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词条 磁带记录仪
释义

§ 磁带记录仪

利用磁性材料的剩磁效应将被测量记录在磁带上的记录仪表。用于记录交变电量信号或电量的瞬态变化过程。

结构和原理

磁带记录仪由磁头、磁带和传动机构组成。磁头又由带有气隙的环形软磁铁心和绕于其上的线圈组成。磁带表面涂有一层均匀的磁粉。当磁带记录信号时,传动机构使磁带按一定的线速度在记录磁头上平移。当记录磁头线圈中有电流通过时,铁心中产生与电流成比例的磁通,而在铁心空隙端通过的磁带上的磁粉被磁化。磁带离开磁头后,磁带上即留有与信号成比例的剩余磁化强度,从而使记录的信号能长久保存在磁带上。重放时,磁带上的磁信号通过重放磁头还原成电信号。磁带上的信号可用高频去磁法抹去,使磁带能多次使用。改变磁带的移动速度可压缩或延长时间轴,即可以快录、慢放,或者慢录、快放,便于分析快速瞬态过程或慢速长时间的过程。重放时可配上笔式记录仪或光线示波器绘制曲线,也可配上数据处理装置进行分析、处理。多磁道的磁头或装有多个磁头的多通道磁带记录仪,可同时对多个变量进行记录,最多可有上百个信号通道。

分类

磁带记录仪按工作原理分为直接式和调频式两种。直接式磁带记录仪(见图)对输入电压信号不进行波形变换,信号经放大后记录在磁带上。由于磁化场强H 和磁性材料的剩磁Br之间不是线性关系,只有中间一段是线性区,因此要在输入电压信号上叠加一个振幅恒定的高频信号(称为偏磁信号),使被记录的信号始终处在Br-H 特性曲线的线性区,从而消除了重放信号的畸变。调频式磁带记录仪与直接式类似,只是输入的电压信号先由调制器转换成与之对应的频率信号,然后进入记录磁头。重放时,由解调器将来自磁带的频率信号转换成与输入信号对应的电压信号。此种记录方式的优点是线性度较好。

性能

直接式磁带记录仪的可记信号频率高达 2兆赫,用于记录高频变化过程。但低频响应性能差,记录50赫以下的信号有困难。调频式磁带记录仪可记录低频甚至直流过程,工作频率一般在0~200千赫左右;记录准确度比较高,误差最小为±0.1%。所以调频式是广泛采用的一种记录方式。磁带记录仪的输入阻抗较高,一般在几十千欧以上,可用于记录电压信号,或者记录压力、应力、应变、位移、振幅、速度、加速度、转速、心电、脑电、声等随时间变化的过程。

磁记录是电子技术的一个重要分支,它可用于录音、录象、计算机外存、模拟数据记录等方面。所谓磁记录,就是靠磁场的变化将信号存贮在磁介质上。模拟磁带记录仪是采用磁带作为存贮介质的模拟数据记录器,为与录音机相区别,也称仪用记录器。它主要用于各种模拟信号的记录、贮存并重放。模拟磁带记录仪与一般录音机的不同点为: 1.记录信号的频率范围从直流到甚至比音频更高的频率。 2.有较好的重现性和较高的记录精度。 3.有多种磁带速度。 4.通道数多。广义而言,照相、打印机、笔式记录仪、光线示波器、X-Y记录仪等都是记录设备。

如图所示,磁带记录仪主要由三部分组成。第一部分是放大器,包括记录放大器和重放放大器。前者将输入信号放大,并变换为最适于记录的形式供给记录磁头;后者将重放磁头检测到的信号进行放大和变换,然后输出。第二部分是磁头,包括记录磁头与重放磁头。前者将电信号转换为磁带的磁化状态,实现电-磁转换;而后者把磁带的磁化状态变换为电信号,实现磁-电转换。第三部分是磁带传动机构,它保证磁带以一定的运动速度进行记录或重放。

§ 磁带记录仪的构成与工作原理

磁带是一种坚韧的塑料薄带,一面涂有磁性材料,通常用适当的黏合剂把氧化铁粉末粘到塑料带上。

磁头是一个环形铁芯,其上绕有线圈。在它与磁带附件的前端面有一很窄的缝隙,一般为几微米,称为工作间隙。

当信号电流通过记录磁头的线圈时,铁芯中产生随信号电流而变化的磁通,由于工作间隙的磁阻较高,大部分磁力线便经磁带上的磁性涂层回到另一磁极而构成闭合回路。磁极下面的那段磁带上所通过的磁通的大小和方向随瞬时电流而变。当磁带以一定的速度离开磁极时,磁带上剩余的磁化图像就反映了输入信号的情况。

重放过程是记录的相反过程。重放磁头与记录磁头结构上完全相同。当被磁化的磁带经过重放磁头时,因磁头铁芯的磁阻很小,所以磁带中的磁感应线将经过铁芯形成回路,与磁头线圈交链耦合。因为磁带相对于磁头等速移动,故磁化区域与磁头相对位置就随时间而变化,这样通过磁头铁芯内的磁通也发生变化。

为了改善重放放大器的输出特性,往往采用等化电路,即将重放放大器的幅频特性设计成随频率的增加而成正比减小,从而使总的幅频特性趋于平坦。

磁带存储的信息可以消除,消除的方法是利用磁头通人高频大电流,此电流产生的磁场使磁带向某一方向磁化到饱和状态,然后又向相反方向磁化,多次反复,最后磁带上的所有磁畴磁化方向变成完全无规则状态,即宏观上不再呈磁性。

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更新时间:2025/3/22 3:11:39