
納米位移臺微小掃描出現(xiàn)鋸齒的原因
納米位移臺在做微小掃描時出現(xiàn)鋸齒,一般不是單一原因造成的,而是機械、驅動和控制多方面因素疊加的結果。不同品牌、不同結構的納米位移臺在低速和小位移段的表現(xiàn)差異很大,使用前需要結合具體型號判斷,選型和調校都要看好。
常見的是摩擦和爬行效應。在極小位移、低速運動時,靜摩擦占主導,位移臺會出現(xiàn)“停一下、跳一下”的運動狀態(tài),反饋到掃描軌跡上就像鋸齒。
驅動信號分辨率不足也會導致鋸齒。驅動器的 DAC 分辨率有限,指令在微小步進時呈階梯狀輸出,位移臺實際運動就不連續(xù),掃描曲線自然會出現(xiàn)周期性起伏。
傳感器噪聲和量化誤差同樣會放大問題。位移已經很小,傳感器本身的噪聲、非線性或分辨率限制,會被控制系統(tǒng)當成真實位移進行修正,造成反復微調,看起來就是鋸齒。
閉環(huán)參數(shù)不合適也很常見。積分或比例增益過大時,系統(tǒng)在微位移段容易來回修正,形成高頻抖動;增益過小又會導致跟隨不連續(xù),兩種情況都會表現(xiàn)為掃描不平滑。
掃描速度設置不合理也會放大鋸齒。速度太低時更容易落入爬行區(qū),適當提高掃描速度,反而可能讓軌跡更平滑。
外界振動和電噪聲在微掃描時影響非常明顯。地面振動、線纜拖拽力、驅動器或傳感器的電噪聲,都會在小位移尺度下直接體現(xiàn)成鋸齒紋。