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纳米位移台在连续扫描运动过程中，会出现扫描非线性误差，也就是实际位移量和理论输出电压并非严格线性对应。表现为扫描过程中，同等电压增量对应的实际移动距离不一致，扫描图像出现拉伸、压缩畸变，周期性扫描测试时图形发生形变，影响微纳形貌测量与曝光加工质量。
造成非线性的核心原因，一是压电陶瓷本身固有的迟滞特性，电压上升和下降阶段，相同电压对应的位置并不重合；二是机械铰链结构存在微小弹性间隙，在大行程扫描下弹性形变发生变化。环境温度变化同样会改变机械结构刚度，加剧非线性偏差。不同品牌型号的纳米位移台性能参数不同，迟滞、非线性指标差异显著，大行程产品相比小行程产品更容易出现这类问题。
优化非线性误差常用的方案是采用闭环控制，利用电容或者应变传感器实时采集实际位置，控制器持续修正输出电压，抵消迟滞与非线性带来的偏差。同时合理控制扫描范围，尽量避免长期满行程往复扫描；降低扫描速度，减少动态形变带来的附加误差。实验前进行位移标定，建立电压 – 位移校正曲线，也可以有效降低非线性带来的测量偏差，满足纳米尺度精密运动需求。