SU1413552A1 - Device for automatic measurement of inductance of magnetic heads - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению . Устройство дл  автоматического измерени  индуктивности магкит- ньпс головок содержит генератор 1 гармонических сигналов, усилитель 2 мощности , согласующий трансформатор 4 с первичной и вторичной обмотками 3 и 5 соответственно, клеммы 6 дл  подключени  испытуемой головки, фазовращатель 14, выпр митель 11, усилители 10, Щ1ФРОВОЙ индикатор 19, КС-цепи 8,15, блоки 9,13 аналогового делени , интеграторы 12,17. аналоговый перемножитель 16, компараторы 20,21, фор-, мирователи 22,23, пороговые индикаторы 24,25. Устройство имеет сиижен- ную трудоемкость измерени . I з.п. ф-лы, 2 ил. а $ (ЛThe invention relates to instrumentation. The device for automatic measurement of the inductance of the magnetic heads of the heads contains a generator of 1 harmonic signals, a power amplifier 2, a matching transformer 4 with the primary and secondary windings 3 and 5, respectively, terminals 6 for connecting the test head, a phase shifter 14, a rectifier 11, amplifiers 10, AL1. indicator 19, KS circuit 8.15, blocks 9.13 of analog division, integrators 12.17. analog multiplier 16, comparators 20,21, for-, worlds 22,23, threshold indicators 24,25. The device has a tremendous measurement effort. I zp f-ly, 2 ill. a $ (L

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для измерения индуктивности магнитной головки.The invention relates to instrumentation, in particular to devices for measuring the inductance of a magnetic head.

Цель изобретения - снижение трудоемкости измерений за счет исключения ручных операций.The purpose of the invention is to reduce the complexity of measurements by eliminating manual operations.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для автоматического измерения индуктивности магнитных головок;'на фиг.2 - векторная диаграмма, поясняющая его работу.Figure 1 shows the structural diagram of a device for automatically measuring the inductance of magnetic heads; 'figure 2 is a vector diagram explaining its operation.

Устройство содержит генератор 1 гармонических сигналов, усилитель 2 мощности, первичную обмотку 3, согласующий трансформатор 4, вторичную обмотку 5, клеммы 6 для подключения испытуемой головки, резистор '7, первую RC-цепь 8, первый блок 9 аналогового деления, первый усилитель 10, выпрямитель 11, первый интегратор 12, второй блок 13 аналогового деления, ’ фазовращатель 14, вторую RC-цепь 15, аналоговый перемножитель 16, второй Интегратор 17, второй усилитель 18, цифровой индикатор 19, первый и второй компараторы 20 и 21, первый и второй формирователи 22 и 23 предельного уровня , первый и второй пороговые индикаторы 24 и 25, причем к выходу генератора 1 гармонических сигналов последовательно подключен усилитель 2 мощности, к выходу которого подключена первичная обмотка 3 согласующего трансформатора 4. К вторичной обмотке 5 согласующего трансформатора 4 подсоединены клеммы 6 для подключения испытуемой головки и резистор 7, причем клемма 6 и резистор 7 заземлены в общей точке их соединения.The device comprises a harmonic signal generator 1, a power amplifier 2, a primary winding 3, a matching transformer 4, a secondary winding 5, terminals 6 for connecting a test head, a resistor '7, a first RC circuit 8, a first analog division unit 9, a first amplifier 10, rectifier 11, first integrator 12, second analog division unit 13, 'phase shifter 14, second RC circuit 15, analog multiplier 16, second integrator 17, second amplifier 18, digital indicator 19, first and second comparators 20 and 21, first and second formers 22 and 23 limit at the first level, the first and second threshold indicators 24 and 25, moreover, a power amplifier 2 is connected in series to the output of the harmonic signal generator 1, the output of which is connected to the primary winding 3 of the matching transformer 4. To the secondary winding 5 of the matching transformer 4 are connected terminals 6 for connecting the test head and resistor 7, and terminal 6 and resistor 7 are grounded at a common point of their connection.

Точка 26 соединения вторичной обмотки 5 согласующего трансформатора 4 с клеммой 6 через первую RC-цепь 8 подсоединена к одному из входов первого блока 9 аналогового деления. К второму входу того же блока через последовательно соединенные усилитель 10, выпрямитель 11 и интегратор 12, подключена точка 27 соединения вторичной обмотки 5 согласующего трансформатора 4 с резистором 7. Одновременно выход интегратора 12 соединен с одним из входов второго блока 13 аналогового деления, а к его второму входу через последовательно соединенные фазовращатель 14 и вторую RC-цепь 15 подключен выход усилителя 10. Выходы обоих блоков 9 и 13 аналогового деления подключены входам аналогового перемножителя 16, выход которого, в свою очередь, через интегратор, 17 соединен с усилителем 18. К выходу усилителя 18 параллельно подключены цифровой индикатор 19 и два компаратора 20 и 21, к которым дополнительно подключены формирователи 22 и 23 предельного уровня, а также пороговые индикаторы 24 и 25.The point 26 of the connection of the secondary winding 5 of the matching transformer 4 with the terminal 6 through the first RC circuit 8 is connected to one of the inputs of the first block 9 of the analog division. To the second input of the same block through a series-connected amplifier 10, rectifier 11 and integrator 12, a point 27 is connected to the connection of the secondary winding 5 of the matching transformer 4 with a resistor 7. At the same time, the output of the integrator 12 is connected to one of the inputs of the second block 13 of the analog division, and to its the second input through a series-connected phase shifter 14 and the second RC circuit 15 is connected to the output of the amplifier 10. The outputs of both blocks 9 and 13 of the analog division are connected to the inputs of the analog multiplier 16, the output of which, in turn, the integrator, 17 is connected to the amplifier 18. A digital indicator 19 and two comparators 20 and 21 are connected in parallel to the output of the amplifier 18, to which limiters 22 and 23, as well as threshold indicators 24 and 25, are additionally connected.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Напряжение генератора гармонических сигналов усиливается усилителем 2 мощности, подключенным к выходу генератора 1. Усиленный сигнал трансформируется согласующим понижающим трансформатором 4, обеспечивающим режим генератора напряжения, при котором импеданс вторичной обмотки 5 трансформатора 4 значительно меньше импеданса испытуемой головки. Поэтому величина падения напряжения на обмотке головки постоянна и не зависит от индуктивности испытуемых головок.The voltage of the harmonic signal generator is amplified by a power amplifier 2 connected to the output of the generator 1. The amplified signal is transformed by a matching step-down transformer 4, providing a voltage generator mode in which the impedance of the secondary winding 5 of the transformer 4 is significantly less than the impedance of the test head. Therefore, the magnitude of the voltage drop across the head winding is constant and does not depend on the inductance of the test heads.

Кроме напряжения на обмотке испытуемой головки, действует напряжение и на резисторе 7. Эти напряжения подаются на соответствующие входы первого блока 9 аналогового деления, причем напряжение с обмотки испытуемой головки поступает на один из входов указанного блока через первую RC-цепь 8 без дополнительной обработки в виде синусоиды. На второй вход того же блока поступает напряжение с резистора 7, которое первоначально усиливается малошумящим усилителем 10, обеспечивающим требуемое с точки зрения обеспечение точности измерения соотношения сигнал/пгум, затем преобразуется выпрямителем 11 в пульсирующее напряжение, а интегратором 12 - в постоянное напряжение. В блоке 9 аналогового деления осуществляется операция деления указанных переменного напряжения на постоянное, в результате чего на выходе блока действует синусоидальный сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине полного импеданса испытуемой магнитной головки, а фаза фазовому сдвигу между напряжением и током этой же магнитной головки.In addition to the voltage on the winding of the test head, voltage also acts on the resistor 7. These voltages are applied to the corresponding inputs of the first block of analog division 9, and the voltage from the winding of the test head is supplied to one of the inputs of the specified block through the first RC circuit 8 without additional processing in the form sine waves. The second input of the same block receives voltage from a resistor 7, which is initially amplified by a low-noise amplifier 10, which ensures the accuracy of measuring the signal / PGM ratio, which is required from the point of view, and then is converted by a rectifier 11 into a pulsating voltage, and by an integrator 12 into a constant voltage. In block 9 of the analog division, the operation of dividing the indicated alternating voltage by a constant is performed, as a result of which a sinusoidal signal acts on the output of the block, the amplitude of which is proportional to the total impedance of the tested magnetic head, and the phase to the phase shift between voltage and current of the same magnetic head.

II

Одновременно напряжение на резисторе 7, усиленное малошумящим усилителем 10, через фазовращатель 14,At the same time, the voltage across the resistor 7, amplified by a low-noise amplifier 10, through the phase shifter 14,

141 сдвигающий фазу напряжения на 90°, и вторую RC-цепь 15 поступает на один из входов второго блока 13 аналогового деления, на второй вход которого одновременно поступает постоянное напряжение с выхода интегратора 12. На выходе второго блока 13 аналогового деления в результате преобразования действует синусоидальное напряжение с постоянной, на зависящей от величины входного напряжения, амплитудой и фазой, соответствующей фазе тока, протекающего в обмотке испытуемой головки и дополнительно сдвинутого на 90°.141, the voltage phase is shifted by 90 °, and the second RC circuit 15 enters one of the inputs of the second analog division unit 13, the second input of which simultaneously receives a constant voltage from the output of the integrator 12. At the output of the second analog division unit 13, a sinusoidal voltage with a constant, depending on the magnitude of the input voltage, amplitude and phase corresponding to the phase of the current flowing in the winding of the test head and further shifted by 90 °.

Таким образом, на входах аналогового перемножителя 16 действуют выходные напряжения блока 13 аналогового деления, первое из которых содержит информацию о полном импедансе испытуемой головки, а второе - информацию о фазовом сдвиге между напряжением и током испытуемой головки. В результате аналогового перемножения постоянная составляющая выходного . напряжения аналогового ‘перемножителя 16 соответствует модулю полного импеданса испытуемой головки, умноженному на синус угла между вектором напряжения на резисторе 7 и вектором напряжения на импедансе магнитной головки, т.е. соответствует падению напряжения на индуктивном реактивном сопротивлении магнитной головки. Векторная диаграмма, поясняющая этот случай, представлена на фиг.2, где U_x падение напряжения на полном импедансе магнитной головки. Таким образом, выходное напряжение аналогового перемножителя 16 содержит информацию об индуктивности испытуемой магнитной головки. Постоянная составляющая выходного напряжения аналогового перемножителя 16 выделяется интегратором 17, а затем усиливается масштабным усилителем 18. Усиленное напряжение поступает на цифровой индикатор 19 и параллельно на два компаратора 20 и 21. На вторые входы этих же компараторов поступают опорные сигналы формирователей 22 и 23 предельного уровня соответственно.Thus, at the inputs of the analog multiplier 16, the output voltages of the analog division block 13 act, the first of which contains information on the total impedance of the test head, and the second contains information on the phase shift between the voltage and current of the test head. As a result of analog multiplication, the constant component of the output. the voltage of the analogue multiplier 16 corresponds to the total impedance module of the test head, multiplied by the sine of the angle between the voltage vector at the resistor 7 and the voltage vector at the impedance of the magnetic head, i.e. corresponds to the voltage drop across the inductive reactance of the magnetic head. A vector diagram explaining this case is shown in FIG. 2, where U _{x is} the voltage drop at the full impedance of the magnetic head. Thus, the output voltage of the analog multiplier 16 contains information about the inductance of the tested magnetic head. The constant component of the output voltage of the analog multiplier 16 is extracted by the integrator 17, and then amplified by a large-scale amplifier 18. The amplified voltage is supplied to the digital indicator 19 and in parallel to two comparators 20 and 21. The reference signals of the limiters 22 and 23 of the limit level are received at the second inputs of the same comparators, respectively .

Формирователи предельного уровня позволяют задавать нижний и верхний предельные уровни допустимого интервала изменения индуктивности. Выходной сигнал⁰масштабного усилителя 18 в компараторах 20 и 21 сравнивается с опорными, поступающими с формирователей 22 и 23 предельного уровня, а результирующий выходной сигнал компараторов обеспечивает срабатывание пороговых индикаторов 24 и 25, которые отображают измерительную информацию (Больше и Меньше, Норма). Кроме того, цифровой индикатор 19 позволяет отсчитать численное значение индуктивности испытуемой головки.Shaper limit level allows you to set the lower and upper limit levels of the allowable interval of change inductance. The output signal ^{0 of the} scale amplifier 18 in the comparators 20 and 21 is compared with the reference signal coming from the formers 22 and 23 of the limit level, and the resulting output signal of the comparators triggers the threshold indicators 24 and 25, which display the measurement information (More and Less, Normal). In addition, the digital indicator 19 allows you to count the numerical value of the inductance of the test head.

Таким образом, введение в устройство дополнительных блоков и образование новых связей позволяют исключить ручные операции при измерении индуктивности магнитных головок и автоматизировать процесс измерения, в результате чего снижается трудоемкость измерения.Thus, the introduction of additional blocks into the device and the formation of new connections make it possible to exclude manual operations when measuring the inductance of magnetic heads and to automate the measurement process, as a result of which the complexity of the measurement is reduced.

Claims (2)

Формула изобретенияClaim I. Устройство для автоматического измерения индуктивности магнитных головок, содержащее генератор гармонических сигналов, соединенный через усилитель мощности с одним из выводом первичной обмотки согласующего трансформатора, второй вывод которой соединен с общей шиной, первый вывод вторичной обмотки согласующего трансформатора соединен с первой клеммой для подключения магнитной головки, второй вывод вторичной обмотки согласующего трансформатора соединен через резистор с второй клеммой для подключения магнитной головки, фазовращатель, выпрямитель, первый усилитель и цифровой индикатор, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости измерений, в него введены две RC-цепи, два блока аналогового деления, второй усилитель, два интегратора и аналоговый перемножитель, при этом первая клемма для подключения магнитной головки через первую RC-цепь соединена с одним из входов первого блока аналогового деления, вторая клемма для подключения -магнитной головки соединена с общей шиной, один из выводов резистора через первый усилитель соединен с выпрямителем, выход которого через первый интегратор соединен с другими входами блоков аналогового деления, выходы которых соединены с соответствующими входами аналогового перемножителя, выход первого усилителя че рез фазовращатель соединен с входом второй RC-цепи, выход которой соединен с одним из входов второго блока аналогового деления, выход аналогового пер емножителя через второй интегратор соединен с входом второго усилителя, выход которого соединён с цифровым индикатором.I. A device for automatically measuring the inductance of magnetic heads, containing a harmonic signal generator connected through a power amplifier to one of the output of the primary winding of the matching transformer, the second output of which is connected to a common bus, the first output of the secondary winding of the matching transformer is connected to the first terminal for connecting the magnetic head , the second terminal of the secondary winding of the matching transformer is connected through a resistor to a second terminal for connecting a magnetic head, phase rotation spruce, rectifier, first amplifier and digital indicator, characterized in that, in order to reduce the complexity of the measurements, two RC circuits, two analog division blocks, a second amplifier, two integrators and an analog multiplier are introduced into it, the first terminal for connecting a magnetic the head through the first RC circuit is connected to one of the inputs of the first block of analog division, the second terminal for connecting the -magnetic head is connected to a common bus, one of the terminals of the resistor through the first amplifier is connected to the rectifier, the output of which through the first integrator is connected to other inputs of the analog division blocks, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the analog multiplier, the output of the first amplifier through a phase shifter is connected to the input of the second RC circuit, the output of which is connected to one of the inputs of the second block of the analog division, the output of the analog multiplier through the second integrator is connected to the input of the second amplifier, the output of which is connected to a digital indicator. 2. Устройство по π.1, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможное1413552 6 тей путем обеспечения допускового контроля магнитных головок, в него введены два формирователя допускового уровня, два компаратора и два ин⁵ дикатора, при этом выход второго усилителя соединен с первыми входами компараторов, к вторым входам которых подключены соответствующие фор10 мирователи допускового уровня, а выходы компараторов соединены с соответствующими индикаторами.2. The device according to π.1, characterized in that, in order to expand the functional possible 1413552 6 tey by providing tolerance control of magnetic heads, two tolerance level shapers, two comparators and two ⁵ indicators are introduced into it, while the output the second amplifier is connected to the first inputs of the comparators, to the second inputs of which the corresponding formers of the tolerance level are connected, and the outputs of the comparators are connected to the corresponding indicators.