200024. lajstromszámú szabadalom • Szalagfeszítés-érzékelő szerkezet mágnesszalagos jelrögzítők mágnesszalagjában ébredő erő érzékelésére, s ezen erő szabályozásához szükséges ellenőrző jel előállítására
3 HU 200024 B 4 mechanikai ellenállása végzi. A rugalmas lemezhez szalagterelő kapcsolódik, s a mágnesszalag törési szögétől függően a rugalmas lemezre hajlító erő hat, amely a lemez kismértékű rugalmas deformációját okozza, ami pedig a nyúlásmérö bélyegek ellenállásváltozását eredményezi. A nyomott és húzott oldalon elhelyezett nyúláBméró bélyegek ellentétes hidágba vannak kötve, s igy a hid kibillen egyensúlyi állapotából. A váltakozó árammal táplált híd kimenetén a szalagerővel arányos váltakozó áramú hibajel jelenik meg, amelyet erősítés és demodulálás után egy tirisztoros vezérlőáramkör bemenetére vezetnek. A tekercselőmotorra jutó feszültség effektiv értékét a tirisztor nyitási szögének változtatásával szabályozzék, s igy valósul meg a tekercselőmotor nyomatékónak, a szalagerösitőtől függő szabályozósa. Ennek a megoldásnak az a hátránya, hogy az érzékelő minőségi jellemzőinek optimuma nem biztosítható, mivel a csillapítási tényező megfelelő módosítására nincs lehetőség, ezért ez a megoldás a professzionális mágneses jelrögzitóknél a fokozottabb követelmények miatt nem alkalmazható. Ez az ismert megoldás az elektromechanikai átalakító mozgó tömegét elhanyagolja. Ha felírjuk az erőegyensúlyi egyenletet a tömeg figyelembevételével, továbbá képezzük a kimenő és bemenő jelek Laplace-transzformáltjainak hányadosát, akkor a szabályozáselmélet jelöléseit alkalmazva a következő összefüggést kapjuk: A l+2 £<£*-) + ahol: y = az átviteli függvény A = .c" rugóengedékenység körfrekvencia, 1 —-----az elektromechanikai átalakító saját Vmc körfrekvenciája, r = mechanikai ellenállás, m = az erő hatására elmozduló, a szalagterelő tengelyére redukált tömeg. Látható, hogy az ismertetett elektromechanikai átalakító a szabályzáselméletböl ismert kéttárolós, vagy arányos, másodrendű késleltetéses tag, amely nemkívánatos lengésre és túllövelésre hajlamos. A ^ csillapítási tényező az érzékelő átmeneti viselkedését jellemző mennyiség. A tag lengéshajtama annál nagyobb, minél kisebb a ^ csillapítási tényező értéke. A kis ^ csillapítási tényezőhöz tartozó jelentős túllendülés a mágnesszalag egyenletes futása, mint fontos követelmény szempontjából, feltétlenül kerülendő. A szabályozáselmélet szerint, ha a ^ csillapítási tényező értékét az optimális 0,5-0,7 közé be tudjuk állítani, akkor az ,y' átviteli 4 függvény gyakorlatilag túllendülés nélküli felfutást mutat. összefüggést elemezve látható, hogy az érzékelőlemez saját .r" mechanikai ellenállásának kis értéke miatt a ^ csillapítási tényező értéke kedvezőtlenül alacsony. A ^ csillapítási tényező értékének növeléséhez az .m", az erő hatására elmozduló, a szalagtereló tengelyére redukált tömeg értékét csökkenteni, a .c" rugóengedékenység értékét pedig növelni kellene. A gyakorlatban a szalagterelö és az értékelölemez mozgás-tömege egy minimális érték alá nem csökkenthető. A .c" rugóengedékenység növelését az érzékelőlemez vastagsági méretének csökkentésével azonban nem lehet elérni, hiszen a megfelelő jelnagyság eléréséhez egyébként is levékonyitott keresztmetszetet továbbgyengiteni a szükséges mechanikai szilárdság biztosítása és a szalagfutást elrontó elcsavarodás megakadályozása érdekében már nem lehet. Az érzékelölemez saját ,r" mechanikai ellenállása pedig adott és nem változtatható. Ennek a megoldásnak további hátránya, hogy a külön érzékelóelemként kialakított szalagfeszités-érzékelő a szalagpálya jelentős módosítása nélkül csak kis törési szöget használhat fel a szalagerő érzékelésére, s így az érzékelőre ható erő a mágnesszalagban ébredő erőnél jóval kisebb lesz, ami a hid egyébként is kisszintü kimenő jelének további csökkentését eredményezi. Emiatt az egyébként kedvezőbb érzékenységgel, stabilitással és linearitással rendelkező egyenáramú differenciálerősítő alkalmazhatóságának lehetősége csökken, ami pedig a vivöfrekvenciás mérőkörhöz képest olcsóbb megoldást is jelentene, hiszen elmaradhatna a stabil frekvenciájú és amplitúdójú váltakozó feszültséget előállító áramkör. Az egyenáramú differenciálerősítő alkalmazása esetén viszont a megmaradó driftből adódó nagyobb nullpont-eltoiódás okozhat problémát. A találmány célul tűzte ki az ismert megoldások hiányosságainak megszüntetését és olyan szalagfeszités-érzékelő szerkezet létrehozását, amely a mágnesszalagban ébredő erő gyors szabályozására képes úgy, hogy közben lehetővé teszi az érzékelő túllendüléB nélküli optimális átmeneti viselkedését, továbbá az előnyösebb tulajdonságokkal rendelkező egyenfeszültségű differenciálerősítő megbízható alkalmazását. A találmány szerinti megoldás azon a felismerésen alapul, hogy ha szalagerösltóhoz kapcsolódó érzékelókar egy tengely körül rugó ellenében elforgatható módon van kialakítva úgy, hogy az érzékelökar megfelelő helyén a felületet lecsökkentjük és ezen a levékonyitott keresztmetszetű felületen legalább egy nyúlásmérö bélyeget helyezünk el és a nyúlásmérő bélyeg kivezetéseit nyomtatott áramköri lapra 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
