磁懸浮硬盤微型E+E位移傳感器的研究
將磁懸浮技術引入到硬盤技術中,*消除了軸承和轉子的機械接觸,不僅能夠大幅度提高硬盤光盤轉速,還使得硬盤光盤具有精度高、振動小、發熱少、功耗低、無噪聲等其它軸承支承的轉子無法達到的特點。磁力軸承的控制系統是磁懸浮硬盤的關鍵。

磁懸浮硬盤微型E+E位移傳感器的研究
控制系統的“耳目”就是傳感器,它直接影響到控制的質量。磁力軸承的控制系統要用到多個傳感器,傳統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展。介紹采用磁懸浮硬盤微型傳感器與配對小磁鋼設計組成新型E+E位移傳感器,測量材料的磁致伸縮系數,并對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位移傳感器的測量結果進行分析比較,得出用多層膜磁懸浮硬盤微型(SS501A)E+E位移傳感器測量磁致伸縮系數時靈敏度較高,結果較準確,對磁致伸縮系數的傳統測量方法有明顯的改進。為了能夠減小硬盤的尺寸,從以下幾個方面來對磁懸浮硬盤的微型傳感器進行研究介紹了磁懸浮硬盤以及微型E+E位移傳感器的國內外研究和發展的現狀,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上,給出一種基于耦合激磁的磁懸浮硬盤結構。在耦合激磁的磁懸浮硬盤的基礎上,為了能找出適合于這個系統的傳感器,給出了幾種運用了不同物理原理如電磁(流量密度/電感/渦流)、光學(強度/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缺點。zui后確定了適合于該結構的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電感E+E位移傳感器。文章中重點給出微型電渦流傳感器的設計,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)的設計和優化以及后續電路的設計方案。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子的外面來測位移,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
通過對不同的控制器如P,PD,PI,PID的分析,得出了由PID控制器組成的控制系統的抗干擾能力比較強,性能比較好,進而確定了微傳感器的信號PID控制方案,并結合設計的傳感器和給定的硬盤結構給出一種控制系統的控制模式。 論文zui后在總結全文的基礎上對該項研究的發展進行了展望。