DE3002670A1 - Anordnung zur messung der horizontalen verformung von informationstraegern - Google Patents

Anordnung zur messung der horizontalen verformung von informationstraegern

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Description

  • Anordnung zur Messung der horizontalen Verformung von
  • Informationsträgern Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur beruhruflgslosen Messung der Verformung in horinzontaler Richtung von scheibenförmigen, Aufzeichnungsspuren aufweisenden, in einer horizontalen x-z-Ebene mit radialer x-Richtung und t'ange#isler z-Richtung befindlichen, um die vertikale y-Achse rotierenden Informationsträgern unter Verwendung einer optischen Abtasteinrichtung mit optischem Geber zur Abgabe eines auf der Oberfläche des Informationsträgers zu fokussierenden Lichtstrahlbündels und optischem Nehmer zum Empfang der dort reflektierten Lichtstrahlen, sowie einer von der Abtasteinrichtung mit einem Signal angesteuerten Regeleinrichtung zur exakten Spurpositionierung des Lichtstrahlbündels in der Ebene des Informationsträgers.
  • Bei einer berührungslosen, optischen Abtastung von derartigen Informationsträgern ist eine Abtasteinrichtung erforderlich, die sich ständig in einer auf Bruchteile in der Größenordnung von Mikrometern genau definierten Position zu der auf dem rotierenden Informationsträger befindlichen' Aufzeichnungsspur zu befinden-hat. Da die einzelnen Aufzeichnungsspuren in.der Regel mit erheblichen Irregularitäten und Formfehlern behaftet sind, ist diese Befindung nur dadurch zu erfüllen, daß man die Absteirwrichtung mit einer Regeleinrichtung ständig auf exakter Position hält. Für die Dimensionierung dieser Regeleinrichtung und für die Qualitätsüberwachung bei der Herstellung der Informationsträger ist es wichtig, diese Formfehler zu messen und in geeigneter Form darzustellen.
  • Aus der technischen Rundschau von Philips , 33, 1973/74, Nr. 7, Seite 204 bis 205 ist eine solche Regeleinrichtung bekannt, die dafür sorgt, daß die Abtasteinrichtung dem Verlauf der Aufzeichnungsspuren kontinuierlich langsam folgt und daß das Lichtstrahlbündel auf die jeweilige Aufzeichnungsspur schnell fokussiert wird. Doch sind aus dieser Anordnung nur die Regelsignale selbst zu gewinnen, die Verformung des Informationsträgers als explizite Größe ist nicht erfassbar.
  • Weiterhin ist aus der OS 21 07 135 eine Anordnung zur berührungslosen, optischen Messung an rotierenden Werkstücken bekannt. Doch wird diese Anordnung nicht zur Messung von Verformungen verwendet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die die horizontale Verformung der Aufzeichnungsspuren von rotierenden Informationsträgern berührungslos auf optischem Wege mißt, auswertet und in einer geeigneten Form darstellt, so daß die Verformung exakt quantifizierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Messgröße für die Spurverformung in der Ebene des Informationsträgers das Signal zur Steuerung der Regelt einrichtung herangezogen ist und daß dieses Signal eingangsseitig einer Auswerteschaltung mit anschließender Darstellungseinrichtung zugeführt ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Auswerteschaltung eingangsseitig einen Filtermittel aufweisenden Signalbewerter und ausgangsseitig einen Multiplexer auf, dem eingangsseitig neben dem Ausgangssignal des Signalbewerters einstellbare Bezugsgleichspannungen zugeführt sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung -sind in den Ansprüchen 3 bis 5 angegeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden-näher beschríe ben.
  • -In der Figur liegt der Informationsträger I in einer horizontalen x-z-Ebene mit radialer x-Richtung und tangentialer z-Richtung und rotiert um die vertikale y-Achse. Die Abtasteinrichtung Ab gibt ein Lichtstrahlbündel ab, das auf der Oberfläche des Informationsträgers I fokussiert wird und nach dort erfolgter Reflexion von der Abtasteinrichtung Ab wieder empfangen wird. Zur exakten Spurpositionierung des Lichtstrahlbündels in der Ebene des Informationsträgers I gibt die Abtasteinrichtung Ab ein Signal Sig an eine Regeleinrichtung R ab. Das Signal Sig wird im Regelverstärker V verstärkt und gelangt von dort zu dem Regler Rg, der die Abtasteinrichtung Ab in der horizontalen x-z-Ebene der art steuert, daß eine exakte Spurpositionierung sichergestellt ist. Darüberhinaus wird das Signal Sig nach erfolgter Verstärkung dem Signalbewerter SB einer Auswerteschaltung AW #ugeführt.
  • Der Signalbewerter SB weist eingangsseitig einen ersten Tiefpaß TP1 entsprechend der oberen Grenzfrequenz der Regeleinri-chtung R undetz Bewertungsfilter Bew auf, das den frequenzabhängigen Konversionsfaktor Spannung/ Amplitude der Regeleinrichtung R nachbildet. Da die Meßspannung am Ausgang des Bewertungsfilters Bew verschiedene Frequenzanteile aufweist, ist dem Bewertungsfilter Bew zur.Trennung der Frequenzen eine aus einem Bandpaß BP und einer Bandsperre BS bestehende Frequenz weiche nachgeschaltet. Uber den Schalter S mit den drei Schaltstellungen 1, 2, 3 wird der Ausgang des Bewer- tungsfilters Bew wahlweise über den Bandpaß BP, über die Bandsperre BS oder direkt mit dem Ausgang des Signalbewerters SB verbunden. Die der einfachen Drehzahl des Informationsträgers I entsprechenden Frequenzanteile der Meßspannung entsprechen einer Exzentrizität, die durch Zentrierung des Informationsträgers I behebbar ist. In Schaltstellung 1 des Schalters S wird diese Exzentrizitt gemessen.
  • Höherfrequente Anteile der Meßspannung werden einer Unrundheit der Aufzeichungsspur zugeordnet. Diese Unrundheit wird in Schaltstellung 2 des Schalters S gemessen.
  • In Schaltstellung 3 des Schalters S erfolgt keine Trennung der niederfrequenten und höherfrequenten Anteile der Meßspannung.
  • Dem am Ausgang des Signalbewerters SB gewonnenen Signal sind zwei über die beiden Potentiometer Pot1 und Pot2 veränderbare, mit dem Arizeigegerät Anz meßbare Bezugsgleichpsannungen +U, -U zugeordnet, die zusammen eingangsseitig an einen Multiplexer M und über dessen Ausgang an den Eingang einer Darstellungseinrichtung DE gelangen. Die Bezugsgleichspannungen +U, -U dienen der Einstellung der Meßspannung auf ihre Spitzenwerte.
  • Die Darstellungseinrichtung DE weist einen Oszillographen Os auf, auf dem die Darstellung der horizontalen Verformung des Informationsträgers I in einem Kreisdiagramm erfolgt, das den Umfang einer Aufzeichnungsspur repräsentiert. Hierzu wird ein durch die Rotation des Informationsträgers I gesteuertes Signal Rot in der Weise erzeugt, daß ein entsprechender Geber bei jeder Umdrehung des Informationsträgers I einen Impuls erzeugt, der über einen zweiten Tiefpaß TP2 hinweg zu einem Sinussignal umgeformt wird. Dieses Signal ergibt zusammen mit dem durch ein Phasenglied Ph um 900 gedrehten Signal die zur Erzeugung eines Kreises nötigen Span nungen. Diesem Grundkreis werden durch die beiden Multiplizierer. MPl bzw. MP2 die Meßsignale, bestehend aus der von der Regeleinrichtung R gewonnenen Meßspannung und den zwei Bezugsgleichspannungen +Us -U, über lagert, so daß man ein Kreisdiagramm erhält, in dem die Meßspannung die Form einer Aufzeichnungsspur darstellt und die Bezugsgleichspannungen +U, -U als Kreise veränderlicher Größe auf dem Oszillographen erscheinen.
  • 5 Patentansprtiche 1 Figur Leerseite

Claims (5)

  1. Patentansprüche Anordnung zur berührungslosen Messung der Verformung in horizontaler Richtung von scheibenförmigen, Auf zeichnungspuren aufweisenden, in einer horizontalen x-z-Ebene mit radialer x-Richtung -und tangentialer z-Richtung befindlichen, um die vertikale y-Achse rotierenden Informationsträgern unter Verwendung einer optischen Abtasteinrichtung mit optischem Geber zur Abgabe eines auf der Oberfläche des Informationsträgers zu fokussierenden Lichtstrahlbündels und optischem Nehmer zum Empfang der dort reflektierten Lichtstrahlen, sowie einer von der Abtasteinrichtung mit einem Signal angesteuerten Regeleinrichtung zur exakten Spurpositionierung des Lichtstrahlbündels in der Ebene des Informationsträgers, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß als Meßgröße Sür die Spurverformung in der Ebene des Informationsträgers (I) das Signal (Sig) zur Steuerung der Regeleinrichtung (R) herangezogen ist und daß dieses Signal (Sig) eingangsseitig einer Auswerteschaltung (AW) mit anschließender Darstellungseinrichtung (DE) zugeführt ist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,- daß die Auswerteschaltung.(AV-) eingangsseitig einen Filtermittel aufweisenden Signalbewerter (SB) und ausgangsseitig einen Multiplexer (M) aufweist, dem eingangsseitig neben dem Ausgangssignal des Signalbewerters (SB) einstellbare Bezugsgleichspannungen (+U, -U) zugeführt sind.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Signalbewerter (SB) eingangsseitig die Reihenschaltung aus einem ersten Tiefpaß (TPI) und einem Bewertungsfilter (Bew) aufweist, daß ein Schalter (S) vorgesehen ist, der den Ausgang des-Bewertungsfilters (Bew) wahlweise direkt, übr einen Bandpaß (BP) oder eine Bandsperre (BS) hinweg mit dem Ausgang des Signalbewerters (SB) verbindet.
  4. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die parstellungseinrichtung (DE)- einen Oszillographen aufweist, dessen Horizontal- und Vertikalauslenkung jeweils vom Ausgangssignal eines Multiplizierers (MP1, bzw. MP2) gesteuert sind, daß der erste Eingang der Multiplizierer (MP1, bzw. M1P2) jeweils mit dem Äusgang des Multiplexers (M) verbunden ist und daß ein durch die Rotation des Informationsträgers (I) gesteurtes Signal (Rot) an den zweiten Eingang der Multiplizierer (#IP1, bzw. MP2) gelangt.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß das durch die Rotation des Informationsträgers (I) gesteuerte Signal (Rot) über einen zweiten Tiefpaß (TP2) hinweg dem einen der beiden Multiplizierer (t4P2) umittelbar und dem anderen Multiplizierer (MP1) zusätzlich über ein Phasenglied (Ph) hinweg zugeführt ist.
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