DE2046387C - Anordnung zur Lagebestimmung des Spal tes eines Magnetkopfes - Google Patents

Description

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch an einen Differentialverstärker angeschlossen ist.
gekennzeichnet, daß der Magnetkopf (1) mit Nachfolgend wird an Hand der Zeichnungen zweie, niederfrequenter Wechselspannung erregt wird Ausführungsbeispiele Aufbau und Wirkungsweise de; und daß die beiden Leiter (4,5) des elektromagnet!- erfindungsgemäßen Anordnung zur Lagebestimmunt; sehen Fadenkreuzes (3) an je einen Differential- »5 des Spaltes eines Magnetkopfes und das damit ververstärker (6, 7) angeschlossen sind (Fig. 1). bundene Meßprinzip näher erläutert. Im einzelnen

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge- zeigt

kennzeichnet, daß der Kreuzungspunkt der Leiter F i g. 1 in perspektivischer Ansicht die Anord

(4, S) des elektromagnetischen Fadenkreuzes (3) nung eines rechtwinkeligen elektromagnetischen Fadenmit den Erdungsanschlüssen der Differentialver- 30 kreuzes über dem Spalt eines Magnetkopfes, wobei stärker (6, 7) verbunden ist. jeder Leiter an einen eigenen Differentialverstärkei

5. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch angeschlossen ist,

gekennzeichnet, daß der zum Spalt (2) in etwa F i g. 2 eine Anordnung mit nur einem Differen-

parallele Leiter (4) mit einer konstanten Wechsel- tialverstärker, wobei der andere, nicht an diesen Verspannung (U₂) beaufschlagt wird und daß der 35 stärker angeschlossene Leiter an eine konstante andere Leiter (5) des elektromagnetischen Faden- Wechsclspannungsquelle angeschlossen ist.
kreuzes (3) an einen Differentialverstärker (8) an- In der F i g. 1 ist ein Magnetkern i eines Magnetgeschlossen ist (F i g. 2). kopfes gezeigt, der einen Luftspalt 2 aufweist. Über

diesem Luftspalt 2 ist ein elektromagnetisches Faden-40 kreuz 3 angeordnet, das aus zwei Leitern 4 und 5 auf-

gebaut ist. Der Leiter 4 und 5 des elektromagnetischen

Fadenkreuzes 3 stehen senkrecht aufeinander und sind am Kreuzungspunkt miteinander verbunden. Die Lei-

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lage- ter 4 und 5 können entweder einfache Leiter sein, oder bestimmung des Spaltes eine Magnetkopfes. 45 sie können auch Spulen sein. Das elektromagnetische

Im Zusammenhang mit Magnetköpfen stellt sich Fadenkreuz 3 ist mit seinen Leitern 4 und 5 dicht immer wieder das Problem, den Luftspalt genau nach über dem Spalt 2 des Magnetkopfes 1 angeordnet, einer Referenzlinie auszurichten. Insbesondere bei der Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt das Produktion von Magnetköpfen ist es notwendig, den elektromagnetische Fadenkreuz 3 in einer derartigen Schreib-/Lesespalt nach einer Referenzlinie auszurich- 50 Stellung zum Spalt 2, daß der Leiter 4 parallel zum ten, wobei es hierbei auch besonders kritisch ist, einen Spalt verläuft und der Leiter 5 senkrecht zum Spalt 2 gegebenen Winkel zwischen dem Spalt und einer verläuft. Um eine möglichst große Induktionswirkung Referenzlinie genau einzuhalten. zwischen den Leitern 4 und 5 und dem Magnetkern 1

Aus dieser Problemstellung ergibt sich die Aufgabe, zu erreichen, ist das elektromagnetische Fadenkreuz 3 die darin besteht, eine einfache und zweckmäßige An- 55 in sehr geringem Abstand über dem Spalt 2 angeordordnung zur Lagebestimmung des Spaltes eines net. Die Enden des Leiters 4 des elektromagnetischen Magnetkopfes zu schaffen und damit eine Möglichkeit Fadenkreuzes 3 sind über Anzapfungsleitungen mit zu bieten, den Spalt nach einer oder auch mehreren dem Eingang eines Differentialverstärkers 6 verbun-Referenzlinien auszurichten. den, und die Enden des Leiters 5 sind über Anschluß-

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch 60 leitungen mit einem weiteren Differentialverstärker 7 gelöst, daß ein elektromagnetisches Fadenkreuz über verbunden. Die Erdungspunkte dieser beiden Verdem Spalt angeordnet ist und daß der Quotient der stärker 6 und 7 können über eine weitere Leitung, die auf Grund der wechselseitigen Induktionswirkung in F i g. I gestrichelt dargestellt ist, mit dem Kreuzwischen Fadenkreuz und Magnetkopf in den Leitern zungspunkt der Leiter 4 und 5 des elektromagnetischen des Fadenkreuzes vorhandenen Spannungen ein Maß 65 Fadenkreuzes 3 verbunden sein. Dadurch wird eine für die gegenseitige relative Lage darstellt. einfache und zweckmäßige Symmetrierung der Span-

Zur Vereinfachung des mechanischen Aufbaus und nungen erreicht, weil für alle Spannungen ein gemeinder elektrischen Messung sieht eine zweckmäßige Aus- sames üezugspotential vorhanden ist. An dem Aus-

gang des Verstärkers 7 ist die Spannung U₁, die der im Leiter 5 induzierten Spannung entspricht, abnehmbar, und am Ausgang des Differentialverstärkers 6 ist die Spannung U₂ abnehmbar, dJe von der in Leiter 4 induzierten Spannung herrührt.

Es ist zweckmäßig, den Leiter 4, der parallel zum Spalt verläuft, länger als die Breite des Magnetkopfes auszuführen, weil dadurch auch durch eine Verschiebung dfcj elektromagnetischen Fadenkreuzes 3 in Spaltrichtung noch eine genügend große Induktionswirkung vorhanden ist. Die Länge der Leiter 4 und 5 kann beispielsweise 2 mm betragen bei einer Breite des Magnetkernes 1 des Magnetkopfes von 1,5 mm, einer Spaltbreite von etwa 2 μπι und einer Dicke der Leiter 4 und 5 von etwa 8 μηι. Die in der F i g. 1 dargestellte Anordnung beinhaltet wegen der besseren Darstellbarkeit demgegenüber teilweise andere Maßverhältnisse.

Die Wirkungsweise der Anordnung, die in F i g. 1 gezeigt ist, ist nun folgende: Der Magnetkern 1 wird mit niederfrequenter Wechselspannung erregt. Dadurch fließt in ihm ein Fluß Φ. Die in den Leitern 4 und 5 durch dieseh magnetischen Fluß induzierten Spannungen folgen der Formel

enisprechend in das Minimum der Spannung U₁ ge

V ¹^i cos ix

άΦ df

Dabei ist \ der Winkel zwischen dem Leiter 4 und der Spaltrichtung. In der F i g. 1 ist nach oben ein A'-K-Koordinatensystem herausgezeichnet, dessen Ursprungspunkt man sich in die Mitte des Spaltes sowohl in Längs- als auch Querrichtung gelegt denken muß. Von diesem Koordinatensystem wird im folgenden ausgegangen, wobei nochmals darauf verwiesen wird, daß der Ursprungspunkt dieses Koordinatensystems genau in der Spaltmitte liegt, die K-Richtung die Spaltrichtung darstellt und die Ä'-Richtung die dazu senkrechte Richtung im Verlauf des Magnetkopfes darstellt. Der Winkel« wird demnach als der Winkel zwischen dem Spalt bzw. der V-Achse und dem Leiter4 definiert. Die in dem Leiter 4 induzierte Spannung U₂ erreicht ein Maximum, wenn der Winkel \ ■= 0 ist und sich der Kreuzungspunkt des Fadenkreuzes 3 im Ursprungspunkt des Koordinatensystems befindet, d. h. X -- 0 und K = 0. Bei der senkrechten Anordnung der Leiter 4 und 5 des Fadenkreuzes 3 in dem gezeigten Beispiel ergibt sich bei disser Lage des Fadenkreuzes 3 für die in dem Leiter 5 induzierte Spannung LZ₁ ein Minimum. Der Betrag dieses Minimums von U₁ ist praktisch durch die Störspannungen im System bestimmt.

Verschiebt man nun das Fadenkreuz 3 aus der Spaltmitte in Richtung von _h Y, so steigt die Spannung (Z₁ im Leiter 5 wieder an, da das Feld im Spalt in der V-Richtung nicht homogen ist. Das Minimum dieser Spannung U₁ kann durch Verdrehen des Fadenkreuzes 3 um den Winkel -_t/J χ wieder erreicht werden, oder durch eine entsprechende Verschiebung des Kreuzungspunktes in positiver oder negativer Richtung von Y. Hierbei kann selbstverständlich auch, zur kreuzes 3 induzierte Spannung l/₂ bleibt Dei Verschiebungen in der Richtung von ±Y praktisch konstant, wenn die Länge des Leiters 4 größer als die Spaltlänge ist. Die Spannung U₂ wird dagegen abfallen, wenn die Länge des Leiters 4 gleich der Spaltlänge ist. Bei einer Verschiebung des Fadenkreuzes in iJf-Richtung aus dem Spaltmittelpunkt heraus fällt die Spannung U_z steil ab, ohne daß sich dabei bei nicht zu großer Verschiebung die Spannung CZ₁ ändert Aus dem Verhalten der induzierten und durch die Differentialverstärker 7 und 6 verstärkten Spannungen U₁ und U_t ergibt sich nun eine einfache und sehr vorteilhafte Möglichkeit des Ausrichtens des Magnet kopfes nach einem stationären Fadenkreuz bzw. eine; Referenzlinie dadurch, daß der Quotient der Spannungen ^² ein Maximum darstellt, uu.i zwar in den· Fall, wenn * = O, Y - 0 und χ - 0 ist. Selbstver ständlich sind auch Zwischenwerte dieses Quotienter: »5 möglich. Dies kann dann von Bedeutung sein, wem, man zwischen dem Fadenkreuz bzw. dem Leiter 4 uno dem Magnetkopf bzw. der Spaltrichtung immer einen gewissen Winkel einhalten möchte. Dann kann nach einer Eichung des Quotienten und der gesamten Vor richtung auf Grund des Quotientenwertes der Winkel ■ genau bestimmt werden und der Magnetkopf demeni sprechend ausgerichtet werden.

Eine Anordnung, die in der Wirkungsweise der Anordnung in F i g. I entspricht, ist in der F i g. 2 dargestellt. Dabei ist auf die Darstellung des Magnetkopfes verzichtet worden, es sei jedoch bemerkt, daß der Leiter 4 wiederum derjenige Leiter ist, der etwa parallel zur Spaltrichtung verläuft, also in der K-Richtung des Koordinatensystems in der Fig, I. Dazu senkrecht steht der Leiter 5, an den über zwei Entkopplungswiderstände ein Differentialverstärker 8 angeschlossen ist. An den Leiter 4 des elektromagnetischen Fadenkreuzes 3 wird gemäß F i g. 2 eine konstante Wechselspannung U₂ angelegt. Diese Spannung erzeugt einen Wechselfluß in dem Magnetkopf, der seinerseits wiederum eine Spannung U in dem Leiter 5 des elektromagnetischen Fadenkreuzes induziert. Diese Spannung wird über zwei Entkopplungswiderstände 9 dem Differentialverstärker 8 zugeführt, an dessen Ausgang die Spannung U₁ ansteht. Der Quotient _f ■-gibt nun wiederum, wie oben bereits beschrieben, die relative Lage zwischen dem elektromagnetischen Fadenkreuz 3 und dem Spalt 2 des Magnetkopfes 1 an. Dieser Quotient kann entsprechend dem gewünschten Winkel zwischen dem Leiter 4 des elektromagnetischen Fadenkreuzes 3 und dem Spalt des Magnetkopfes eingestellt werden. Befindet sich das elektromagnetische Fadenkreuz genau in Spaltmitte und der Leiter parallel zur Richtung des Spaltes, dann ergibt sich wiederum ein Maximalwert für diesen Spannungsquotienten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 gestaltung der Erfindung vor, daß das elektromagneti- Patentansprüche- sehe Fadenkreuz aus zwei senkrecht aufeinander stellenden Leitern oder Spulen aufgebaut ist und daß

1. Anordnung zur Lagebestimmung des Spaltes die Leiter oder Spulen am Kreuzungspunkt miteinander eines Magnetkopfes, dadurch gekenn- 5 verbunden sind.

ζ e i c h η e t, daß ein elektromagnetisches Faden- Eine erste vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestalkreuz (3) über dem Spalt (2) angeordnet ist, und tungsform der Anordnung zur Lagebestimmung des ,_n._._ti/₂, . _ ., .. Spaltes eines Magnetkopfes besteht dann, daß der

daß der Quotient ^- der auf Grund der wechsel- Magnetkopf mit niederfrequenter Wechselspannung seitigen Induktionswirkung zwischen Fadenkreuz io erregt wird und daß die beiden Leiter des elektro-(3) und Magnetkopf (1) in den Leitern (4, 5) des magnetischen Fadenkreuzes an je einen Differential Fadenkreuzes (3) vorhandenen Spannungen (t/„ verstärker angeschlossen sind. Dabei kann in vorteil- Ui) ein Maß für die gegenseitige relative Lage dar- hafter Weise der Kreuzungspunkt der Leiter des stellt. elektromagnetischen Fadenkreuzes mit den Erdungv

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 anschlüssen der Differentialverstärker verbunden sein, kennzeichnet, daß das elektromagnetische Faden- Eine zweite zweckmäßige Ausgestaltungsform dor kreuz (3) aus zwei senkrecht aufeinanderstehenden erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß der Leitern oder Spulen (4,5) aufgebaut ist und daß die zum Spalt etwa parallele Leiter mit einer konstanten Leiter oder Spulen (4, 5) am Kreiizungspunkt mit- Wechselspannung beaufschlagt wird und daß der einander verbunden sind. 20 andere Leiter des elektromagnetischen Fadenkreuze,