Nano-ZL 系列纳米定位系统安装操作手册

来源：Mad City Labs，2014 年。共 10 页。

概述

Nano-ZL 系列是 PZT（压电陶瓷）驱动的线性纳米定位级，具有极高的分辨率和稳定性。其中心孔径适合透射光束或显微镜样品应用。Nano-ZL 系列配备位置敏感探测器，可实现闭环操作。

关键规格

参数	数值
平移范围 (Nano-ZL100)	100 μm
平移范围 (Nano-ZL500)	500 μm
电压范围	-20V 至 +165V
空载谐振频率	250 Hz
刚度	1.0 ± 20% N/mm
最大负载	1 kg
电缆长度	6 ft
电缆接口	DB-9

安全注意事项

1. 高压危险：高压驱动器可产生危险电压和电流。操作驱动器和处理线性执行器时须格外小心。
2. 压电陶瓷储能：压电执行器具有大电容，长时间内可能储存危险电能。负载和温度变化等条件也可能导致电荷积累。
3. 断开连接前：先将命令电压设为 0.0V，关闭 Nano-Drive 的交流电源，等待一分钟后再断开 DB-9 连接器。
4. 无用户可维修部件：Nano-ZL 系列没有用户可维修部件，仅培训技术人员可进行维修。

安装

Nano-ZL 系列应水平安装。有两种安装方式：

• 无固定装置：直接放置在所需位置，质量足以在大多数扫描或定位应用中保持原位。
• 使用沉头孔安装：使用 1/4”-20 或 M6 内六角螺钉，最大扭矩 0.5 Nm。

安装通用要求：

• 确保安装表面干净、平整、无毛刺
• 用无绒布擦拭 Nano-ZL 底部去除颗粒和灰尘
• 始终通过底部级托举 Nano-ZL
• 通电时绝不能举升、定位、组装或拆卸

地环路（Ground Loops）

地环路是纳米定位系统最大的危险。地环路可能在 Nano-ZL 系列中产生噪声，严重时振荡可能永久损坏压电执行器。

预防方法：

1. 绝缘法：在级与安装表面之间放置绝缘材料（如聚酯薄膜或纸），配合非导电安装螺钉。
2. 接地法：将 Nano-Drive 地连接到安装表面。Nano-Drive 外壳也处于地电位。在 Nano-Drive 外壳螺钉与安装表面之间接接地线可能短路地环路。

检测方法：使用数字万用表或双通道示波器的差分模式。

若观察到意外振荡，立即关闭系统并查找地环路来源。

闭环操作

Nano-ZL 系列随附位置敏感探测器，用于闭环操作。闭环模式下，蠕变和滞后效应被消除，位置保持在命令位置。

操作步骤：

1. 按第 2 节安装 Nano-ZL 系列
2. 关闭 Nano-Drive 电源
3. 在模拟或数字接口上将命令信号设为 0.0 伏
4. 将 9 针 D 型连接器连接到 Nano-Drive 的相应轴，用螺钉固定
5. 打开电源开关
6. 命令电压现在控制 Nano-ZL 系列的位置
7. 绝不在通电时断开 9 针连接器。始终先将命令电压设为零，关闭电源，等待 1 分钟让压电执行器放电后再断开

操作期间注意事项

1. 确保移动级上无物理约束，也没有固定在移动级上的物体
2. 绝不施加大于 165V 或小于 -20V 的电压到 PZT
3. 保持工作环境清洁，减少颗粒或其他物质聚集在 EDM 槽中的机会