DE1449828A1

DE1449828A1 - Elektromagnetischer UEbertragungskopf

Info

Publication number: DE1449828A1
Application number: DE19641449828
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1963-08-12
Filing date: 1964-08-08
Publication date: 1969-09-18
Also published as: CH415753A; US3423742A; GB1013862A

Description

7.8.1964 .

■ -U49828

THE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY Dayton, Ohio, (V.St.A»)

Patentanmeldung

Unser Az.: 832/Germany

ELEKTROMAGNETISCHER ÜBERTRAGUNGSKÖPF

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Übertragungskopf zur Erzeugung einer elektrischen Signalform in Abhängigkeit von auf einem nichtmagnetischem Aufzeichnungsträger mittels magnetischem Material dargestellten Zeichen.

In modernen Datenverarbeitungssytemen ist es erforderlich, daß.Informationen durch direktes Lesen gedruckter Zeichen eingebracht werden können. Bei einem bekannten System werden<mittels eines magnetisierbaren Farbstoffes gedruckte, visuelll lesbare Zeichen maschinell gelesen. Die Zeichen werden magnetisiert und nacheinander an einer Übertragungsvorrichtung vorbeigeführt, die in Abhängigkeit von dem jeweiligen magne-tisierten Zeichen ein den magnetisieren Flächen und der Magnetflußdichte desselben entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Die von der Übertragungsvorrichtung gelieferte Signalform stellt das magnetisiert© Zeichen dar und ist abhängig von der remanenten Magnetflußdichte die'in dem betreffenden Zeichen durch Magnetisierung beispielsweise mittels eines permanentmagnetischen Schreibkopfes erzeugt wird.

Gemäß der Erfindung wird nun ein herkömmlicher Übertragungskopf derart abgewandelt, daß er nicht mehr auf magnetische Flußänderungen sondern auf Schwankungen des magnetischen Widerstandes anspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß eine hochohmige Gleich

• ηγ ^ 909838/1103

■U498.28

stromquelle mit den Klemmen der Ausgangswicklungen des Übertragungskopfes verbunden wird. Die Gleichstromvormagnetisierungsquelle dient dazu, einen konstanten Magnetfluß in den Polteilen des Kernes aufrechtzuerhalten. Der magnetische Arbeitspunkt liegt im linearen Bereich der Magnetisierungskennlinie der Polteile in der Nahe des Luftspaltes. Die Impedanz der Stromquelle wird deshalb sehr hoch gewählt, um eine zusätzliche Belastung der Übertragungskopfwicklungen und eine Verzerrung der Ausgangssignale zu verhindern.

Es wurde festgestellt, daß die durch die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung erzeugten Signalformen die gleiche Form aufweisen, wie die durch die eingangs erwähnten Magnetfeldunters ehe i dungs vorrichtungen erzeugten Signalformen. Jedoch sind die erzeugten Signalformen nunmehr von der Form und den Abmessungen der magnetischen Zeichen und nicht mehr von dem remanenten Ma- . gnetfluß magnetisierter Zeichen abhängig. Beim Vorbeibewegen des magnetischen; Zeichens an dom Lesekopfspalt wird der magnetische Widerstand' des Spaltes in Abhängigkeit-'■ von■ der Zeichenflache verändert,- so .daß/dadurch auch der effektive^;magnetische Widerstand des Kernes verändert wird.

Die-' abge ge bene Leistung -der erfiniiürigsgemäßen Übertragung«- -■:;- -;?■■ vorrichtung ist abhängig von dem Wert der maximalen Sättigungsflußdichte des zur Darstellung des Zeichens verwendeten magnetischen Materials. Diese Sättigungsdichte liegt um einige Großen-·" " Ordnungen über der remanenten Flußdichte des zur Darstellung von

1449829

Zeichen verwendeten magnetisierbaren Materials. Dadurch wird auch eine entsprechende Erhöhung der Signalamplitude erreicht.

Werden magnetisierbare Zeichen mittels einer Magnetfeldfeststellvorriehtung gelesen, dann treten erhebliche Störsignale auf, die beispielsweise durch den Magnetisierungskopf verursacht werden. Da durch die Abänderung des Lesekopfes in eine den magnetischen Widerstand feststellende Vorrichtung der Wert djzi/dt dieses Störsignals nicht verändert wird, ergibt sich ein um den Wert des Spannungsgewinnes erhöhtes Verhältnis von Nutzsignal zu Störsignal.

Demgemäß betrifft die Erfindung einen elektromagnetischen Übertragungskopf, bestehend aus einem Kern aus magnetischem Material mit einem Paar voneinander beabstandeten, einen nichtmagnetischen Spalt einschließenden Polteilen, und zwei in Reihe geschalteten auf 3e einem der genannten Polteile aufgebrachten Wicklungen, wobei der Kern und der Spalt eine durch das genannte Wicklungspaar verlaufende magnetische Reihenschaltung bilden.

Gemäß der Erfindung ist zur Erzeugung eines konstanten magnetischen Flusses in der genannten magnetischen Schaltung parallel zu den Wicklungen eine hochonmige Gleichspannungsquelle geschaltet.

Zum besseren Verständnis wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

7.8.1964

909838/1103

In den Zeichnungen zeigt ·

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Übertragungsvorrichtung ;,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes der Fig. 1; . ■"..-'■

Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung;? und

Fig. 4- eine Schaltung der in Fig. 3 in Blockform dargestellten hochohmigen Gleichstromquelle.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche elektromagnetische Übertragungsvorrichtung zur Erzeugung einer unterschiedlichen elektrischen Signalform für jedes auf einem Aufzeichnungsträger befindliche magnetisierbare Zeichen gezeigt. Diese Übertragungsvorrichtung spricht auf das auf einem'Aufzeichnungsträger 11 befindliche magnetisierbare Zeichen 10 an und erzeugt an den Ausgangsklemmen 12.-12 eines Verstärkers 1J> eine der Fläche und der Flußdichte des magnetisierten Zeichensentsprechende Signalform. Die Übertragungsvorrichtung enthält den Übertragungskopf, der seinerseits wifäerum aus einem Kern 14 und einem Wicklungspaar 15 und l6 besteht. Der Kern 14 besteht aus einem Joch 17 und zwei Schenkeln 18 und 19, zwischen denen ein Luftspalt 20 ausgebildet ist, an dem der· Aufzeichnungsträger 11 vorbeigeführt wird. Die beiden Wicklungen I5 und 16 besitzen jeweils unterschiedlichen Wicklungs«

909 8 3 8/ 1 103

sinn und"sind durch einen Leiter 21 miteinander in Serie geschaltet, Die beiden freien Enden der Wicklungen sind über Leiter 22 und 23 mit dem Verstärker 13 verbunden.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise der in Pig. I gezeigten Übertragungsvorrichtung kurz beschrieben. Der mit den magnetisieren Zeichen versehene Aufzeichnungsträger 11 wird an dem Luftspalt 20 des Ubertragungskopfes vorbeigeführt. Der Streufluß des magnetisieren Zeichens verläuft innerhalb des Kernes längs der Bahn FBGDAE, da diese einen wesentlich geringeren -magnetischen Widerstand besitzt als der durch den freien Raum verlaufende Flußpfad. Infolge der durch das abzufüllende magnetische Zeichen in dem Übertragungskopf verursachten Flußänderung wird in den Wicklungen I5 und 16 eine Wechselspannung induziert, die in dem Verstärker I3 verstärkt wird. Eine genaue Untersuchung des Wirkungsgrades dieser Übertragungsvorrichtung läßt sich am besten anhand der Fig. 2 veranschaulichen. Sowohl der Aufzeichnungsträger 11 als auch die auf diesem befindlichen -. magnetisieren Zeichen besitzen eine rauhe Oberfläche, wodurch sich ein bestimmter mittlerer Abstand ^wischen den Zeichen und dem Luftspaltbereich der Polteile ergibt. Auch durch Andrücken des Aufzeichnungsträgers an den Übertragungskopf kann dieser Abstand nicht vollständig beseitigt werden, so daß ständig ein zusätzlicher magnetischer Widerstand Rd und Rc auftritt. Die in dem Kern 14 des Übertragungskopfes auftretende Flußdichte ergibt aich aus einer konstanten K mal dem remanenten Fluß des

90983 87 1 103

magnetisierbaren Zeichens. Die Konstante K ist eine Funktion des magnetischen Widerstandes Rd und Rc und ist immer kleiner als 1. · .

In Pig. 3 ist eine Erinzip.dars.tellung der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung gezeigt, die im wesentlichen der in Fig. dargestellten Übertragungsvorrichtung entspricht mit der Ausnahme, daß.· eine hochohmige Gleichstromquelle .25 über -Leiter 2ό und 27 mit den Ausgängen der Lesespule 32, bestehend aus den beiden Wicklungen I5 und J.6-, an den Punkten 28 und 29 der Ausgangsleiter 22 und 23 verbunden, ist. Der von der Stromquelle 25 gelieferte Strom fließt in der durch die Pfeile 30 angezeigten Richtung durch die Wicklungen I5 und 16. Dadurch wird innerhalb des Kernes 14 längs des Flußpfades, AEF3DC ein gleichbleibender magnetischer Fluß erzeugt. Der die magnetischen Zeichen tragende Aufzeichnungsträger Il wird an dem Luftspalt 20 des Übertragungskopfes vorbeigeführt, wodurch bei Auftreten eines magnetischen Zeichens der magnetische Widerstand des Pfades AEFBDG vermindert wird. Die Verminderung des magnetischen Widerstandes beruht darauf, daß der nichtmagnetische Spalt 20 durch das magnetische Zeichen überbrückt wird. Der Betrag der Verminderung des magnetisehen Widerstandes ist der jeweils vor dem Luftspalt 20 befindlichen Gesamtfläche des magnetischen- Zeichens direkt proportional. Diese Verminderung des,-magnetischen Widerstandes hat widerum eine entsprechende Erhöhung des durch den von der Stromquelle 25 ge lief er-'

7.8.Ι96Λ ■■ ■ ' . " -

■.."....- 9Ö9838/1103 IfAD ORIGINAL

J₇. 1449823

ten Strom erzeugten magnetischen Flusses zur Folge, der gemäß dem Ausdruck djzi/dt in den Lesekopfwicklungen I5 und 16 ein WechselSpannungsausgangssignal erzeugt. Diese Wechselspannung wird der Gleichspannung überlagert, die infolge des von der Gleichstromquelle gelieferten Stromes aufgrund des ohmschen Widerstandes der Wicklungen I5 und 16 an diesen abfällt. Der Übertragungskopf ist über einen Kondensator 3I mit dem Verstär-

erzeugte
ker 13 gekoppelt, der das/Weehselspannungssignal verstärkt. Bei der Verwendung dieser Übertragungsvorrichtung bleibt die Konstante K unverändert. Der magnetische Fluß wird jedoch in dem vorliegenden Falle von der Stromquelle 25 erzeugt und die maximale Flußdichte entspricht der Sättigungsdichte des magnetischen Zeichens. Dieser Wert ist etwa dreimal größer, als die remanente Flußdichte, so daß sich für die erfindungsgemäße übertragungsvorrichtung eine dreimal größere Signalausbeute als bei bekannten Übertragungsvorrichtungen ergibt.

Der erhöhte Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung bestehend aus einer höheren Signalausbeute und einem größeren Signal-Störverhältnis beruht auf der Verwendung der Sättigungsflußdichte der magnetischen Zeichen. Ein wesentlicher Vorteil besteht auch darin, daß diese Erfindung an jeden beliebigen Lesekopf durch Hinzufügen einer geeigneten hochohmigen Stromquelle angepaßt werden kann.

90983871103

• In Figo 4 ist ein Schaltbild einer als hochohmige Gleichstromquelle 25 geeignete Stromquelle gezeigt-« Diese hochohmige Stromquelle ist für einen Strom zwischen l-o und 50 mA einstellbar ο Die Impedanz dieser Stromquelle ist"groß im Vergleich zu den anderen in dieser Schaltung enthaltenen Impedanzen, so daß dadurch die Frequenzempfindlichkeit der Übertragungsvorrichtung nicht beeinflußt wird* . .

Die + 70-Speisespannung wird auf + 16V reduziert und durch die Widerstände Rl und B2 und die Zenerdiod'en Zl und Z2 geregelt;. Der Transistor T arbeitet in Basisschaltung„ Die Basisspannung wird mittels des durch die Widerstände B.6 und R7 gebildeten Spannungsteilers auf + 5j,2V eingestellt ο Der durch den Transistor T fließende Strom wird durch den Widerstand R4 gesteuerte wobei dieser Strom durch den Widerstand RJ> auf einen oberen Wert begrenzt wird» Dfe von der + 70V-Speisespanriungsquelle kommenden .Stör- und Ürumwjspannungen werden durch den Kondensator Cl weitgehend beseitigt„ Der Widerstand R5 dient zu Zwecken der Strommessung am Ausgang der Schaltung,, ■ ·

Zusammenfassend ergeben sich für die in Fig« 4 gezeigte Schaltung die folgenden Ausgabedateng - ■

Ausgangestroms einstellbar zwischen 10 - 50 Ausgangsstromschwankungen bei Schwankungen der + 7OV-Speisespannung von + 5^ und .0-2 Hzs £ §_s\2.%i

90 9 838/1103

— Q —

Aus gangs Spannung;: O- 5* OY;

Ausgangsimpedanz bei 40 mA und einer Umgebungstemperatur von 55°C! 50 kß Ms 100 kQ.

Die Ausgangsiapedanz verändert sich etwa im umgekehrten Verhältnis wie der Ausgangsstrom.

Für die Energieversorgung der in Fig. k gezeigten Schaltung gelten folgende Werte: + 70V + 5$j 60 mA, gesamte Leistungsaufnahme 4,2W.

909838/ 1103

Claims

Patentanspruch;

.Elektromagnetischer CfcertragungskopiV bestehend aus einem Kern aus magnetischem Material mit einem Paar voneinander beanstandeten einen nichtmagnetischen Spalt einschließenden Polteilsn₅ und g?jei in Reihe geschalteten auf Je einem der genannten Polteile aufgebrachten Wicklungen,, wobei übt Kern und der Spalt eine durch das-. genannte Wicklungspaar verlaufende magnetische Reihenschaltung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines konstanten magnetischen Flusses in des? genannten magnetischen Schaltung parallel zu den Wicklungen eine hoeholnnige Gleiehspannungsquelle geschaltet ist«

THE KÄjpONÄL· CASH BEßISIER C0MPAM3T

a Stappert Rechtsanwalt ftllg» VoIIm₀ I53/I95O

883i/11Ö3