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如何进行纳米位移台的闭环校准?

纳米位移台的闭环校准是为了确保传感器反馈值与实际位移高度一致,保证整体定位精度和重复性。整个过程通常包括以下关键步骤:
1. 准备工作
确认环境稳定,避免振动、气流、温度波动。
预热设备,使位移台、传感器和电子系统达到热稳定状态。
连接高精度参考仪器,例如激光干涉仪、纳米级位移传感器(如电容传感器、位移计)。
2. 测量与采集基准数据
设置初始位置,让位移台从一个固定参考点开始移动。
以小步长扫描,比如每步1 nm、10 nm或更小,记录每个指令位置的反馈信号和参考测量值。
覆盖整个运动行程,包括正向和反向,识别是否存在滞后或非线性。
3. 误差分析
绘制指令值 vs 实际位移曲线,观察是否有线性误差、非线性误差或滞后。
计算误差曲线,比如绘制实际值减去理论指令值后的误差分布。
4. 建立补偿模型
如果主要是线性误差,可以用简单线性比例系数修正。
如果存在非线性误差,可以建立多段线性补偿表、多项式拟合曲线或查表补偿。
有时需要同时补偿正向和反向不同轨迹(抗滞后补偿)。
5. 上传补偿数据到控制器
将误差补偿表、校准因子或补偿函数写入到位移台的控制器或软件中。
部分控制系统支持自动应用补偿;也有需要用户手动配置的。
6. 校准验证
重新移动测试,使用同样的激光干涉仪或标准位移传感器测量,验证经过补偿后的实际位移与指令值的吻合程度。
如果误差仍然存在,继续细化补偿表或调整PID参数。