專利名稱：粗節(jié)距的激光接長錄磁載體及其錄磁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超長的線位移傳感器的錄刻技術(shù)，尤其涉及-一種不同節(jié)距的 激光錄磁接長技術(shù)。
背景技術(shù)：
磁柵線位移傳感器的錄刻在國內(nèi)外主要都用He-Ne激光干涉儀作基準(zhǔn)， 在長的錄磁設(shè)備(錄磁機(jī))上完成， 一般把此技術(shù)稱為激光錄磁技術(shù)。在國 際上，研究磁柵檢測技術(shù)和生產(chǎn)磁柵數(shù)顯產(chǎn)品最有權(quán)威的單位是日本sony 磁尺公司。他們向外只銷售產(chǎn)品，對激光錄磁技術(shù)，尤其是超長磁柵的錄刻 技術(shù)視為公司的專有核心機(jī)密，從不向外透露。傳統(tǒng)的激光錄磁技術(shù)的可錄 刻長度嚴(yán)格的受到錄磁機(jī)床身長度的限制。錄磁機(jī)由于必須在恒溫、防震的 條件下工作，它很難做得相當(dāng)長，從而就限制了超長磁柵的研發(fā)和生產(chǎn)。在 上世紀(jì)80年代中期，本申請人攻克了激光錄磁接長技術(shù)，使得在較短的錄 磁機(jī)(3m)上能錄刻出長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于錄磁機(jī)床身(30m，甚至更長)的帶型 長磁柵尺(磁帶)。激光錄磁接長技術(shù)在1986年獲得中國發(fā)明專利(專利號 ZL86102510.6)。
當(dāng)時(shí)的激光錄磁接長技術(shù)是針對錄磁節(jié)距較短(入=0.2或0.4mm，入指 N極到另一個(gè)相鄰的N極之間的距離，下文所指的入的含義相同)這個(gè)特定 的條件而研發(fā)的。它的主要技術(shù)思路是錄好一段3m長的磁帶后，單向移 動2.5m左右，在錄磁機(jī)床身上重新安裝好新的3m段磁帶。先用錄磁頭1 (其原理和錄音磁頭相同)動態(tài)(在勻速行動狀態(tài)下)地讀出已錄的磁信號 (正弦波)，并對此信號整形，取出其過"0"脈沖信號(此脈沖信號是完全 與已錄磁信號的一個(gè)特定位置相對應(yīng)的)。再用此過"0"脈沖去打開在激光 計(jì)數(shù)器前新設(shè)置的"激光計(jì)數(shù)控制門"7，使激光計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)0位與已錄 磁信號的某一個(gè)特定位置相對應(yīng)，隨著激光計(jì)數(shù)器的重新計(jì)數(shù)，它又發(fā)出新
一輪的錄磁信號，并加在錄磁頭上，進(jìn)行接長錄磁。接長錄磁信號與上一輪 己錄磁信號的某一個(gè)特定位置相對應(yīng)是指它們或者是同相的，或者是兩者 之間存在著固定的相位差，通過移相電路把新一輪的錄磁信號調(diào)整到與已錄 磁信號同相。這樣從原理上講在第二個(gè)3m段(應(yīng)該說是2.5m段)磁帶上錄 刻上的磁信號與第一個(gè)3m段的信號已天衣無縫的連接好了 (詳見原專利說 明書)。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展和工作需要，本申請人對激光錄磁專用電路作了幾
次改進(jìn)設(shè)計(jì)。后來的接長電路原理演變?yōu)閳Dl所示其中最重要的改動是用
接長計(jì)數(shù)器8來代替移相電路。原來實(shí)驗(yàn)過程中的移相電路是通過調(diào)整電路 的參數(shù)來達(dá)到移相的目的，調(diào)整比較困難?，F(xiàn)在通過接長計(jì)數(shù)器8，它的一 個(gè)輸入端由操作者通過計(jì)算機(jī)的置數(shù)決定，當(dāng)它對激光計(jì)數(shù)脈沖累加到此置 數(shù)值時(shí)，才發(fā)出一個(gè)信號與錄磁頭1輸出信號一起去打開激光計(jì)數(shù)器的控制 門7。接長計(jì)數(shù)器8的置數(shù)值由操作者在正式接長前通過試錄并測試當(dāng)時(shí)的 接長誤差得出。這樣在正式接長時(shí)，其誤差從理論來講可用激光計(jì)數(shù)當(dāng)量為 單位來修正。
隨著磁柵檢測技術(shù)的發(fā)展，在原磁柵數(shù)顯裝置中使用的磁通響應(yīng)式磁頭 已開始逐漸被用現(xiàn)代技術(shù)生產(chǎn)的磁敏磁頭所代替。磁通響應(yīng)式磁頭的制造工 藝比較復(fù)雜，而且其中某些關(guān)鍵工序需要手工生產(chǎn)，但磁敏磁頭則完全可由 現(xiàn)代技術(shù)批量生產(chǎn)，它促使磁柵檢測技術(shù)有很大的飛躍和將發(fā)生革命性的變 化。其中一個(gè)重大變化就是使原來的磁頭與磁柵尺必須是接觸式工作的發(fā)展 到兩者可以脫開到2mm左右也能正常工作。伴隨著這一變化的是磁柵尺的 錄磁波長從0.2mm加大到4-10mm。而且用戶為使用方便， 一般是30m— 巻整巻地購買，使用時(shí)隨時(shí)按需剪斷。這一新的特點(diǎn)使磁柵適用范圍從機(jī)床 (機(jī)械)擴(kuò)展到木工機(jī)械、石材切割和噴繪制作等領(lǐng)域，而且它們的需求量 已呈現(xiàn)出要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過機(jī)械行業(yè)需求量的趨勢。這促使我們?nèi)パ芯看止?jié)距(入 =4-10mm)磁柵的接長錄磁技術(shù)。在研究粗節(jié)距的接長錄磁技術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)原來 的激光錄磁技術(shù)不能適應(yīng)新的要求，其主要原因是原來在接長錄磁時(shí)只需 -個(gè)錄磁頭就能完成全部工作。因?yàn)殇洿蓬^l可作為動態(tài)讀磁頭使用，而且 它的輸出信號是相當(dāng)理想的、重復(fù)性相當(dāng)好的正弦波。隨著錄磁波長的加大，
錄磁頭讀出信號的正弦性變得越來越差，其重復(fù)性也越來越差，無法再把它 的過"0"信號與已錄磁信號的某一個(gè)特定位置緊密地聯(lián)系起來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種粗節(jié)距的激光接長錄磁 載體及其錄磁方法，使激光錄磁接長技術(shù)能應(yīng)用于粗節(jié)距激光錄磁。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種粗節(jié)距的激光接長錄磁載體，它是在有限行 程范圍的錄磁設(shè)備上，即床身上，記錄載體和磁頭為相對運(yùn)動安裝，其位移 量以激光波長作為基準(zhǔn)，它還包括一個(gè)K型開關(guān)、錄磁放大器、激光計(jì)數(shù) 器、帶有測長靶的激光干涉儀、接長計(jì)數(shù)器、激光記數(shù)控制門以及顯示設(shè)備， 它還包括一個(gè)磁敏讀數(shù)頭和一個(gè)過"0"信號發(fā)生器；所述錄磁頭和磁敏磁 頭安裝在一起，磁敏磁頭直接連接到過"0"信號發(fā)生器的輸入端，而錄磁 頭通過所述K型開關(guān)連接到過"0"信號發(fā)生器的輸入端；過"0"信號發(fā) 生器的輸出端連接到激光計(jì)數(shù)控制門。
所述的過"0"信號發(fā)生器為一個(gè)門電路，所述錄磁頭輸出信號經(jīng)整形 后輸入門電路的輸入端，而磁敏讀磁頭輸出信號經(jīng)整形后也輸入門電路輸入 端，而過"0"信號從門電路輸出端輸出。
所述門電路為一個(gè)D型觸發(fā)器。
所述錄磁頭和磁敏讀數(shù)頭剛性地組裝成一體。
所述的粗節(jié)距的激光接長錄磁技裝置的錄磁方法，經(jīng)過"0"信號發(fā)生
器后，所述錄磁頭輸出信號的變化周期為入而磁敏讀數(shù)頭信號變化周期為入
/2，兩個(gè)信號共同經(jīng)過過"0"信號發(fā)生器合成為一個(gè)變化周期為A的過"0" 信號并輸入激光計(jì)數(shù)控制門。
本發(fā)明利用了一個(gè)過"0"信號發(fā)生器替換了原接長錄磁技術(shù)中的整形 計(jì)數(shù)電路，使激光錄磁技術(shù)接長技術(shù)能在粗節(jié)距入二4-10mra條件下使用，從 而能錄制出大于或等于30m的粗節(jié)距磁柵尺，接點(diǎn)誤差由原來的0.5%下降 到現(xiàn)在的0.2%，從而擴(kuò)展了磁柵檢測技術(shù)的適用范圍。


圖1為背景技術(shù)中原接長錄磁原理框圖； 圖2為本發(fā)明的原理框圖3為錄磁頭經(jīng)過整形后輸出信號a、磁敏讀數(shù)頭經(jīng)過整形后輸出信號 b和經(jīng)過門電路后合成信號圖c示意圖4為所述過"0"信號發(fā)生器的原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示， 一種粗節(jié)距的激光接長錄磁載體，它是在有限行程范圍的 錄磁設(shè)備上，即床身3上，記錄載體(本實(shí)施例是磁帶4)和磁頭為相對運(yùn) 動安裝，其位移量以激光波長作為基準(zhǔn)，它還包括一個(gè)K型開關(guān)5、錄磁放 大器9、激光計(jì)數(shù)器ll、帶有測長靶101的激光干涉儀10、接長計(jì)數(shù)器8、 激光計(jì)數(shù)控制門7以及顯示設(shè)備12,它還包括--個(gè)磁敏讀數(shù)頭2和一個(gè)過 "0"信號發(fā)生器6;所述的過"0"信號發(fā)生器6包括整形電路61以及一 個(gè)門電路62 (D型觸發(fā)器)，所述錄磁頭1和磁敏磁頭2剛性地組裝成一體， 磁敏磁頭2直接連接到過"0"信號發(fā)生器6的輸入端，而錄磁頭1通過所 述K型開關(guān)5連接到過"0"信號發(fā)生器6的輸入端；過"0"信號發(fā)生器6 的輸出端連接到激光計(jì)數(shù)控制門7。
從圖4可見，所述錄磁頭1輸出信號經(jīng)整形后輸入D型觸發(fā)器62電路 的輸入端，而磁敏磁頭2輸出信號經(jīng)整形后也輸入D型觸發(fā)器62，合成的 過"0"信號從門電路輸出端輸出。
所述的從圖3的a、 b、 c可見，磁敏磁頭2輸出的是一個(gè)正弦性相當(dāng)好 的一個(gè)波形，但當(dāng)磁帶4上的磁信號變化一個(gè)A時(shí)，磁敏磁頭2輸出了兩個(gè) 周期的正弦信號。這兩周期的正弦信號將會產(chǎn)生兩個(gè)過"0"脈沖，若其中 一個(gè)相對于(T ,另一個(gè)就相對于180° 。而為了保證接長點(diǎn)的相位不變， 我們只能二中取一，即要么取0° ，要么取180° ，不能一會兒是0° ， 一 會兒是1S0。。圖2-a為錄磁頭l經(jīng)過整形后的輸出信號，從圖中可看出其 跳變沿是模糊的，但它的變化周期為"圖2-b為磁敏讀數(shù)頭2經(jīng)過整形后 的輸出信號，它的跳邊沿是清晰的，但其變化周期為入/2;圖2-3為兩者經(jīng) 過門電路6后的合成信號，它的跳邊沿是清晰的，變化周期為入。
磁敏磁頭2經(jīng)過過"0"信號發(fā)生器6后的合成信號與錄磁頭2的輸出 信號的跳邊沿有一定的相位差，這是由于磁敏磁頭3的輸出信號一般難以與
錄磁頭2同步造成的。由它帶來的接長誤差可由接長計(jì)數(shù)器8加以補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.一種粗節(jié)距的激光接長錄磁載體，它是在有限行程范圍的錄磁設(shè)備上，即床身上，記錄載體和磁頭為相對運(yùn)動安裝，其位移量以激光波長作為基準(zhǔn)，它還包括一個(gè)K型開關(guān)、錄磁放大器、激光計(jì)數(shù)器、帶有測長靶的激光干涉儀、接長計(jì)數(shù)器、激光記數(shù)控制門以及顯示設(shè)備，其特征在于，它還包括一個(gè)磁敏讀數(shù)頭和一個(gè)過“0”信號發(fā)生器；所述錄磁頭和磁敏磁頭安裝在一起，磁敏磁頭直接連接到過“0”信號發(fā)生器的輸入端，而錄磁頭通過所述K型開關(guān)連接到過“0”信號發(fā)生器的輸入端；過“0”信號發(fā)生器的輸出端連接到激光計(jì)數(shù)控制門。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的種粗節(jié)距的激光接長錄磁載體，其特征在于， 所述的過"o"信號發(fā)生器為一個(gè)門電路，所述錄磁頭輸出信號經(jīng)整形后輸門電路的輸入端，而磁敏讀磁頭輸出信號經(jīng)整形后也輸入門電路輸入端，而過"0"信號從門電路輸出端輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粗節(jié)距的激光接長錄磁載體，其特征在 于，所述門電路為一個(gè)D型觸發(fā)器類的電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粗節(jié)距的激光接長錄磁載體，其特征在 -r，所述錄磁頭和磁敏讀數(shù)頭剛性地組裝成一體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗節(jié)距的激光接長錄載體的錄磁方法，其特征 在于，經(jīng)過"0"信號發(fā)生器整形后，所述錄磁頭輸出信號的變化周期為入 而磁敏讀數(shù)頭信號變化周期為入/2，兩個(gè)信號兩者共同經(jīng)過過"0"信號發(fā) 生器合成為一個(gè)變化周期為入的過"0"信號并輸入激光計(jì)數(shù)控制門。
全文摘要
本發(fā)明涉及超長的線位移傳感器的錄刻技術(shù)，尤其涉及一種不同節(jié)距的激光接長錄磁裝置及其方法。一種粗節(jié)距的激光接長錄磁裝置，它是在有限行程范圍的錄磁設(shè)備上，記錄載體(4)和磁頭為相對運(yùn)動安裝，其位移量以激光波長作為基準(zhǔn)，它還包括一個(gè)磁敏讀數(shù)頭(2)和一個(gè)過“0”信號發(fā)生器(6)；錄磁頭經(jīng)過整形后變化周期為λ的輸出信號和磁敏讀數(shù)頭經(jīng)過整形后變化周期為λ/2的輸出信號兩者共同經(jīng)過過“0”信號發(fā)生器合成為一個(gè)變化周期為λ的過“0”信號。本發(fā)明使激光錄磁接長技術(shù)能應(yīng)用于粗節(jié)距激光錄磁。
文檔編號G11B5/00GK101192412SQ20061011902
公開日2008年6月4日 申請日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者周偉裔, 張健庭 申請人:上海平信機(jī)電制造有限公司