CN113720530A - 硬盘故障排查方法及硬盘故障排查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种硬盘故障排查方法，通过加速度传感器分别获取由定位夹具和硬盘共同组成的被测***的X轴加速度与Y轴加速度，再由此计算合力加速度，得到整个被测***的整体加速度情况，根据合力加速度计算被测***离心力，获知整个被测***因偏心产生的离心力，最后由离心力计算偏置量，根据偏置量得知硬盘的动平衡状态，判断偏置量是否超出设定范围，如果超出设定范围则认定硬盘因不平衡量导致故障，本发明可以实现离线测量硬盘的不平衡量，提高判断效率。本发明还提供一种硬盘故障排查装置，该装置利用上述的测量方法，可以实现相同的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及硬盘检测领域，更进一步涉及一种硬盘故障排查方法及硬盘故障排查装置。
背景技术
任何转子在围绕轴心旋转时，由于相对轴线的质量分布不均匀而产生离心力，这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动，产生噪声和加速轴承磨损，以致影响产品的性能和寿命。
在HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)工作过程中，由于转子的安装不平衡会导致SPM(Spindle Motor，主轴电机)高速运转过程中RRO(Repeated Run Out，可重复的偏移量)参数异常，以至于PES(Position Error Signal，定位错误信号)偏大；磁头寻道不准确，无法将数据准确写到指定的轨道，硬盘读写访问性能下降。
通常硬盘产线会在硬盘安装顶盖之前的imbalance工位对马达转子的不平衡量进行测量、补偿修正。在使用过程中，由于不平衡离心力作用在马达转子轴承上的振动或者磨损的因素导致硬盘失效。
失效分析根因通常发现RRO的异常很多时候都来自SPM的不平衡，验证失效需要返回到产线测量imbalance返工，这对于昂贵的无尘室产线资源无疑是个很大的成本。
对于本领域的技术人员来说，如何离线测量硬盘是否因不平衡量导致故障，提高判断效率，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种硬盘故障排查方法及硬盘故障排查装置，能够判断硬盘是否因不平衡量导致故障，提高判断效率，具体方案如下：
一种硬盘故障排查方法，包括：
通过加速度传感器分别获取由定位夹具和硬盘共同组成的被测***的X轴加速度与Y轴加速度；
根据所述X轴加速度和所述Y轴加速度计算合力加速度；
根据所述合力加速度计算被测***离心力；
由所述被测***离心力计算偏置量；
判断所述偏置量是否超出设定范围，若是，认定硬盘因不平衡量导致故障。
可选地，所述被测***离心力利用以下公式计算：
F＝M*a
其中：F为被测***离心力，M为被测***质量，a为所述合力加速度。
可选地，所述偏置量利用以下公式计算：
m*e＝F/(ω^2)＝M*a/(ω^2)
其中：m*e为所述偏置量，m为偏心质量，e为偏心距，ω为转速。
本发明还提供一种硬盘故障排查装置，包括定位夹具、控制模块和加速度传感器，所述定位夹具用于夹持固定被检测的设备，所述加速度传感器用于检测由定位夹具和硬盘共同组成的被测***的的加速度，所述控制模块接收所述加速度传感器检测的X轴加速度与Y轴加速度，根据所述X轴加速度和所述Y轴加速度计算合力加速度；并根据所述合力加速度计算被测***离心力；由所述被测***离心力计算偏置量；所述控制模块能够判断所述偏置量是否超出设定范围，由此确定硬盘是否因不平衡量导致故障。
可选地，还包括支撑基座，所述支撑基座的上表面设置橡胶隔震块，所述橡胶隔震块用于支撑所述定位夹具。
可选地，所述加速度传感器和所述定位夹具的信号连接处设置接地线。
可选地，所述加速度传感器为三轴加速度传感器。
可选地，所述控制模块包括数据采集卡，所述数据采集卡通过信号线连接于所述加速度传感器，分别采集X轴、Y轴、Z轴方向的加速度数据。
本发明提供一种硬盘故障排查方法，通过加速度传感器分别获取由定位夹具和硬盘共同组成的被测***的X轴加速度与Y轴加速度，再由此计算合力加速度，得到整个被测***的整体加速度情况，根据合力加速度计算被测***离心力，获知整个被测***因偏心产生的离心力，最后由离心力计算偏置量，根据偏置量得知硬盘的动平衡状态，判断偏置量是否超出设定范围，如果超出设定范围则认定硬盘因不平衡量导致故障，本发明可以实现离线测量硬盘的不平衡量，提高判断效率。本发明还提供一种硬盘故障排查装置，该装置利用上述的测量方法，可以实现相同的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的硬盘故障排查装置的示意简图。
图中包括：
定位夹具1、控制模块2、加速度传感器3、支撑基座4、橡胶隔震块5。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种硬盘故障排查方法及硬盘故障排查装置，判断是否因不平衡量导致故障，判断效率更高。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的硬盘故障排查方法进行详细的介绍说明。
本发明的硬盘故障排查方法包括以下步骤：
S1、通过加速度传感器3分别获取由定位夹具1和硬盘共同组成的被测***的X轴加速度与Y轴加速度；加速度传感器3安装于被测***，获取被测***的震动情况，被测***包括定位夹具1和硬盘，硬盘被卡装于定位夹具1，在硬盘工作时硬盘与定位夹具1同步震动，加速度传感器3检测整个被测***的X轴加速度与Y轴加速度；这里所指的X轴和Y轴为水平方向上相互垂直交叉的两个轴线，硬盘内部电机的转轴沿Z轴方向转动，因此Z轴方向的震动可忽略不计。
S2、根据X轴加速度和Y轴加速度计算合力加速度；合力加速度为硬盘等设备的加速度的矢量和，表示硬盘的实际加速度情况。
S3、根据合力加速度计算被测***离心力。
S4、由离心力计算偏置量。
S5、判断偏置量是否超出设定范围，若是，认定硬盘因不平衡量导致故障。利用上述的步骤得到偏置量，以偏置量作为判断的依据，评价硬盘是否因为不平衡量导致故障。设定范围的选择需要由具体的硬盘确定，可以通过若干次试验确定。
本发明提供的硬盘故障排查方法检测由定位夹具1和硬盘共同组成的被测***整体的加速度情况，利用加速度值进一步计算得到***的离心力，利用离心力进一步计算偏置量，若偏置量超过了设定范围，则表明是由于硬盘的马达失效所产生的失效，认定硬盘因不平衡量导致故障，方便筛选出因SPM的老化现象。由于老化的SPM会出现转速不稳，功率谱上会出现异常峰值。
采用本发明的测量方法，可以实现离线测量，不需要将硬盘利用产线资源，节省大量的返工成本。
在上述方案的基础上，本发明的被测***离心力利用以下公式计算：
F＝M*a
其中：F为被测***离心力，M为被测***质量，a为合力加速度。被测***质量M包括硬盘和定位夹具1所组成的整体的质量，硬盘马达震动时带动硬盘本体与定位夹具1同步出现震动。
偏置量利用以下公式计算：
m*e＝F/ω^2＝M*a/ω^2
其中：m*e为偏置量，m为偏心质量，e为偏心距，ω为转速。
被测***离心力F由前一步骤过程计算得到，转速ω为硬盘马达的转速，可以测量得知，由上述公式得到偏置量m*e，以此作为判断的依据。
本发明还提供了一种硬盘故障排查装置，结合图1所示，为本发明的硬盘故障排查装置的示意简图；其中包括定位夹具1、控制模块2和加速度传感器3，定位夹具1为支撑结构，用于夹持固定被检测的设备，当被测量的设备，例如硬盘卡装到定位夹具1上，定位夹具1与硬盘同步震动，定位夹具1和硬盘共同组成了被测***。定位夹具1根据所要检测的设备的区别，可以匹配设置不同规格的夹持结构，能够匹配不同外形尺寸的设备。
加速度传感器3用于检测设备的加速度，加速度传感器3通过适配器固定在被测设备的外表面；控制模块2接收加速度传感器3检测的X轴加速度与Y轴加速度，根据X轴加速度和Y轴加速度计算合力加速度；并根据合力加速度计算被测***离心力；由被测***离心力计算偏置量；控制模块2能够判断偏置量是否超出设定范围，由此确定硬盘是否因不平衡量导致故障。
控制模块2用于接收数据，进行计算做出判断结果，计算过程由控制模块2自动完成，具体过程参考上述的硬盘故障排查方法。采用本发明的平衡离线测量装置，利用上述的硬盘故障排查方法，可以实现上述所达到的技术效果。
本发明的硬盘故障排查装置还包括支撑基座4，支撑基座4为支撑结构，定位夹具1放置于支撑基座4的上表面；支撑基座4的上表面设置橡胶隔震块5，橡胶隔震块5用于支撑定位夹具1，通过橡胶隔震块5使定位夹具1和硬盘所组成的被测***，减小外界因素对被测***所造成的干扰。橡胶隔震块5呈阵列状排布，至少设置四个。
加速度传感器3和定位夹具1的信号连接处设置接地线，通过接地排除信号干扰，去除噪声，保证检测的加速度数据的准确度。
加速度传感器3为三轴加速度传感器，能够同时检测X轴、Y轴、Z轴三个维度的加速度，主要使用X轴与Y轴的加速度数据进行计算。
控制模块2包括数据采集卡，数据采集卡(DAQ)通过信号线连接于加速度传感器3，分别采集X轴、Y轴、Z轴方向的加速度数据。
本发明引入了一种便携测试HDD/SPM imbalance的概念和方法。从不平衡离心力作用在转子上会引起振动的角度出发，通过测量***加速度，反算出转子的不平衡量。
提供了一种快速准确判断马达转速异常的方法。本***通过测试3Axis的功率谱的方法，读出马达稳定转动时的一阶频率。通过一阶频率精确反算马达转速，马达转速RPM＝60*Frequency(一阶)。
提供了一种针对旋转结构失效的一种快捷的诊断方法。提供了离线解决马达不平衡测试的测试方法。本***通过实时跟踪旋转针对波形以及通过监测功率谱的方法判断结构是否异常，同时，本***便携易搭建，可以在客户现场和任何场合针对马达不平衡进行快速测试。大大节省了产线资源，提升了诊断效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种硬盘故障排查方法，其特征在于，包括：
通过加速度传感器(3)分别获取由定位夹具(1)和硬盘共同组成的被测***的X轴加速度与Y轴加速度；
根据所述X轴加速度和所述Y轴加速度计算合力加速度；
根据所述合力加速度计算被测***离心力；
由所述被测***离心力计算偏置量；
判断所述偏置量是否超出设定范围，若是，认定硬盘因不平衡量导致故障。
2.根据权利要求1所述的硬盘故障排查方法，其特征在于，所述被测***离心力利用以下公式计算：
F＝M*a
其中：F为被测***离心力，M为被测***质量，a为所述合力加速度。
3.根据权利要求2所述的硬盘故障排查方法，其特征在于，所述偏置量利用以下公式计算：
m*e＝F/(ω^2)＝M*a/(ω^2)
其中：m*e为所述偏置量，m为偏心质量，e为偏心距，ω为转速。
4.一种硬盘故障排查装置，其特征在于，包括定位夹具(1)、控制模块(2)和加速度传感器(3)，所述定位夹具(1)用于夹持固定被检测的设备，所述加速度传感器(3)用于检测由定位夹具(1)和硬盘共同组成的被测***的加速度，所述控制模块(2)接收所述加速度传感器(3)检测的X轴加速度与Y轴加速度，根据所述X轴加速度和所述Y轴加速度计算合力加速度；并根据所述合力加速度计算被测***离心力；由所述被测***离心力计算偏置量；所述控制模块(2)能够判断所述偏置量是否超出设定范围，由此确定硬盘是否因不平衡量导致故障。
5.根据权利要求4所述的硬盘故障排查装置，其特征在于，还包括支撑基座(4)，所述支撑基座(4)的上表面设置橡胶隔震块(5)，所述橡胶隔震块(5)用于支撑所述定位夹具(1)。
6.根据权利要求4所述的硬盘故障排查装置，其特征在于，所述加速度传感器(3)和所述定位夹具(1)的信号连接处设置接地线。
7.根据权利要求4所述的硬盘故障排查装置，其特征在于，所述加速度传感器(3)为三轴加速度传感器。
8.根据权利要求7所述的硬盘故障排查装置，其特征在于，所述控制模块(2)包括数据采集卡，所述数据采集卡通过信号线连接于所述加速度传感器(3)，分别采集X轴、Y轴、Z轴方向的加速度数据。
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- 2021-08-13 CN CN202110929351.0A patent/CN113720530A/zh active Pending
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