但是我在網(wǎng)上找不到這樣的項目。大多數(shù)自制掃描儀都是由揚聲器制成的，沒有任何反饋。似乎還沒有人嘗試過建造閉環(huán)振鏡。我被迫從零開始這個項目，并且在一些試驗中我可以構(gòu)建具有足夠性能的閉環(huán)振鏡。我相信這份報告對有類似項目的激光專家有所幫助。
　　什么是檢流計？
　　檢流計是用于檢測小電流的電工儀器之一，其原理圖符號為（G）。當(dāng)檢測很小的電流時，檢流計一直采用附有鏡子和光源的方式代替針來放大偏轉(zhuǎn)，而現(xiàn)有的檢流計也繼承了這一原理。振鏡具有非常薄的轉(zhuǎn)子，可最大限度地減少轉(zhuǎn)子慣性以實現(xiàn)快速移動。將動圈換成高剛性實心轉(zhuǎn)子，如動磁體、動鐵等，并將電樞線圈移至定子以增加散熱。這種結(jié)構(gòu)可以說是“伺服電機”而不是檢流計。
　　閉環(huán)控制
　　圖 3.振鏡的階躍響應(yīng)但是我在網(wǎng)上找不到這樣的項目。大多數(shù)自制掃描儀都是由揚聲器制成的，沒有任何反饋。似乎還沒有人嘗試過建造閉環(huán)振鏡。我被迫從零開始這個項目，并且在一些試驗中我可以構(gòu)建具有足夠性能的閉環(huán)振鏡。我相信這份報告對有類似項目的激光專家有所幫助。
　　什么是檢流計？
　　檢流計是用于檢測小電流的電工儀器之一，其原理圖符號為（G）。當(dāng)檢測很小的電流時，檢流計一直采用附有鏡子和光源的方式代替針來放大偏轉(zhuǎn)，而現(xiàn)有的檢流計也繼承了這一原理。振鏡具有非常薄的轉(zhuǎn)子，可最大限度地減少轉(zhuǎn)子慣性以實現(xiàn)快速移動。將動圈換成高剛性實心轉(zhuǎn)子，如動磁體、動鐵等，并將電樞線圈移至定子以增加散熱。這種結(jié)構(gòu)可以說是“伺服電機”而不是檢流計?！　￠]環(huán)控制

　　圖 3.振鏡的階躍響應(yīng)
　　階躍響應(yīng)
　　開環(huán)振鏡的軸由扭桿彈簧固定，轉(zhuǎn)子移動到轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的扭矩與扭桿彈簧的恢復(fù)扭矩之間達(dá)到平衡的位置。這與傳統(tǒng)檢流計的原理相同。它可以單向控制，轉(zhuǎn)子移動到與線圈電流成正比的位置。然而，開環(huán)檢流計的控制帶寬受到限制，因為它的諧振頻率由轉(zhuǎn)子慣量和彈簧常數(shù)決定。
　　在閉環(huán)控制中，轉(zhuǎn)子位置由位置檢測器檢測，將其與命令位置進行比較，并且控制轉(zhuǎn)子位置以跟蹤命令位置。這也稱為反饋控制或伺服控制。與開環(huán)控制相比，它可以提高掃描速度和精度（圖3）。由于扭桿彈簧不會造成功率損失，因此功率效率也得到了提高。然而閉環(huán)控制需要位置檢測器、伺服放大器等相關(guān)成本。該項目構(gòu)建了閉環(huán)控制振鏡。
　　位置檢測器
　　圖 4.電容式位置檢測器
　　位置檢測器原理
　　位置檢測器是閉環(huán)控制中最重要的部分，有多種傳感方式，如光學(xué)（位置敏感器件）、磁性（旋轉(zhuǎn)變壓器）和傳導(dǎo)（電位計）。我選擇了一種簡單的電容方法，其原理是當(dāng)向電容器施加交流電壓時，流過電容器的電流與電容值成正比。其結(jié)構(gòu)類似于收音機中使用的調(diào)諧電容器。實際設(shè)計中，一個電極接地是因為考慮結(jié)構(gòu)方便，但這種結(jié)構(gòu)下測量電容電流時需要考慮電路設(shè)計。
　　如圖4a所示原理圖，產(chǎn)生箭頭所示的直流分量，打開如圖4b所示的直流電流路徑，整流后的直流分量就能被檢流計（G）檢測到。事實上，電容變化非常小，并且由于寄生電容和任何干擾而無法穩(wěn)定地檢測。圖4c顯示了用于實際設(shè)計的原理圖，兩個差分電極和二極管以彼此相反的極性連接。整流電流之和成為它們之間的差，可以消除任何影響精度的因素，并且可以穩(wěn)定地檢測。圖中，當(dāng)移動電極向左移動時，Vo處會出現(xiàn)正電壓，反之亦然。本項目內(nèi)置的位置檢測器在滿量程（90°機械偏轉(zhuǎn)）下僅改變幾個pF的差值電容，并且可以獲得足夠的輸出電壓變化。
　　階躍響應(yīng)
　　開環(huán)振鏡的軸由扭桿彈簧固定，轉(zhuǎn)子移動到轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的扭矩與扭桿彈簧的恢復(fù)扭矩之間達(dá)到平衡的位置。這與傳統(tǒng)檢流計的原理相同。它可以單向控制，轉(zhuǎn)子移動到與線圈電流成正比的位置。然而，開環(huán)檢流計的控制帶寬受到限制，因為它的諧振頻率由轉(zhuǎn)子慣量和彈簧常數(shù)決定。
　　在閉環(huán)控制中，轉(zhuǎn)子位置由位置檢測器檢測，將其與命令位置進行比較，并且控制轉(zhuǎn)子位置以跟蹤命令位置。這也稱為反饋控制或伺服控制。與開環(huán)控制相比，它可以提高掃描速度和精度（圖3）。由于扭桿彈簧不會造成功率損失，因此功率效率也得到了提高。然而閉環(huán)控制需要位置檢測器、伺服放大器等相關(guān)成本。該項目構(gòu)建了閉環(huán)控制振鏡。　　位置檢測器

　　圖 4.電容式位置檢測器

　　位置檢測器原理
　　位置檢測器是閉環(huán)控制中最重要的部分，有多種傳感方式，如光學(xué)（位置敏感器件）、磁性（旋轉(zhuǎn)變壓器）和傳導(dǎo)（電位計）。我選擇了一種簡單的電容方法，其原理是當(dāng)向電容器施加交流電壓時，流過電容器的電流與電容值成正比。其結(jié)構(gòu)類似于收音機中使用的調(diào)諧電容器。實際設(shè)計中，一個電極接地是因為考慮結(jié)構(gòu)方便，但這種結(jié)構(gòu)下測量電容電流時需要考慮電路設(shè)計。
　　如圖4a所示原理圖，產(chǎn)生箭頭所示的直流分量，打開如圖4b所示的直流電流路徑，整流后的直流分量就能被檢流計（G）檢測到。事實上，電容變化非常小，并且由于寄生電容和任何干擾而無法穩(wěn)定地檢測。圖4c顯示了用于實際設(shè)計的原理圖，兩個差分電極和二極管以彼此相反的極性連接。整流電流之和成為它們之間的差，可以消除任何影響精度的因素，并且可以穩(wěn)定地檢測。圖中，當(dāng)移動電極向左移動時，Vo處會出現(xiàn)正電壓，反之亦然。本項目內(nèi)置的位置檢測器在滿量程（90°機械偏轉(zhuǎn)）下僅改變幾個pF的差值電容，并且可以獲得足夠的輸出電壓變化。