监测带绝缘轴承构造运动设备接地连接的装置和方法制造方法及图纸

提供了监测带绝缘轴承装置的运动设备的接地连接的装置和方法，该装置和方法不采用可磨损和失效的弹簧触点。所述装置提供牢靠的方法来监测带绝缘轴承的所述运动设备的接地连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及用于监测一件设备接地连接的装置和方法。
技术介绍
采用绝缘轴承构造的运动设备，例如空气轴承主轴，在操作期间 不能充分接地，因为所用的轴承构造根据定义是绝缘的。在静电敏感(静电放电一ESD)的应用(例如磁盘驱动器和半导体设备)中，确保 主轴转子和地之间的良好接地是重要的。在典型的系统中，转子和地 之间采用弹簧支承连接。图la描述了具有主轴10 (其转子12与定子 通过绝缘轴承14隔离)的典型构造的实例，例如该实例中的空气轴承。 在本具体应用中，空气主轴在测试过程中驱动磁盘驱动器的磁盘16， 如果磁盘16上的电压高，则用于测试的磁头18可容易被损坏，这种 情况可以在磁盘16 (和转子12)没有正确接地时发生。转子接地通常是通过弹簧式触点20、经由构造22、物理连接和电 连接到定子或机架来完成。该触点通常是电连接到转子中心的特殊触 点20上，其中构造22延伸并通过螺丝24连接到主轴10上。该特殊 触点通常称为"按钮"，为了表述清楚本文件采用此定义。图la中所 示的特殊连接不可靠，因为按钮20会磨损，而且该触点的弹簧由于疲 劳会松弛，并因而如图lb所示中断接触。当接触中断时，接地连接失 败，会发生敏感元件暴露在电压和电流中的危险。理想的是，提供一 种装置和方法，以便能够监测转子和地之间的牢靠连接，并且不依赖 于弹簧触点。在这种情况下，不能采用通过连续性监测接地连接的传统方法(例 如Ground Master产品中所示的，该产品可从3M公司(以前的CredenceTechnologies公司)商购获得，关于该产品的更详细信息可在 http:〃www.credencetech.com/products/product.php productId=CTC065,% 20CTC065RT)上找到)，因为受监测部分仅有一个电触点可利用。因此，期望提供监测带绝缘轴承构造的运动设备接地连接的装置 和方法，并为此本专利技术涉及该装置和方法。
技术实现思路
本专利技术提供监测带绝缘轴承构造的运动设备的接地连接的装置和 方法，该装置和方法利用测量运动构件和静止构件之间的寄生电容来 确定运动构件是否经由触点正确接地。该装置提供牢靠的方法来监测 带绝缘轴承运动设备的接地连接。因此，根据本专利技术，提供了一种物品，该物品包括运动构件、通 过绝缘轴承与运动构件隔离的静止构件、以及电路，该电路通过测定 接地触点和静止构件之间的电容来测定与运动构件和静止构件之间的 寄生电容，以便确定与运动构件之间的连接。根据本专利技术的另一方面，提供了一种装置，该装置用于监测具有 通过绝缘轴承隔开的运动构件和静止构件的物品的接地。该装置具有 测量运动构件和静止构件之间的寄生电容的电路、以及指示与运动构 件的连接的电路。根据本专利技术的又一方面，提供了一种方法，该方法用于监测具有 通过绝缘轴承隔开的运动构件和静止构件的物品的接地。在该方法中， 对装置的运动构件和静止构件间的寄生电容进行测量。然后，基于测 量的寄生电容确定与运动构件的连接。在本专利技术的全部实施例中，通过在连接运动构件的触点(具有允 许测量电容的特性)间形成足够的电流接地通路提供该运动构件的接地。附图说明图la和lb示出了用于监测带绝缘轴承的运动设备接地的典型装置；图2示出了电路的优选实施例的实例，该电路实现了用于监测带绝缘轴承的设备的接地连接的方法；图3a和3b示出了由图2所示的装置产生的波形；图4示出了用于监测一件带有绝缘轴承设备接地连接的装置的实施例实例；图5示出了用于监测一件带有绝缘轴承设备接地连接的装置的另 一个实施例实例；图6示出了用于监测一件带有绝缘轴承设备接地连接的装置的另 一个实施例实例；图7示出了用于监测一件带有绝缘轴承设备接地连接的装置的又 一个实施例实例；以及图8A和8B示出了用于监测带有绝缘轴承设备接地连接的装置和 方法的另一个实施例实例。具体实施例方式本专利技术特别适用于监测一件带空气轴承设备接地连接的装置和方 法，并且其将在本文进行描述。然而应理解，根据本专利技术的装置和方 法具有较大实用性，因为该装置可以用于任何物品或运动的一件带绝 缘轴承的设备，并且其可以用不同于下面示意图中示出的电路和元件 来实施，并且该装置的其它具体实施方式是在本专利技术的范围内。图2示出了电路28的优选实施例的实例，该电路实现了监测一件 带绝缘轴承设备接地连接的方法。概括而言，本专利技术的方法、电路和 装置依靠发动机转子和定子之间的寄生电容来监测连接，特别是接地 连接。因此，实现其中通过寄生电容来监测带绝缘轴承的移动物品的接地连接的方法的任何电路或装置都在本专利技术的范围内。电路28可以包括已知的交流电(AC)信号振荡器30，该振荡器 经由电阻器32提供交流信号给触点34 (它与图la的按钮20行使相同 的功能并且可以和按钮20 —样实施)。转子12和定子之间的寄生电 流在图2中表示为电容器36。感应器38提供与接地电流连接，同时在 用于监控接地连接的频率下具有高阻抗。使用该方法，接地连接是通 过监视器电路而不是通过按钮20 (图la)与地直接连接而提供。为了使 用该方法，触点34需要通过使用传统的方法(例如尼龙螺丝和垫圈等) 与定子/机架进行电隔离。图3a和3b示出了由图2所示装置产生的波形。具体地讲，当触 点34和转子12之间的连接断开时，在图2所示电路中的A点和B点 处的信号与图3a中所见的信号基本相同。然而，如果转子12与触点 34之间的接触良好，则引入了电容负载并导致在B点处的波形(如图 3b所示)发生变化。具体地讲，与A点处的原信号相比，B点处的波 形现在不仅振幅较低而且相位滞后(比预定时间滞后C)。根据本专利技术， 可以利用这两种现象(信号振幅的差值或信号的相移)中的任一种， 以便监测触点和转子之间的连接。结合图4描述在下面描述了基于相 移/相位差来监测接地的装置的实例，并且结合图5在下面描述了基于 振幅差来监测接地的装置的实例。图4示出了装置100的实施例实例，该装置用于监测带绝缘轴承 的设备的接地连接。电路28可以在A点和B点处(如上面关于图2 的描述)输出信号并且该信号通过一组任选的放大器40和42，将信号 放大。A点和B点的输出(或来自任选的放大器的输出)馈送至一组 典型的相位比较器44的输入中，这可以采用异或门(XORgate)作为 普遍已知的电路构建来实现(如 http:〃www.uoguelph.ca/ antoon/gadgets/pll/pll.html 或 http:〃ocw.mit.edu/NR/rdonlyres/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6-331Ad雨ced-Circuit-TechniquesSpring2002/80219724-F666-489 D-8564-8B8E5DC94BCC/0/lab3.pdf所述)。如果信号的相位相同或在可 接受的限度之内，那么相位比较器44无信号，显示接地连接故障。如 果信号之间的相位差超过预定的限度，则这表明触点34与地之间连接 良好，其以如所示的步进电压信号处输出。通常，从连接器到地的电 容在连通状态和未连通状态之间的差值是很大的。 一种类型的空气轴 承主轴的运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物品，包括：　运动构件；　静止构件，该静止构件通过绝缘轴承与所述运动构件隔离；和　电路，该电路测量所述运动构件和所述静止构件之间的寄生电容，以便确定与所述运动构件的连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉迪米尔克拉兹，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]