激光測振儀被證明是數(shù)據(jù)存儲媒介（如硬盤驅動器HDD或DVD）動態(tài)測試的可靠工具。在硬盤中，讀/寫磁頭在空氣軸承上滑動，可導致系統(tǒng)在某些情況下發(fā)生意外的振動。Polytec 公司的單點或掃描式激光測振儀用來跟蹤這些穩(wěn)定或不穩(wěn)定的振動，通過事先安裝在硬盤外殼上的透明玻璃窗進行振動測試。
介紹
硬盤驅動中的空氣流動引起的振動引發(fā)了對空氣軸承設計的研究。不同的硬盤應用了幾種不同的空氣流動設計，這些設計會產(chǎn)生穩(wěn)定或不穩(wěn)定的空氣軸承飛行行為。本研究用來決定配置，最小化浮動和綜合引導系統(tǒng)周圍的空氣流動干擾。最大的共振點在磁頭的浮動組件的前端和末端邊緣上（俯仰和滾動）。幾個硬盤驅動的氣阻更換，直接影響磁頭/浮動和綜合引導系統(tǒng)周圍的空氣流動干擾。Polytec公司的單點和掃描式測振儀通過玻璃窗對硬盤內的磁頭穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)飛行行為進行測試。設計了幾個方法減弱振動水平。計算流體動力學（CFD）模型也被用來計算浮動系統(tǒng)的流體振動的幾個特點。
測試
硬盤驅動器的前蓋被改成了光學透明玻璃，如圖1所示，這樣激光可以照射到驅動器內的磁頭上。該驅動器放在激光測振儀的激光顯微系統(tǒng)內，激光通過顯微鏡鏡頭，然后再通過驅動器的玻璃窗口。信號由反射回來的激光解算出來。在滑塊后端發(fā)現(xiàn)一個強烈的低頻信號共振帶，激光從浮動裝置反射，聚焦在磁頭的兩個后端之一的角上，如圖2所示
圖1 硬盤驅動器（HDD）蓋上的玻璃窗口
圖2 測點位置
這些調制信號由綜合引導系統(tǒng)和浮動裝置的振動產(chǎn)生。經(jīng)推測，共振信號由綜合引導系統(tǒng)經(jīng)過磁頭焊點直接傳播到磁頭的后端。 比對工作也已經(jīng)進行了，用了一個不同的控制文件，以及不同的氣動浮動裝置和空氣流動特性，目的是為了測試在這個文件中是否會產(chǎn)生相同的共振模式的信號。本文描述了減弱主要共振模式的不同的方法，保持氣動浮動裝置不變，更換或去除空氣流動組件。
結果與討論
測試開始前，該文件做了磁性測試，測試中，文件被磁性信號華萊士方程分析跟蹤。該分析得到了非周期振動 (NRRO) 或信號的譜相干。圖3所示的結果表示磁頭的強烈的共振信號。激光測振儀的測試與非周期振動數(shù)據(jù)相關。 懷疑新的空氣流動組件導致不
圖3 磁頭信號共振帶
必要的空氣流動使得浮動裝置和綜合引導系統(tǒng)調制。控制硬盤驅動器沒有這些組件，也沒有強烈的磁頭或綜合引導系統(tǒng)工作問題。 主要的控制流動組件是一個長的氣阻，位于磁頭/浮動裝置/作動器組件的下游。氣阻的確定和去除顯示了對磁頭共振帶的影響。圖4顯示了硬盤驅動器中的長短不同的2種氣阻這些情況都與沒有氣阻的情況做了對比，測試結果如圖5所示圖中顯示的是長的與短的氣阻對磁頭共振的影響與沒有氣阻的測試結果對比。短的氣阻對磁頭共振影響最大，達到 1000 pm，長的氣阻將共振減弱到 300 pm，而沒有氣阻時，磁頭共振達到 650 pm。因此，可以認為，短的氣阻導致了氣流紊亂，影響了浮動系統(tǒng)導致其振動，長的氣阻導致了低紊亂的上游尾跡。顯然從數(shù)據(jù)中可以看出氣阻對磁頭共振的貢獻，氣阻的尺寸對其他氣流產(chǎn)生影響，比如影響磁頭橫向振動，導致磁道對準不良 (TMR)。氣流對綜合引導系統(tǒng)的銅線和聚亞酰胺的對稱部分的影響進行了建模分析，分析表明綜合引導系統(tǒng)對結構的接頭部分的區(qū)域內的氣流敏感。圖6所示為綜合引導系統(tǒng)的對稱部分。
圖4 長、短氣阻示意圖
圖5 氣阻對共振的影響
圖6 綜合引導系統(tǒng)的對稱部分
結論
不穩(wěn)定的流致振動共振測試表明，當綜合引導系統(tǒng)和浮動裝置被紊流擾動時，磁頭對振動頻帶比較敏感。硬盤驅動器的氣阻影響綜合引導系統(tǒng)/浮動系統(tǒng)，導致振動被傳導至磁頭。流體動力學分析以及 有限體積模型顯示了受氣流影響的垂向振動。
