SU1762111A1 - Емкостный измеритель биений магнитных дисков и их основ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах контрол  торцового биени  жестких магнитных дисков и их основ в процессе производства. Целью изобретени   вл етс  повышение точности емкостного измерител  биений за счет компенсации вли ни  изменени  внешних условий благоV / дар  реализации логометрического метода измерени . Емкостный изг. соителд содержит питающий генератоо 8, подключенный к измерительному электроду 3 емкостного датчика зазора через образцовый конденса- тор5, электроды которого выполнены в виде кольцевых пластин, закрепленных на внешней боковой поверхности электроизол ционного корпуса 6 датчика. Имеетс  также экранирующий электрод 4, охватывающий измерительный электрод и создающий его эквипотенциальную защиту с помощью двух операционных усилителей 1 и 2, соединенных последовательно. К первому входу одного из них присоединена точка соединени  образцового конденсатора 5 и измерительного электрода 3 емкостного датчика 7 зазора , второй его вход присоединен к шине 10 нулевого потенциала, а выход- к контролируемому диску 9 и ко входу второго усилител  2. Выход зтого усилител  присоединен к его первому входу и к экранирующему электроду . 2 ил. (Л

Description

iXl

о

ihO

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного измерени  геометрических параметров магнитных дисков и их основ.

Известно устройство дл  измерени  перемещений , содержащее генератор, операционный усилитель и емкостный первичный преобразователь, содержащий эталонный и измерительный конденсаторы.

Однако низка  помехоустойчивость устройства не позвол ет использовать его дл 

измерени  малых перемещений, например, биений магнитных дисков и их основ.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  емкостный преобразователь перемещений, содержащий питающий генератор переменного тока с шиной нулевого потенциала, емкостный датчик зазора, выполненный в виде электроизол ционного цилиндрического корпуса , размещенных у его торца измерительного электрода, предназначенного дл  установки параллельно поверхности диска, и охватывающего его экранирующего электрода, а также блок выпр млени ,  вл ющийс  выходом измерител .

Недостатком известного преобразовател   вл етс  низка  точность измерени  за счет дополнительной погрешности измерени .

Цель изобретени  - повышение точности путем компенсации вли ни  изменений внешних условий.

Это достигаетс  тем, что емкостный измеритель биений магнитных дисков и их основ , содержащий питающий генератор переменного тока с шиной нулевого потенциала , емкостный датчик зазора, выполнен- ный в виде электроизол ционного цилиндрического корпуса, размещенных у его торца измерительного электрода, предназначенного дл  установки параллельно поверхности диска, и охватывающего его экранирующего электрода, а также блок выпр млени ,  вл ющийс  выходом измерител , снабжен образцовым конденсатором, выполненным в виде пары кольцевых пластин , установленных параллельно одна другой соосно с измерительным электродом и закрепленных на внешней боковой поверхности корпуса датчика, и двум  операцион- ными усилител ми, выход питающего генератора соединен с одной из пластин образцового конденсатора, втора  пластина которого соединена с измерительным электродом датчика и первым входом первого операционного усилител , второй вход этого усилител  подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединен с вторым входом второго операционного усилител  и входом блока выпр млени , первый вход второго операционного усилител  подключен к его выходу, который присоединен к экранирующему электроду датчика, а выход первого операционного усилител  предназначен дл  подключени  к контролируемому магнитному диску или к его основе.

На чертеже приведена структурна  схема емкостного измерител  биений магнитных дисков и их основ.

Измеритель содержит первый операционный усилитель 1, второй операционный усилитель 2, измерительный электрод 3, экранирующий электрод 4, образцовый конденсатор 5, электроизол ционный цилиндрический корпус 6, емкостный датчик 7 зазора, питающий генератор 8 переменного тока, контролируемый магнитный диск или его основу 9, шину 10 нулевого потенциала, блок 11 выпр млени .

Высокочастотный ток питающего генератора 8 переменного тока проходит через образцовый конденсатор 5 и первый операционный усилитель 1, выход которого соединен с поверхностью контролируемого магнитного диска или его основы 9. В цепь обратной св зи первого операционногоусилител  1 включен измерительный конденсатор , образованный контролируемым магнитным диском или его основой 9 и измерительным электродом 3. Второй вход первого операционного усилител  1 под0 ключей к шине 10 нулевого потенциала. Коэффициент передачипервого

Р операционного усилител  1 равен - где

х

Со - емкость образцового конденсатора 5;

5 Сх - емкость измерительного конденсатора ,и на выходе измерител  имеем сигнал, пропорциональный измер емому биению и не завис щий от изменени  факторов внешней среды

0

Со . . So ( Хном + X )

-т UBXс-т:

х-Эх XQHOM

UeblX - UBX 7 UBX

где UBX - входной сигнал, задаваемый питающим генератором 8 переменного тока;

So, Sx - соответственно площадь обкладок образцового конденсатора 5 и измерительного электрода 3;

Хном номинальное рассто ние между

измерительным электродом 3 и контролируемым магнитным диском или его основой 9;

X - контролируемое биение;

Хоном - рассто ние между обкладками

образцового конденсатора 5.

Сигнал с выхода первого операционного усилител  1 через охваченный 100%- ной отрицательной обратной св зью второй операционный усилитель 2 поступает на

экранирующий электрод 4, выполн ющий роль охранного кольца. Экранирующий электрод 4  вл етс  эквипотенциальным защитным электродом, который устран ет паразитную емкость и уменьшает краевые

эффекты, фокусиру  электрическое поле на поверхности измерительного электрода 3. Сигнал с выхода первого операционного усилител  1 поступает на вход блока 11 выпр млени , выход которого  вл етс 

выходом устройства.

Изобретение обладает высокой точностью измерени  благодар  не только линейной зависимости выходной величины от измер емой X, уменьшению краевых эффектов и вли ни  паразитных емкостей, но и исключению вли ни  факторов внешней среды за счет получени  выходного сигнала в виде отношени  емкостей образцового и измерительного конденсаторов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Емкостный измеритель биений магнитных дисков и их основ, содержащий питающий генератор переменного тока с шиной нулевого потенциала, емкостный датчик зазора , выполненный в виде электроизол ци- онного цилиндрического корпуса, размещенных у его торца измерительного . электрода, предназначенного дл  установки параллельно поверхности диска, и охватывающего его экранирующего электрода, а также блок выпр млени ,  вл ющийс  выходом измерител ,отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности путем компенсации вли ни  изменений внешних условий, он снабжен образцовым конденсатором , выполненным в виде пары кольцевых пластин, установленных параллельно одна другой соосно с измерительным электродом и закрепленных на внешней боковой поверхности корпуса датчика, и двум  операционными усилител ми, выход питающего генератора соединен с одной из пластин образцового конденсатора, втора  пластина которого соединена с измерительным электродом датчика и первым входов первого операционного усилител , второй вход этого усилител  подключен к шине нулевого потенциала, а выход соединен с вто- рым входом второго операционногс усилител  и входом блока выпр млени , первый вход второго операционного усилител  подключен к его выходу, который присоединен к экранирующему электрод;, датчика, а выход первого операционного усилител  предназначен дл  подключени  к контролируемому магнитному диску или к его основе.

   дд/Х