激光測(cè)振儀被證明是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介（如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器HDD或DVD）動(dòng)態(tài)測(cè)試的可靠工具。在硬盤(pán)中，讀/寫(xiě)磁頭在空氣軸承上滑動(dòng)，可導(dǎo)致系統(tǒng)在某些情況下發(fā)生意外的振動(dòng)。Polytec 公司的單點(diǎn)或掃描式激光測(cè)振儀用來(lái)跟蹤這些穩(wěn)定或不穩(wěn)定的振動(dòng)，通過(guò)事先安裝在硬盤(pán)外殼上的透明玻璃窗進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試。
介紹
硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)中的空氣流動(dòng)引起的振動(dòng)引發(fā)了對(duì)空氣軸承設(shè)計(jì)的研究。不同的硬盤(pán)應(yīng)用了幾種不同的空氣流動(dòng)設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)會(huì)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(lái)決定配置，最小化浮動(dòng)和綜合引導(dǎo)系統(tǒng)周圍的空氣流動(dòng)干擾。最大的共振點(diǎn)在磁頭的浮動(dòng)組件的前端和末端邊緣上（俯仰和滾動(dòng)）。幾個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)的氣阻更換，直接影響磁頭/浮動(dòng)和綜合引導(dǎo)系統(tǒng)周圍的空氣流動(dòng)干擾。Polytec公司的單點(diǎn)和掃描式測(cè)振儀通過(guò)玻璃窗對(duì)硬盤(pán)內(nèi)的磁頭穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)飛行行為進(jìn)行測(cè)試。設(shè)計(jì)了幾個(gè)方法減弱振動(dòng)水平。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）模型也被用來(lái)計(jì)算浮動(dòng)系統(tǒng)的流體振動(dòng)的幾個(gè)特點(diǎn)。
測(cè)試
硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的前蓋被改成了光學(xué)透明玻璃，如圖1所示，這樣激光可以照射到驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的磁頭上。該驅(qū)動(dòng)器放在激光測(cè)振儀的激光顯微系統(tǒng)內(nèi)，激光通過(guò)顯微鏡鏡頭，然后再通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的玻璃窗口。信號(hào)由反射回來(lái)的激光解算出來(lái)。在滑塊后端發(fā)現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)烈的低頻信號(hào)共振帶，激光從浮動(dòng)裝置反射，聚焦在磁頭的兩個(gè)后端之一的角上，如圖2所示
圖1 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（HDD）蓋上的玻璃窗口
圖2 測(cè)點(diǎn)位置
這些調(diào)制信號(hào)由綜合引導(dǎo)系統(tǒng)和浮動(dòng)裝置的振動(dòng)產(chǎn)生。經(jīng)推測(cè)，共振信號(hào)由綜合引導(dǎo)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)磁頭焊點(diǎn)直接傳播到磁頭的后端。 比對(duì)工作也已經(jīng)進(jìn)行了，用了一個(gè)不同的控制文件，以及不同的氣動(dòng)浮動(dòng)裝置和空氣流動(dòng)特性，目的是為了測(cè)試在這個(gè)文件中是否會(huì)產(chǎn)生相同的共振模式的信號(hào)。本文描述了減弱主要共振模式的不同的方法，保持氣動(dòng)浮動(dòng)裝置不變，更換或去除空氣流動(dòng)組件。
結(jié)果與討論
測(cè)試開(kāi)始前，該文件做了磁性測(cè)試，測(cè)試中，文件被磁性信號(hào)華萊士方程分析跟蹤。該分析得到了非周期振動(dòng) (NRRO) 或信號(hào)的譜相干。圖3所示的結(jié)果表示磁頭的強(qiáng)烈的共振信號(hào)。激光測(cè)振儀的測(cè)試與非周期振動(dòng)數(shù)據(jù)相關(guān)。 懷疑新的空氣流動(dòng)組件導(dǎo)致不
圖3 磁頭信號(hào)共振帶
必要的空氣流動(dòng)使得浮動(dòng)裝置和綜合引導(dǎo)系統(tǒng)調(diào)制。控制硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器沒(méi)有這些組件，也沒(méi)有強(qiáng)烈的磁頭或綜合引導(dǎo)系統(tǒng)工作問(wèn)題。 主要的控制流動(dòng)組件是一個(gè)長(zhǎng)的氣阻，位于磁頭/浮動(dòng)裝置/作動(dòng)器組件的下游。氣阻的確定和去除顯示了對(duì)磁頭共振帶的影響。圖4顯示了硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中的長(zhǎng)短不同的2種氣阻這些情況都與沒(méi)有氣阻的情況做了對(duì)比，測(cè)試結(jié)果如圖5所示圖中顯示的是長(zhǎng)的與短的氣阻對(duì)磁頭共振的影響與沒(méi)有氣阻的測(cè)試結(jié)果對(duì)比。短的氣阻對(duì)磁頭共振影響最大，達(dá)到 1000 pm，長(zhǎng)的氣阻將共振減弱到 300 pm，而沒(méi)有氣阻時(shí)，磁頭共振達(dá)到 650 pm。因此，可以認(rèn)為，短的氣阻導(dǎo)致了氣流紊亂，影響了浮動(dòng)系統(tǒng)導(dǎo)致其振動(dòng)，長(zhǎng)的氣阻導(dǎo)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(duì)磁頭共振的貢獻(xiàn)，氣阻的尺寸對(duì)其他氣流產(chǎn)生影響，比如影響磁頭橫向振動(dòng)，導(dǎo)致磁道對(duì)準(zhǔn)不良 (TMR)。氣流對(duì)綜合引導(dǎo)系統(tǒng)的銅線和聚亞酰胺的對(duì)稱部分的影響進(jìn)行了建模分析，分析表明綜合引導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)的接頭部分的區(qū)域內(nèi)的氣流敏感。圖6所示為綜合引導(dǎo)系統(tǒng)的對(duì)稱部分。
圖4 長(zhǎng)、短氣阻示意圖
圖5 氣阻對(duì)共振的影響
圖6 綜合引導(dǎo)系統(tǒng)的對(duì)稱部分
結(jié)論
不穩(wěn)定的流致振動(dòng)共振測(cè)試表明，當(dāng)綜合引導(dǎo)系統(tǒng)和浮動(dòng)裝置被紊流擾動(dòng)時(shí)，磁頭對(duì)振動(dòng)頻帶比較敏感。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的氣阻影響綜合引導(dǎo)系統(tǒng)/浮動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)致振動(dòng)被傳導(dǎo)至磁頭。流體動(dòng)力學(xué)分析以及 有限體積模型顯示了受氣流影響的垂向振動(dòng)。
