納米位移臺(tái)的定位誤差測(cè)量，是評(píng)估其精度與控制性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。測(cè)量時(shí)需要使用高精度儀器和嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)步驟。以下是常用的測(cè)量方法和流程說明：
一、常用測(cè)量方法
激光干涉儀法
原理：利用干涉條紋位移測(cè)出臺(tái)面實(shí)際位移，與理論指令位移對(duì)比。
特點(diǎn)：分辨率極高（可達(dá)亞納米級(jí)），是最常用的精度校準(zhǔn)手段。
優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)時(shí)測(cè)量正反向位移誤差、滯回和非線性。
電容傳感器法
原理：通過檢測(cè)臺(tái)面與傳感器電極間電容變化，反映實(shí)際位移。
優(yōu)點(diǎn)：適合短行程納米級(jí)位移臺(tái)，響應(yīng)快，安裝方便。
缺點(diǎn)：受溫度與環(huán)境濕度影響較大。
光柵尺或位移編碼器法
原理：通過光柵標(biāo)尺或編碼器讀數(shù)獲取位移。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、適合多軸聯(lián)動(dòng)測(cè)量。
缺點(diǎn)：分辨率略低于激光干涉儀。
掃描探針或顯微鏡標(biāo)定法
原理：將納米位移臺(tái)與 AFM 或 SEM 等儀器配合，觀察已知結(jié)構(gòu)的微位移響應(yīng)。
優(yōu)點(diǎn)：可同時(shí)評(píng)估定位誤差與成像精度。
缺點(diǎn)：測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，環(huán)境要求高。
二、測(cè)量步驟建議
建立基準(zhǔn)坐標(biāo)與零位
確保臺(tái)面在機(jī)械零點(diǎn)和軟件零點(diǎn)一致。
設(shè)定目標(biāo)位移點(diǎn)
一般分為多個(gè)等間距點(diǎn)。
記錄實(shí)際位移值
通過干涉儀或傳感器實(shí)時(shí)讀取。
計(jì)算誤差
用“實(shí)際位移 – 理論位移”得到定位誤差。
重復(fù)多次測(cè)試
取平均值并繪制誤差曲線，可分析滯回與重復(fù)定位誤差。
三、結(jié)果分析
系統(tǒng)誤差：由標(biāo)定誤差或非線性引起，可通過校準(zhǔn)修正。
隨機(jī)誤差：由噪聲、溫度漂移或振動(dòng)引起，可通過濾波和環(huán)境控制減小。
滯回誤差：反向移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的誤差，可通過閉環(huán)控制補(bǔ)償。