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磁懸浮硬盤微型E+E位移傳感器的研究
將磁懸浮技術(shù)引入到硬盤技術(shù)中,*消除了軸承和轉(zhuǎn)子的機(jī)械接觸,不僅能夠大幅度提高硬盤光盤轉(zhuǎn)速,還使得硬盤光盤具有精度高、振動(dòng)小、發(fā)熱少、功耗低、無(wú)噪聲等其它軸承支承的轉(zhuǎn)子無(wú)法達(dá)到的特點(diǎn)。磁力軸承的控制系統(tǒng)是磁懸浮硬盤的關(guān)鍵。

磁懸浮硬盤微型E+E位移傳感器的研究
控制系統(tǒng)的“耳目”就是傳感器,它直接影響到控制的質(zhì)量。磁力軸承的控制系統(tǒng)要用到多個(gè)傳感器,傳統(tǒng)的傳感器的大小和安裝很大程度上限制了硬盤的小型化發(fā)展。介紹采用磁懸浮硬盤微型傳感器與配對(duì)小磁鋼設(shè)計(jì)組成新型E+E位移傳感器,測(cè)量材料的磁致伸縮系數(shù),并對(duì)自旋閥磁懸浮硬盤微型(NVEAA002-02)E+E位移傳感器以及多層膜磁懸浮硬盤微型(SS501A)E+E位移傳感器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析比較,得出用多層膜磁懸浮硬盤微型(SS501A)E+E位移傳感器測(cè)量磁致伸縮系數(shù)時(shí)靈敏度較高,結(jié)果較準(zhǔn)確,對(duì)磁致伸縮系數(shù)的傳統(tǒng)測(cè)量方法有明顯的改進(jìn)。為了能夠減小硬盤的尺寸,從以下幾個(gè)方面來(lái)對(duì)磁懸浮硬盤的微型傳感器進(jìn)行研究介紹了磁懸浮硬盤以及微型E+E位移傳感器的國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展的現(xiàn)狀,闡述了磁懸浮硬盤的工作原理和MEMS的基本概念和方法,在磁懸浮硬盤研究的基礎(chǔ)上,給出一種基于耦合激磁的磁懸浮硬盤結(jié)構(gòu)。在耦合激磁的磁懸浮硬盤的基礎(chǔ)上,為了能找出適合于這個(gè)系統(tǒng)的傳感器,給出了幾種運(yùn)用了不同物理原理如電磁(流量密度/電感/渦流)、光學(xué)(強(qiáng)度/影像/干涉/反射)和靜電(電容)等的非接觸式E+E位移傳感器,并分析了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。zui后確定了適合于該結(jié)構(gòu)的E+E位移傳感器--電感式E+E位移傳感器和光反射式E+E位移傳感器,并系統(tǒng)介紹了它們的工作原理。其中電感式E+E位移傳感器主要式變氣隙式的差動(dòng)電感E+E位移傳感器。文章中重點(diǎn)給出微型電渦流傳感器的設(shè)計(jì),闡述了從探頭部分的微線圈(馬鞍型微線圈和螺旋管型微線圈等)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化以及后續(xù)電路的設(shè)計(jì)方案。以前我們研究的磁磁懸浮硬盤的E+E位移傳感器被安裝在轉(zhuǎn)子的外面來(lái)測(cè)位移,這樣硬盤的體積很大;提出了一種大大減小硬盤的體積的傳感器的安裝方法,就是直接將電感傳感器的探頭部分的線圈安裝在定子上。

磁懸浮硬盤微型E+E位移傳感器的研究
通過(guò)對(duì)不同的控制器如P,PD,PI,PID的分析,得出了由PID控制器組成的控制系統(tǒng)的抗干擾能力比較強(qiáng),性能比較好,進(jìn)而確定了微傳感器的信號(hào)PID控制方案,并結(jié)合設(shè)計(jì)的傳感器和給定的硬盤結(jié)構(gòu)給出一種控制系統(tǒng)的控制模式。 論文zui后在總結(jié)全文的基礎(chǔ)上對(duì)該項(xiàng)研究的發(fā)展進(jìn)行了展望。