,各台设备之间非线性表现差距越明显。
成因:压电材料固有的迟滞效应,电压 – 位移曲线非单一线性关系;控制器未开启迟滞补偿算法;运动行程接近平台极限位置,刚度发生变化;外部振动干扰,叠加到位移信号中。
改善方案:开启控制器内置迟滞非线性校正算法,对电压位移曲线做预标定;避免在行程极限区域进行扫描作业;降低扫描速率,减小迟滞带来的相对误差;增加外部减振基座,隔绝环境振动;选型时对比不同厂商非线性度指标,高速扫描场景优先选用内置前馈补偿的驱动系统。