Brevet FR2378328A1 — publié le 19780818

La présente invention concerne un dispositif pour la mesure de certaines caractéristiques des têtes magnétiques qui généralement, selon les besoins, peuvent être utilisées soit pour enregistrer des signaux sur une surface magnétique, soit pour lire de tels signaux. Ces mesures sont tres importantes car la forme et l'amplitude des signaux enregistrés et/ou lus sur les surfaces magnétiques dépendent, entre autres, des caractéristiques suivantes des têtes magnétiques - largeur d'entrefer ; - écart angulaire du plan de symétrie longitudinal de l'entrefer par rapport à l'axe de positionnement mécanique. Lorsque l'entrefer est constitué par une lame de métal, on connaît un moyen de déterminer ces caractéristiques, généralement par examen à l'aide d'un système optique grossissant et d'appareils de mesure d'angle. Ces méthodes présentent, entre autres inconvénients, celui de ne donner qu'une valeur approchée de ces caractéristiques, ne tenant pas compte des irrégularités de contact de la lame avec le circuit magnétique. De plus, cette mesure ne donne pas la valeur dite "efficace" de la largeur d'entrefer, c'est-a-dire la valeur a prendre en considération pour l'évaluation des phénomènes électriques engendrés par les têtes pour l'enregistrement de signaux sur une surface magnétique ou dans les têtes pendant la lecture de ces mêmes signaux. De plus, ces méthodes ne sont pas applicables dans le cas d'entrefer non visible. On a donc recherché dans la présente invention à créer un dispositif permettant la mesure - de la largeur efficace de l'entrefer des têtes magnétiques - de l'écart angulaire du plan de symétrie longitudinal de l'entrefer par rapport à un axe de positionnement mécanique des têtes d'enre gistrement ou de lecture. On sait que lors de la lecture de signaux sinusoldaux de longueur d'onde X enregistrés sur une surface magnétique, le flux magnétique f induit dans le bobinage de la tête est du type avec : - V : vitesse de défilement de la surface magnétique sous la tête utilisée pour la lecture ; - # : longueur d'onde du signal enregistré sur la surface ; - #m m constante dépendant de la tête magnétique ; 111 - t : temps. L'expression de l'amplitude Us de la tension induite aux bornes de s la tête utilisée, fermée sur une charge, est de la forme : avec : - e : largeur efficace d'entrefer de la tête magnétique ; - L : largeur de piste lue ; - &alpha; : angle formé par le plan de symétrie longitudinal de l'entrefer et la ligne d'équiphase du signal enregistré sur la piste. Cette expression montre que, pour un dispositif d'entralnement, une impédance de charge de la tête et une orientation du plan de symétrie longitudinal de Entrefer donnés, l'amplitude stannule pour (n : nombre entier), soit X = n n Elle montre aussi que, pour un dispositif d'entra mement, une impédance de charge de la tête et une longueur d'onde donnés, l'amplitude du signal de lecture est maximale lorsque a est nul. Pour effectuer la mesure de la largeur efficace de l'entrefer, un signal sinusoïdal de fréquence réglable est enregistré sur la surface magnétique à laaide d'un courant de commande convenable dans un dispositif d'enregistrement. La mesure de la fréquence du courant de commande du dispositif d'enregistrement et celle de la vitesse de défilement de la surface magnétique permettent de connaltre la longueur d'onde du signal lu par la tête à mesurer. La méthode de mesure consiste alors à chercher les longueurs dronde pour lesquelles le signal de lecture passe par des valeurs nulles. La valeur X à retenir est la première rencontrée lorsque la fréquence croit m à partir de zéro. Par définition, la largeur efficace de l'entrefer de la tête magnétique mesurée est égale à Xm. m Pour la mesure de l'écart angulaire du plan de symétrie longitudinal de l'entrefer d'une tête magnétique par rapport à son axe de positionnement mécanique, un signal sinusoidal est enregistré sur la surface magnétique à l'aide d'un courant de commande convenable du dispositif d'enregistrement avantageusement, la fréquence de ce courant est voisine de celle qui correspond au premier maximum d'amplitude du signal de lecture obtenu en faisant varier, au-delà de zéro, la fréquence du signal enregistré, tous les autres paramètres demeurant constants.Le dispositif de mesure de l'angle de rotation du plan de symétrie longitudinal de 11 entrefer d'une tête est préalablement étalonné de façon que son zéro corresponde au parallélisme de la ligne d'équiphase du signal enregistré sur la surface magnétique et du plan de symétrie longitudinal de l'entrefer d'une tête étalon dont ledit écart angulaire est nul ou connu. L'étalonnage étant effectué, l'orientation de la tête à mesurer pour trouver le maximum le plus élevé (maximum maximorum) de l'amplitude du signal de lecture, fournit l'écart angulaire cherché. Le dispositif de mesure de caractéristiques d'une tête magnétique, selon la présente invention, comprend au moins - un système d'entraînement d'une surface magnétique à vitesse constante et définie, - un dispositif d'enregistrement sur ladite surface magnétique de signaux sinusoldaux dont la fréquence peut varier et prendre différentes valeurs, - des moyens, placés en aval de ce dernier par rapport au sens de défilement de ladite surface magnétique, pour la fixation de ladite tête magnétique selon un positionnement mécanique correspondant à son mode d'utilisation normal, ces moyens permettant en outre d'effectuer une rotation du plan de symétrie longitudinal de l'entrefer autour d'un axe normal au plan de défilement de ladite surface magnétique et de mesurer l'angle de cette rotation, - et un appareillage pour détecter les passages par zéro et par des maxima de l'amplitude de la tension de sortie aux bornes de ladite tête magnétique. Avantageusement, lesdits moyens sont conçus pour permettre un contact convenable entre le sommet de l'entrefer et la surface magnétique, ainsi qu'une application correcte de cette surface sur la tête magnétique. Un exemple de réalisation de ce dispositif est donné ci-après, à titre nullement limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente partiellement l'ensemble du dispositf de mesure, tel qu'il peut être monté sur une platine - la figure 2 et la figure 3, vue suivant F de la figure 2, repré sentent partiellement le dispositif de fixation et d'orientation des têtes magnétiques. Dans le dispositif de mesure représenté à la figure I, la surface magnétique est constituée par une bande magnétique I montée en boucle sans fin et entrafnée, à vitesse constante et définie, par un galet moteur 2 sur lequel la bande est appliquée#sous pression constante à l'aide d'un galet presseur 3 et d'un poussoir 4. La bande est guidée par l'intermédiaire de quatre galets 5, et un système à levier 6 assure une tension convenable de la bande. En variante, la bande magnétique peut aussi être suffisamment longue et être entraînée par un système comportant un enrouleur et un dérouleur. Le dispositif d'enregistrement sur la bande magnétique de signaux sinusoidaux est constitué par une tête d'enregistrement 7. Cette tête qui comporte un blindage approprié est placée en amont de la tête magnétique 8 à mesurer, par rapport au sens de défilement de la bande. Les signaux enregistrés sur la bande magnétique sont effacés à chaque tour par le champ magnétique produit par des aimants permanents 9 de caractéristiques appropriées. La tête magnétique 8 à mesurer est montée dans le dispositif de fixation dont les figures 2 et 3 illustrent un mode de réalisation. Le support de tête 10 qui comporte deux ergots 16 pour le positionnement angulaire précis de la toto 8, est fixé sur une plaque 11, elle-meme pivotante sur deux vis pointeaux 12, l'axe de rotation étant sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal de l'entrefer de la tête 8. Le réglage de chacune des deux vis pointeaux 12 permet d'assurer un contact satisfaisant de la tête sur la bande magnétique 1, elle-même appliquée sur la tête par une poussée définie et suffisante, à l'aide d'un galet presseur 13. La rotation de la plaque 11, ainsi que du support 10 et de la tête 8 autour de l'axe défini par l'extrémité des vis pointeaux 12, est réalisée et contrôlée à l'aide d'une vis 14 qui appuie sur une extrémité de la plaque 11, tandis qu'un ressort de rappel 17 agit sur l'extrémité opposée. Le déplacement angulaire de la plaque 11 est mesuré à l'aide d'un comparateur 15 solidaire du châssis 18. Connaissant avec précision la distance entre le point d'application sur la plaque support Il et l'axe de rotation défini par les deux vis pointeaux 12, l'angle de rotation de la tête magnétique peut être déduit du déplacement longitudinal de l'extrémité du comparateur 15. La graduation du comparateur peut avantageusement donner directement la valeur en minutes du déplacement angulaire, pour le montage utilisé. Le châssis 18 supporte en outre (non représentés) les différents connecteurs qui permettent le branchement des appareils électroniques nécessaires tels que, notamment, générateur de signaux basse fréquence, fréquence mètre, oscilloscope, etc..., ou ces appareils eux-mêmes, ainsi que les potentiomètres ou autres composants électroniques qui permettent la mise en route, le réglage et le contrôle des circuits électroniques particuliers que comporte le dispositif de mesure. La mesure des deux caractéristiques précitées d'une tête magnétique (largeur efficace d'entrefer et écart angulaire) s'effectue de manière simple et directe à l'aide du dispositif décrit ci-dessus. La tête magnétique 8 à mesurer est montée dans le support 10 et parfaitement positionnée grâce aux ergots 16 qui pénètrent dans les rainures correspondantes de la tête magnétique. La bande magnétique 1 est entraînée à une vitesse V constante bien définie par le galet moteur 2. Le générateur de signaux sinusoldaux de fréquence f réglable, associé à un fréquencemètre, alimente la tête d'enregistrement 7 qui inscrit sur la bande magnétique I un signal dont la longueur d'onde est X =V/f. Le signal enregistré est ensuite lu par la tête magnétique 8 à mesurer (qu'il s'agisse d'une tête destinée à la lecture ou à l'enregistre- ment) ; un oscilloscope permet la mesure de l'amplitude du signal de lecture. Pour déterminer la largeur efficace de l'entrefer de la tête magnétique 8, on fait varier la fréquence f du générateur de signaux, à partir d'une valeur voisine de zéro. L'amplitude du signal de lecture diminue jus qu a s' annuler pour une fréquence fm, tandis que la vitesse de défilement V est restée constante. La largeur efficace de l'entrefer est égale à V/fm. Si la fréquence croit encore, l'amplitude du signal de lecture s'annulera à nouveau après être passée par un maximum relatif, mais seul le premier zéro est à prendre en considération. Pour déterminer l'écart angulaire du plan de symétrie longitudinal de l'entrefer par rapport à l'axe de positionnement mécanique de la têtue, la fréquence du signal d'enregistrement est fixe et, de préférence, voisine de la valeur donnant le maximum suivant le premier zéro de l'amplitude du signal de lecture, obtenu comme indiqué au paragraphe précédent. La vitesse de défilement V de la bande restant fixe, l'amplitude du signal de lecture varie en fonction de l'orientation angulaire de la tête 8 qui est réglée au moyen de la vis 14 et mesurée par le comparateur 15. Cette amplitude passe par des zéros et des maxima relatifs dont la valeur est croissante, puis décroissante en passant par le maximum le plus élevé (maximum maximorum). L'écart angulaire cherché correspond à l'orientation qui donne ce maximum le plus élevé. Préalablement, l'appareil a été étalonné en utilisant une tête étalon dont l'écart angulaire est nul ou connu. Le dispositif décrit ci-dessus étant un exemple non limitatif, on peut, sans sortir du cadre de la présente invention, remplacer tout moyen indiqué par un moyen équivalent. En particulier, la réalisation et la mesure de l'orientation de la tête magnétique à contrôler pourront être effectuées par tout autre moyen connu en soi. De même, l'entraînement de la bande magnétique peut être de type continu comme celui décrit ou de type alterné utilisant tout système enrouler - dérouleur connu. Le domaine d'application du procédé et du dispositif selon l'invention est vaste ; il comprend notamment l'audio-visuel, l'informatique et la gestion automatique par informations magnétiques. il peut s'agir par exemple du traitement de titres de transport, de cartes d'abonnement ou de paiement (péage, garage...), ou autres. REVENDICATIONS 1 - Procédé de mesure de caractéristiques d'une tête magnétique d'enregistrement et/ou de lecture, caractérisé par le fait qu'il comporte en succession les étapes suivantes - enregistrement d'un signal de longueur d'onde réglable sur une surface magnétique, - lecture de ce signal au moyen de ladite tête, - et recherche de la longueur d'onde pour laquelle l'amplitude du signal de lecture obtenu s'annule, la largeur dite "efficace" de l'entrefer de ladite tête étant égale à cette longueur d'onde. 2 - Procédé de mesure selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre la recherche et la mesure, par rapport à une position de référence, de la position angulaire de ladite tête-pour laquelle l'amplitude du signal de lecture obtenu atteint sa valeur maximale la plus élevée, la position angulaire correspondante représentant l'écart angulaire du plan de symétrie longitudinal de l'entrefer de ladite tête magnétique par rapport à son axe de positionnement mécanique. 3 - Dispositif de mesure de caractéristiques d'une. tête magnétique d'enregistrement et/ou de lecture, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins - un système d'entraînement d'une surface magnétique à vitesse constante et définie, - un dispositif d'enregistrement sur ladite surface magnétique de signaux sinusoidaux dont la fréquence peut varier et prendre différentes valeurs, - des moyens, placés en aval de ce dernier par rapport au sens de défilement de ladite surface magnétique, pour la fixation de ladite tête magnétique selon un positionnement mécanique corres pondant à son mode d'utilisation normal, - et un appareillage pour détecter les passages par zéro et par des maxima de l'amplitude de la tension de sortie aux bornes de ladite tête magnétique. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens permettent en outre d'effectuer une rotation du plan de symétrie longitudinal de l'entrefer autour d'un axe normal au plan de defi- lement de ladite surface magnétique et de mesurer l'angle de cette rotation. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont en outre conçus pour permettre un contact convenable entre le sommet de l'entrefer et la surface magnétique, ainsi qu'une appl#ication correcte de cette surface sur la tête magnétique. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens consistent en un support comportant des repères de positionnement de la tête magnétique, fixé a une plaque qui peut pivoter autour d'un axe placé sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal de l'entrefer de ladite tête.