磁帶記錄儀是利用磁性材料的剩磁效應(yīng)將被測(cè)量記錄在磁帶上的記錄儀表。用于記錄交變電量信號(hào)或電量的瞬態(tài)變化過程。
結(jié)構(gòu)和原理
磁帶記錄儀由磁頭、磁帶和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。磁頭又由帶有氣隙的環(huán)形軟四氧化三鐵心和繞于其上的線圈組成。磁帶表面涂有一層均勻的磁粉。當(dāng)磁帶記錄信號(hào)時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使磁帶按一定的線速度在記錄磁頭上平移。當(dāng)記錄磁頭線圈中有電流通過時(shí)，鐵心中產(chǎn)生與電流成比例的磁通量，而在鐵心空隙端通過的磁帶上的磁粉被磁化。磁帶離開磁頭后，磁帶上即留有與信號(hào)成比例的剩余磁化強(qiáng)度，從而使記錄的信號(hào)能長(zhǎng)久保存在磁帶上。重放時(shí)，磁帶上的磁信號(hào)通過重放磁頭還原成電信號(hào)。磁帶上的信號(hào)可用高頻去磁法抹去，使磁帶能多次使用。改變磁帶的移動(dòng)速度可壓縮或延長(zhǎng)時(shí)間軸，即可以快錄、慢放，或者慢錄、快放，便于分析快速瞬態(tài)過程或慢速長(zhǎng)時(shí)間的過程。重放時(shí)可配上筆式記錄儀或光線示波器繪制曲線，也可配上數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行分析、處理。多磁道的磁頭或裝有多個(gè)磁頭的多通道磁帶記錄儀，可同時(shí)對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行記錄，最多可有上百個(gè)信號(hào)通道。
分類
磁帶記錄儀按工作原理分為直接式和調(diào)頻式兩種。直接式磁帶記錄儀（見圖）對(duì)輸入電壓信號(hào)不進(jìn)行波形變換，信號(hào)經(jīng)放大后記錄在磁帶上。由于磁化場(chǎng)強(qiáng)H 和磁性材料的剩磁Br之間不是線性關(guān)系，只有中間一段是線性區(qū)，因此要在輸入電壓信號(hào)上疊加一個(gè)振幅恒定的高頻信號(hào)（稱為偏磁信號(hào)），使被記錄的信號(hào)始終處在Br-H 特性曲線的線性區(qū)，從而消除了重放信號(hào)的畸變。調(diào)頻式磁帶記錄儀與直接式類似，只是輸入的電壓信號(hào)先由調(diào)制器轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)，然后進(jìn)入記錄磁頭。重放時(shí)，由解調(diào)器將來自磁帶的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。此種記錄方式的優(yōu)點(diǎn)是線性度較好。
性能
直接式磁帶記錄儀的可記信號(hào)頻率高達(dá) 2兆赫，用于記錄高頻變化過程。但低頻響應(yīng)性能差，記錄50赫以下的信號(hào)有困難。調(diào)頻式磁帶記錄儀可記錄低頻甚至直流過程，工作頻率一般在0～200千赫左右；記錄準(zhǔn)確度比較高，誤差最小為±0.1％。所以調(diào)頻式是廣泛采用的一種記錄方式。磁帶記錄儀的輸入阻抗較高，一般在幾十千歐以上，可用于記錄電壓信號(hào)，或者記錄壓力、應(yīng)力、應(yīng)變、位移、振幅、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、心電、腦電、聲等隨時(shí)間變化的過程。
磁記錄是電子技術(shù)的一個(gè)重要分支，它可用于錄音、錄象、計(jì)算機(jī)外存、模擬數(shù)據(jù)記錄等方面。所謂磁記錄，就是靠磁場(chǎng)的變化將信號(hào)存貯在磁介質(zhì)上。模擬磁帶記錄儀是采用磁帶作為存貯介質(zhì)的模擬數(shù)據(jù)記錄器，為與錄音機(jī)相區(qū)別，也稱儀用記錄器。它主要用于各種模擬信號(hào)的記錄、貯存并重放。模擬磁帶記錄儀與一般錄音機(jī)的不同點(diǎn)為:?1.記錄信號(hào)的頻率范圍從直流到甚至比音頻更高的頻率。?2.有較好的重現(xiàn)性和較高的記錄精度。?3.有多種磁帶速度。?4.通道數(shù)多。廣義而言，照相、打印機(jī)、筆式記錄儀、光線示波器、X-Y記錄儀等都是記錄設(shè)備。
如圖所示，磁帶記錄儀主要由三部分組成。第一部分是放大器，包括記錄放大器和重放放大器。前者將輸入信號(hào)放大，并變換為最適于記錄的形式供給記錄磁頭；后者將重放磁頭檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行放大和變換，然后輸出。第二部分是磁頭，包括記錄磁頭與重放磁頭。前者將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁帶的磁化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電－磁轉(zhuǎn)換；而后者把磁帶的磁化狀態(tài)變換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)磁－電轉(zhuǎn)換。第三部分是磁帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它保證磁帶以一定的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行記錄或重放。
磁帶記錄儀的構(gòu)成與工作原理
磁帶是一種堅(jiān)韌的塑料薄帶，一面涂有磁性材料，通常用適當(dāng)?shù)酿ず蟿┌?a href="/hebeideji/7182166644545028096.html">氧化鐵粉末粘到塑料帶上。
磁頭是一個(gè)環(huán)形鐵芯，其上繞有線圈。在它與磁帶附件的前端面有一很窄的縫隙，一般為幾微米，稱為工作間隙。
當(dāng)信號(hào)電流通過記錄磁頭的線圈時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生隨信號(hào)電流而變化的磁通量，由于工作間隙的磁阻較高，大部分磁力線便經(jīng)磁帶上的磁性涂層回到另一磁極而構(gòu)成閉合回路。磁極下面的那段磁帶上所通過的磁通的大小和方向隨瞬時(shí)電流而變。當(dāng)磁帶以一定的速度離開磁極時(shí)，磁帶上剩余的磁化圖像就反映了輸入信號(hào)的情況。
重放過程是記錄的相反過程。重放磁頭與記錄磁頭結(jié)構(gòu)上完全相同。當(dāng)被磁化的磁帶經(jīng)過重放磁頭時(shí)，因磁頭鐵芯的磁阻很小，所以磁帶中的磁感應(yīng)線將經(jīng)過鐵芯形成回路，與磁頭線圈交鏈耦合。因?yàn)榇艓鄬?duì)于磁頭等速移動(dòng)，故磁化區(qū)域與磁頭相對(duì)位置就隨時(shí)間而變化，這樣通過磁頭鐵芯內(nèi)的磁通量也發(fā)生變化。
為了改善重放放大器的輸出特性，往往采用等化電路，即將重放放大器的幅頻特性設(shè)計(jì)成隨頻率的增加而成正比減小，從而使總的幅頻特性趨于平坦。
磁帶存儲(chǔ)的信息可以消除，消除的方法是利用磁頭通人高頻大電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)使磁帶向某一方向磁化到飽和狀態(tài)，然后又向相反方向磁化，多次反復(fù)，最后磁帶上的所有磁疇磁化方向變成完全無規(guī)則狀態(tài)，即宏觀上不再呈磁性。
參考資料 >