【工业系统测量课件】软驱分析.pptVIP

力的测量与差动放大 工业系统的测量 陈永森 工程训练中心 2004年12月 第十一讲 软驱分析训练目的 了解一个典型机电一体化产品的设计思想，形成对机电一体化设计的基本认识。 培养机电产品分析的初步能力 第十一讲 软驱分析本讲内容（2课时） 软驱的结构和原理 磁头系统 主轴系统 磁头系统和主轴系统的协同工作 磁盘进出机构 软驱主板 盘片和盘套 软驱主要技术特性 训练内容 §11.1 软盘结构及原理 §11.1 软盘结构及原理 3.5英寸软盘结构 §11.1 软盘结构及原理 §11.1 软盘结构及原理 格式化(format)：新软盘格式化后才可以存储数据。所谓“格式化”就是在软盘上按一定标准划分出所谓“磁道”和“扇区”。 通常，3.5英寸软盘格式化为80磁道（同心圆）、18扇区。一个磁道在某一扇区内的一段称为扇段，每个扇段可以存储512字节(Byte)的数据。除18个扇段外，在扇段00和扇段17之间还设有间隙区。数据被存放在这些磁道扇区上，在读取数据时，也会以这些磁道扇区为基准进行检索。 软盘格式化后，盘上所有数据将被全部清除。 §11.1 软盘结构及原理 §11.1 软盘结构及原理 §11.2 磁头系统 磁头系统：磁头小车、导轴、丝杠螺母副和步进电机、00号磁道检测传感器。 导轴和丝杠以主板为参照基准，共同决定了磁头的直线运动轨迹。丝杠由步进电机带动。 §11.2 磁头系统 磁头小车： 有上、下两个磁头，上、下磁头的通过扁平线束与控制电路连接。 小车的一侧有滑孔，导轴穿过滑孔后固定在主板上。小车的另一侧有简化为一根钢针的螺母，与丝杠共同构成丝杠-螺母副。 滑孔、导轴和丝杠-螺母都具有很高的加工精度和光洁度。 磁头小车的运动： 丝杠和导轴构成一个平面，保证小车的平稳运动。 丝杠由步进电机带动，步进电机在控制器发出的步进脉冲和方向信号控制下转过预定的角位移，通过丝杠-螺母副转换为磁头小车的直线运动，使磁头找到预定的磁道。 当磁头移动到位于最外圈的00号磁道时，小车上的档片就会遮挡光电对管的光路，这个光电对管作为00磁道传感器，立即向控制器发出信号，表示磁头已到00号磁道。 §11.3 主轴系统 无刷直流电机 主轴带动盘片转动，其核心主轴电机是一个外形扁平的直流无刷电机。 读写操作中，盘片以恒速300r/min±1.5%作旋转运动，也有的软驱转速是600r/min。 §11.3 主轴系统 §11.3 主轴系统 转子位置传感器：霍尔器件 为了使转子角位移满360°时重新从0°记起，在永磁转子外壳的边缘开了一个漏磁窗口，在转子外壳附近的定子印制板上，安装了一个霍尔器件或者一个电感线圈，作为索引传感器。转子每转一周，窗口的漏磁使传感器产生一个索引脉冲。两个索引脉冲之间，转子运动了360°的角位移。 以恒速300r/min旋转时，索引脉冲周期为200ms，脉宽4ms。 索引脉冲除用于划分磁道的起始和终止点外，还被利用来作转速控制。可以用频压转换，也可以用锁相技术进行控制。与普通直流电机一样，可以用PWM控制电枢电流实现转速控制。 §11.4 磁盘进出机构 §11.4 主板 作用：系统的装配模块，为所有的静态零部件和动态机构提供了定位基准和运动参照。 构成： 1)控制电路印制板；检测写保护、盘密度和盘片到位位传感器；00号磁道传感器。 2)磁头系统的导轴和丝杠固定在主板上，两个轴的加工精度和装配平行度直接影响磁头的运动精度；主轴电机也固定在软驱主板上，它的轴心定位精度对读写操作有最为重要的作用。 3)上、下夹板，盘套活门拨杆底转动轴和复位弹簧也固定在主板底面上。 4)盘片的主、次两个水平驱动销 5)上下盖、前面板 软驱主板是铝镁合金精密铸造件，也有用钢板精密冲压件的，钢板的厚度应能保证足够的刚性。 §11.4 磁头与主板协同工作 磁道格式：每一个扇段内，分为ID标记段和数据区两部分。ID标记段以同步信号SYNC起始，以间隙GAP2结束。数据区也以同步信号SYNC起始，以间隙GAP3结束。 读写操作 扇段定位：同步信号确保了写在任何一个扇段里的标志、地址和数据总能在读操作中被磁头正确地对准 磁道定位：寻找磁道的操作由控制器根据来自主机的命令和目标磁道号，将当前磁道号与目标磁道号比较，从而决定磁头的移动方向和位移量。 控制器：解释来自CPU的命令，检测驱动器的工作状态，向磁头系统和主轴系统发出各种控制信号 。 §11.4 磁头与主板协同工作 工作状态检测 工作状态检测 1)00磁道传感器：一个红外发射-接收对管，当磁头移动到00号磁道，也就是最外面的磁道时，磁头小车