專利名稱：粗節(jié)距的激光接長錄磁載體及其錄磁方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超長的線位移傳感器的錄刻技術，尤其涉及-一種不同節(jié)距的 激光錄磁接長技術。
背景技術：
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， 在長的錄磁設備(錄磁機)上完成， 一般把此技術稱為激光錄磁技術。在國 際上，研究磁柵檢測技術和生產(chǎn)磁柵數(shù)顯產(chǎn)品最有權威的單位是日本sony 磁尺公司。他們向外只銷售產(chǎn)品，對激光錄磁技術，尤其是超長磁柵的錄刻 技術視為公司的專有核心機密，從不向外透露。傳統(tǒng)的激光錄磁技術的可錄 刻長度嚴格的受到錄磁機床身長度的限制。錄磁機由于必須在恒溫、防震的 條件下工作，它很難做得相當長，從而就限制了超長磁柵的研發(fā)和生產(chǎn)。在 上世紀80年代中期，本申請人攻克了激光錄磁接長技術，使得在較短的錄 磁機(3m)上能錄刻出長度遠遠大于錄磁機床身(30m，甚至更長)的帶型 長磁柵尺(磁帶)。激光錄磁接長技術在1986年獲得中國發(fā)明專利(專利號 ZL86102510.6)。
當時的激光錄磁接長技術是針對錄磁節(jié)距較短(入=0.2或0.4mm，入指 N極到另一個相鄰的N極之間的距離，下文所指的入的含義相同)這個特定 的條件而研發(fā)的。它的主要技術思路是錄好一段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特定位置相對應的)。再用此過"0"脈沖去打開在激光 計數(shù)器前新設置的"激光計數(shù)控制門"7，使激光計數(shù)器的計數(shù)0位與已錄 磁信號的某一個特定位置相對應，隨著激光計數(shù)器的重新計數(shù)，它又發(fā)出新
一輪的錄磁信號，并加在錄磁頭上，進行接長錄磁。接長錄磁信號與上一輪 己錄磁信號的某一個特定位置相對應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3m段(應該說是2.5m段)磁帶上錄 刻上的磁信號與第一個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
次改進設計。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
接長計數(shù)器8來代替移相電路。原來實驗過程中的移相電路是通過調(diào)整電路 的參數(shù)來達到移相的目的，調(diào)整比較困難?，F(xiàn)在通過接長計數(shù)器8，它的一 個輸入端由操作者通過計算機的置數(shù)決定，當它對激光計數(shù)脈沖累加到此置 數(shù)值時，才發(fā)出一個信號與錄磁頭1輸出信號一起去打開激光計數(shù)器的控制 門7。接長計數(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時的 接長誤差得出。這樣在正式接長時，其誤差從理論來講可用激光計數(shù)當量為 單位來修正。
隨著磁柵檢測技術的發(fā)展，在原磁柵數(shù)顯裝置中使用的磁通響應式磁頭 已開始逐漸被用現(xiàn)代技術生產(chǎn)的磁敏磁頭所代替。磁通響應式磁頭的制造工 藝比較復雜，而且其中某些關鍵工序需要手工生產(chǎn)，但磁敏磁頭則完全可由 現(xiàn)代技術批量生產(chǎn)，它促使磁柵檢測技術有很大的飛躍和將發(fā)生革命性的變 化。其中一個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，使用時隨時按需剪斷。這一新的特點使磁柵適用范圍從機床 (機械)擴展到木工機械、石材切割和噴繪制作等領域，而且它們的需求量 已呈現(xiàn)出要遠遠超過機械行業(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。在研究粗節(jié)距的接長錄磁技術時發(fā)現(xiàn)原來 的激光錄磁技術不能適應新的要求，其主要原因是原來在接長錄磁時只需 -個錄磁頭就能完成全部工作。因為錄磁頭l可作為動態(tài)讀磁頭使用，而且 它的輸出信號是相當理想的、重復性相當好的正弦波。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能應用于粗節(jié)距激光錄磁。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的 一種粗節(jié)距的激光接長錄磁載體，它是在有限行 程范圍的錄磁設備上，即床身上，記錄載體和磁頭為相對運動安裝，其位移 量以激光波長作為基準，它還包括一個K型開關、錄磁放大器、激光計數(shù) 器、帶有測長靶的激光干涉儀、接長計數(shù)器、激光記數(shù)控制門以及顯示設備， 它還包括一個磁敏讀數(shù)頭和一個過"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數(shù)控制門。
所述的過"0"信號發(fā)生器為一個門電路，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
/2，兩個信號共同經(jīng)過過"0"信號發(fā)生器合成為一個變化周期為A的過"0" 信號并輸入激光計數(shù)控制門。
本發(fā)明利用了一個過"0"信號發(fā)生器替換了原接長錄磁技術中的整形 計數(shù)電路，使激光錄磁技術接長技術能在粗節(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，接點誤差由原來的0.5%下降 到現(xiàn)在的0.2%，從而擴展了磁柵檢測技術的適用范圍。


圖1為背景技術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 錄磁設備上，即床身3上，記錄載體(本實施例是磁帶4)和磁頭為相對運 動安裝，其位移量以激光波長作為基準，它還包括一個K型開關5、錄磁放 大器9、激光計數(shù)器ll、帶有測長靶101的激光干涉儀10、接長計數(shù)器8、 激光計數(shù)控制門7以及顯示設備12,它還包括--個磁敏讀數(shù)頭2和一個過 "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輸出的是一個正弦性相當好 的一個波形，但當磁帶4上的磁信號變化一個A時，磁敏磁頭2輸出了兩個 周期的正弦信號。這兩周期的正弦信號將會產(chǎn)生兩個過"0"脈沖，若其中 一個相對于(T ,另一個就相對于180° 。而為了保證接長點的相位不變， 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數(shù)器8加以補償。
權利要求
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備上，即床身上，記錄載體和磁頭為相對運動安裝，其位移量以激光波長作為基準，它還包括一個K型開關、錄磁放大器、激光計數(shù)器、帶有測長靶的激光干涉儀、接長計數(shù)器、激光記數(shù)控制門以及顯示設備，其特征在于，它還包括一個磁敏讀數(shù)頭和一個過“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數(shù)控制門。
2. 根據(jù)權利要求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D型觸發(fā)器類的電路。
4. 根據(jù)權利要求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/2，兩個信號兩者共同經(jīng)過過"0"信號發(fā) 生器合成為一個變化周期為入的過"0"信號并輸入激光計數(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，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備上，記錄載體(4)和磁頭為相對運動安裝，其位移量以激光波長作為基準，它還包括一個磁敏讀數(shù)頭(2)和一個過“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)生器合成為一個變化周期為λ的過“0”信號。本發(fā)明使激光錄磁接長技術能應用于粗節(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:上海平信機電制造有限公司