用光学仪器进行表面形貌的高精度测量是常用的产品品质检测手段之一,往往需要有高精度的二维扫描工作台才能完成整个表面形貌的高精度测量工作。现有的高精度工作台结构上多采用气浮导轨、磁悬浮导轨和精密隔振等方式来保证工作台二维扫描运行过程中Z向的高精度,这些工作台结构复杂、制造装调困难、成本高。本文设计了一款高精度二维扫描平面基准工作台,该基准工作台采用共基面结构以及高精度Z向误差补偿技术,结构简单,容易实现,成本低,给产品表面形貌测量提供了一个可行的高精度测量方案。工作台采用共基面结构。在XY两个运动方向共平面的设计使其在Z向上更加紧凑,减少了厚度,增加了工作台的刚性,而且加工方便。同时,使用线性光栅位移测量实现位置环和速度环的闭环PID控制,最终实现高定位分辨率和高定位精度。采用高精度电容传感器及基准平面实现Z向高精度误差补偿。高精度电容传感器固定在工作台底座上,面对抛光硅片参考面（随工作台扫描移动）采集工作台运动时Z向上的实时跳动值,该结果对同时用工作台进行表面形貌扫描测量的仪器测量值进行Z向误差补偿,精度达到设计要求。基于STM32H743实现了集成嵌入式控制系统。完成基于STM32H743的外部应用电路和硬件设备的接口电路设计,完成系统软件及算法设计,绘制LVGL人机交互界面,完成XY两个方向的高精度闭环测控,实现工作台运动中的数据同步采集。通过对比实验验证了工作台的Z向高精度补偿作用。用多普勒干涉仪测量工作台扫描至不同位置时样品抛光硅片表面形貌,与波面干涉仪测得的结果进行对比,证明所设计工作台在Z向补偿精度达到0.1μm指标要求。在工作台上使用色散共焦传感器分别对样品抛光硅片和标准球进行了应用测量实验,通过对比补偿前后的形貌测量数据,平面基准工作很好的补偿了测量中的Z向的误差,保证了测量精度。