利用温度传感器的频域特征确定头－盘接触和/或间距制造技术

本发明专利技术公开了利用温度传感器的频域特征确定头－盘接触和/或间距。将高频、经AC调制的加热器电流施加至磁头的加热器。确定位于接近磁介质的区域处的温度传感器的电阻变化。电阻变化响应于加热器电流而产生。基于电阻变化的频域特征确定磁头与磁介质之间的间距和接触中的至少一个。

The head disk contact and / or spacing are determined by the frequency domain characteristics of the temperature sensor

The present invention discloses head to disk contact and / or spacing using frequency domain characteristics of a temperature sensor. A heater current modulated by a high frequency and AC is applied to a heater of a magnetic head. Determine the resistance change of the temperature sensor located in the region near the magnetic medium. The resistance changes in response to the heater current. The spacing between the magnetic head and the magnetic medium and at least one of the contacts are determined based on the frequency domain characteristics of the resistance changes.

【技术实现步骤摘要】
利用温度传感器的频域特征确定头一盘接触和/或间距
技术实现思路
本专利技术涉及利用温度传感器的频域特征确定头-盘接触。在一个实施例中，将高频、AC调制的加热器电流施加至磁头的加热器。确定位于接近磁介质的区域的温度传感器的电阻变化。电阻变化响应于加热器电流而出现。基于电阻变化的频域特征确定磁头和磁介质之间的间距和接触中的至少一个。根据以下详细讨论和附图，将理解各个实施例的这些和其他特征和方面。【附图说明】下面的讨论参考以下附图，其中相同的附图标记可用于标识多个附图中的类似/相同部件。图1为根据示例实施例的硬盘驱动器滑块和介质布置的框图；图2为示出了根据示例实施例的电阻式传感器的加热器功率和响应的曲线图。图3为示出了根据示例实施例的滑块的示例测量的曲线图200 ;以及图4为示出了根据示例实施例的程序的流程图。详细描述本专利技术一般涉及用于数据存储的磁记录设备。数据存储系统可包括从磁记录介质读信息和向磁记录介质写信息的一个或多个记录头。通常需要在记录头和与其相关联的介质之间具有相对小距离或间距。该距离或间距在本文中被称为“头一介质间距”。通过减小头一介质间距，记录头能够更好地向介质写入数据和从介质读取数据。减小头一介质间距还允许测量记录介质布局，诸如用于检测记录介质表面的粗糙度和其他特征。现参照图1，框图显示根据示例实施例的滑块102中采用的磁传感器/写入器的侧视图。该滑块102可用作数据存储设备(例如，硬盘驱动器)的读/写头。因此，为了本公开的目的，术语“滑块”和“磁头”可互换地使用。滑块102通过悬架106耦合至臂104，悬架106允许在滑块102与臂104之间的一些相对运动。滑块102包括位于后沿处的读/写换能器108，该读/写换能器108被保持为接近磁记录介质(例如，盘111)的表面110。当滑块102位于盘111的表面110上方时，通过臂104的向下力保持滑块102和表面110之间的飞行高度112。该向下力通过在盘111旋转时存在于表面110和滑块102的空气承载面103之间的气垫来平衡。需要在读和写操作期间在盘转速的范围上保持预定的滑块飞行高度112，以确保一致的性能。区域114为滑块102的“闭点(close point) ”，该“闭点”通常被理解为滑块102与磁记录介质111之间的最接近的接触点，并且通常限定头-介质间距113。为了解决可影响滑块飞行高度112的静态和动态变化，可配置滑块102使得可在操作期间可配置地调节滑块102的区域114，以便精细调整头-介质间距113。这在图1中通过表示区域114的几何形状的变化的虚线显示。在该示例中，可通过区域114的温度的增加或降低来整体或部分地弓I起几何形状变化。响应于温度变化来改变区域114的形状和挠曲幅度的能力可源自例如区域114由与滑块102的其他部分不同的材料形成。在这种情况下，温度的变化导致由于各材料的不同热膨胀性质引起的该区域114中的变形。选择性地向滑块102施加热量可用于精细地调节换能器108的有效头-介质间距113，例如，如在换能器108与介质表面110之间所测量的间距。为了提供对有效头到介质间距113的这种类型的控制，滑块102可包括(或热耦合至)一个或多个加热元件116。可通过控制电路118向这些加热元件116 (例如，电阻加热器)提供可选择的电流量。控制电路118经由接口 126耦合至加热元件116，接口 126可包括物理和电气导电路径和连接器，以及其他有源或无源电路(例如，噪声滤波器)。加热元件116可安装在多个位置(例如，近区114)并且以使其对滑块的空气动力特性影响最小的方式来安装。除加热元件116之外，滑块102的其他元件也可提供热量。例如，读/写换能器108的写线圈可产生足够的热量以导致区域114的可配置变形。另外，代替加热元件116或作为加热元件116的附加，非热设备(例如，压电设备)也可导致区域114的一些变形/挠曲。滑块102还包括位于或接近区域114的电阻式温度传感器120。该传感器120具有允许高精度地测量区域114处的温度(或温度变化)的电阻温度系数(TCR)，并因此有时被称为TCR传感器。TCR传感器120耦合至与传感器120通信的传感器电路122。传感器电路122可至少包括具有用于执行本文所描述的功能的逻辑电路的控制器。电路122还可包括用于诸如信号调节、数字信号处理等功能的模拟或数字电路。电路122被示为经由接口 126耦合至传感器120，接口 126可包括一些与加热器控制118共同的组件(例如，连接器)。一个或多个其他TCR传感器(如通过传感器124所表示的)可用于滑块102中，传感器124还耦合至传感器电路122。传感器124设置在与传感器120物理分隔的位置，可与传感器120分别连接或与传感器120连接在一起(例如，串联或并联)。一个或两个传感器120,124可位于区域114中的闭点附近，或位于接近介质表面110的一些其他位置。传感器120的响应可用于感测与介质111的接触和/或检测在操作期间滑块102的头-介质间距113。例如，一些现有的接触检测技术包括向传感器120施加DC偏压以及当供给加热器116的功率变化时尝试检测电阻的相对变化。随着闭点区域114与介质表面110接触，摩擦通常可导致由温度的升高引起的传感器电阻增加。然而，DC电阻测量对噪声敏感，并且在估计DC电阻之前可能需要大量的样本。这可使系统的响应慢得难以接受。并且，该技术的灵敏度可严重地依赖于加热器116的驱动效率，这可使得更加难以在空气承载条件的变化上一致地设置接触阈值。例如，空气承载设计之间的接触响应的差异可仅仅来自加热器之间的效率差异。另一接触检测技术包括测量传感器120所感测的阻力(或电压)读数的均方根(RMS)幂。在区域114中发生由滑块到盘的接触引起的机械和热扰动，并且这些扰动可以传感器输出的RMS值的特征(例如，增加)的形式被检测。该公开描述了解决与现有的基于电阻的接触检测方法相关的问题的方法和装置。例如，上述电流实现接触检测技术可能对电阻元件相对于滑块上接触磁盘的点的位置敏感。由于该位置敏感性，对于具有采用不同闭点的双加热器的设计，这种技术不能可接受地执行。本文所描述的实施例采用双加热器工作，每个加热器与读/写元件和/或不同闭点相关联。例如，每个加热器可具有相关的闭点(例如，读取传感器和写入换能器)，并且传感器可定位为远离相关的闭点中的一个或两个，但仍用于检测空隙/间距。实施例还可在多种斜交角度下工作并且不依赖于传感器信号的调制来声明接触。在这些电流实现的接触检测方法之一中，利用稳定或DC波形将功率施加到加热器116。DC波形的幅度逐渐增加以使滑块与盘接触。可通过测量由头与盘接触引入的振动或通过由改变热边界条件弓丨起的突然的电阻变化来确定接触。参照图2，曲线图示出了根据示例实施例的施加的加热器功率和所得的传感器响应。如曲线图202所示，DC功率信号采用正弦波进行AC调制。曲线图显示了 DC偏移功率电平Ptl和P:。在该示例中，对于不同的功率电平DC偏移Pc^P1，正弦波的峰峰幅度不变。可通过将等幅的高频(IOkHz到70kHz) AC波形与DC波形结合来形成这些输入信号。这里通过波长204表示的频率在不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将高频、经AC调制的加热器电流施加至磁头的加热器；确定位于接近磁介质的区域处的温度传感器的电阻变化，所述电阻变化响应于所述加热器电流而出现；以及基于电阻变化的频域特征确定磁头与磁介质之间的间距和接触中的至少一个。

【技术特征摘要】
2012.07.09 US 13/544,5591.一种方法，包括: 将高频、经AC调制的加热器电流施加至磁头的加热器； 确定位于接近磁介质的区域处的温度传感器的电阻变化，所述电阻变化响应于所述加热器电流而出现；以及 基于电阻变化的频域特征确定磁头与磁介质之间的间距和接触中的至少一个。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热器被配置成调节磁头与磁介质之间的间距。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高频、经AC调制的加热器电流包括DC偏移，其中改变所述DC偏移以调节所述间距。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述温度传感器被定位成远离与加热器相关联的闭点。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热器电流在IOkHz下或超过IOkHz下被调制。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在加热器电流的频率下测量所述频域特征。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频域特征包括在频域中测量的电阻的局部极值和拐点中的至少一 个，局部极值和拐点中的至少一个响应于磁头与磁介质之间的接触而出现。8.一种磁头，包括: 至少一个加热器，被配置成调节磁头与磁介质之间的间距； 温度传感器，位于接近所述磁介质的区域处；以及 控制器接口，耦合至所述加热器和温度传感器，并且被配置成便于: 将高频、经AC调制的加热器电流施加至所述加热器； 确定温度传感器响应于所述加热器电流的电阻变化；以及 基于所述电阻变化的频域特征确定磁头与磁介质之间的间距和接触中的至少一个。9.如权利要求8所述的磁头，其特征在于，所述加热器被配置成调节磁头与磁介质之间的间距。10.如权利要求9所述的磁头，其特征在于，所述高...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·巴德，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：