由LCT 头-盘系统所呈现的接触检测挑战，开发了低频AC加热器（LFACH)接触检测方案。在LFACH 中，加热器电压/功率的振幅遵循正弦振荡，该正弦振荡致使飞行高度遵循相同的振荡。头 中的热接近传感器检测此振荡并产生振荡的传感器信号，该振荡的传感器信号在与加热器 功率结合时可被用于确定接触检测。
[0026] 在一些情况中，LFACH在其可被限制至低加热器频率（诸如在IkHz之下的频率） 方面具有其自身的局限性。在较高的频率下，飞行高度不响应于在加热器处耗散的功率中 的波动。加热器引发的飞行调制的一个限制是用于加热形成热突出的那部分滑块的热时间 常数。这涉及滑块到达具有一突出和减小的间隙的稳定的"热"温度，接着冷却至具有减小 的突出和增加的间隙的稳定态"冷"温度。如果加热器电压振荡得太快，则滑块温度以及所 得的突出和间隙没有时间响应于振荡的加热器信号并且经由LFACH的接触检测失败了。应 当注意对于加热器引发的膨胀/收缩的热时间约束可以是~400-500 μ s，在这种情况下， 加热器引发的飞行调制可被限制至~1kHz。
[0027] 下面所描述的实施例通过呈现利用振荡的电磁引力的接触检测/头-介质间距方 案解决LFACH的以上提到的问题。图4中的图形包括使得利用振荡的电磁引力的接触检测 成为可能的附加的元件。例如，图4包括从控制器微处理器118到前置放大器114的接触检 测信号，其中前置放大器114存在生成DC和/或振荡的电压信号的能力，参见发生器130。 此外，图4在写入头116内包括偏置电压电路132以相对于盘（即，磁性记录介质）的电势 来设置头116的参考偏置电势，该参考偏置电压电势通常是接地。图5示出了此配置，其中 偏置电压电路132将偏置电压施加至主轴电机134和旋转（spinning)盘106。主轴电机 134可与处于地电位的基台（basedeck) 135电隔离。将振荡的偏置电压施加至旋转盘106 允许在滑块100和盘106之间的电磁引力的振荡。
[0028] 偏置电压电路可以任何已知的方式进行执行。一个示例为利用类似图6的衬底 偏置方案，其中高电阻泄放电阻器180在TAD(热粗糙度检测器）和G(地）电路之间是 平衡的；Hw和Hr是加热器，其中Hw是专用于加热在写入器附近的那块区域的滑块的加 热器并且Hr是专用于加热在读取器附近的那块区域的滑块的加热器。衬底182可包括 AlTiC (铝-钛-碳），尽管可酌情使用其它衬底。共模电压被施加至TAD+和TAD-两者，提 高了在G处的地电位之上的衬底电势。
[0029] 在操作中，接触检测由主机140启动，提示控制器微处理器148来以信号通知前置 放大器144内的振荡电压发生器160开始操作。振荡的电压被施加至写入头146,在头处创 建振荡的电压电势并因此在头和盘之间创建振荡的电磁引力或力。在头和盘之间的电势以 单一频率ω进行振荡。由于头和盘之间的静电力与电压的平方有关（F~V2)，因而静电力 具有在输入电压信号的1次和2次谐波（或ω和2ω)处的分量。电压信号和所得的静电 力的示例曲线图在图7中示出，其中较下的绘制线示出了所测得的振荡的盘电势电压并且 较上的绘制线示出了在头和盘之间的相应的计算出的静电力。注意到静电力是具有频率ω 和2ω的正弦波之和。在头和盘之间的间隙响应于此振荡的静电力而振荡。间隙的任何变 化导致在头盘界面两端的热传导的相应的变化。热传导中的这些变化由TCR类型热接近传 感器（例如，热电偶、单端TCR、双端TCR传感器等）进行测量，例如，图1-3中的传感器105 检测此振荡并产生相应的振荡的传感器信号。在静电力的1次谐波处的热传感器信号的振 幅是利用软件频率锁定测量技术或专用的频率锁定电路进行测量的。替代地，在静电力的 2次谐波处的热传感器信号的振幅可被利用。
[0030] 针对连续地增加的施加的加热器功率作出对频率ω (1次谐波）处的热传感器振 幅的测量。在头盘界面两端的静电力的1次谐波处的热传感器响应的示例曲线图在图8中 示出。TCR类型电路的电阻，R由下式来描述：
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[0032] 其中R。是参考电阻，α是电阻的温度系数，q是在头中耗散的热量并且h是头和 盘之间的热传递系数。测量响应于在头盘界面两端所施加的振荡的电压的热传感器信号的 锁定振幅是准确地测量TCR类型电路电阻相对于所施加的电压的导数dR/dV的一种方式。 々Hi由佳J3·莉甘叫酋???
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[0034] 因此，所测得的锁定信号与q/h2成比例。此关系描述了图8中的曲线（其中X轴 是以mW为单位的加热器功率并且y轴是dR/dV(或1次谐波处的热传感器振幅））并且导 致两种类型的测量：（i)在接触之前作为加热器功率的函数的飞行高度的预测；以及（ii) 发生接触之处的加热器功率。图8示出了对于低加热器功率的dR/dV的线性增加。在此状 态中，随着加热器功率的q的线性增加引起dR/dV信号的增加。当头和热传感器继续接近 盘时，归因于来自增加的加热器功率的增加的热膨胀，由于热传递系数h的迅速增加，dR/ dV信号减少。一旦头接触盘，则热量从头和盘之间的摩擦生成。图8示出了在130mW的加 热器功率处的头盘接触的开始。
[0035] 先前描述的并在此重申的图7连同图9 一起示出了实验的结果以测试以上所描述 的概念和实施例。在实验设置中，函数发生器被用于将振荡的电压电势施加至先前被偏置 至-200mV的主轴和旋转盘，而头保持接地。替代地，电压可已被施加至头，而盘和主轴被接 地以产生类似的结果。按照图7,较下的绘制线示出了所测得的振荡的盘电势电压而较上的 绘制线示出了在头和盘之间的相应的计算出的静电力。图9示出了在将振荡的电压电势施 加至盘期间所测得的激光多普勒测振仪（LDV)位移信号。LDV位移信号示出了响应于振荡 的静电力的飞行高度变化。
[0036] 参见图10,示出了根据各实施例的用于检测头-介质接触的方法200。在记录头 和记录介质（盘）202之间引起电磁引力的振荡。响应于振荡的电磁引力，在头处的热接近 传感器（DETCR)测量所得的温度的变化并且产生相应的振荡的传感器信号204。利用响应 于振荡的电磁引力的传感器信号检测头-介质接触206。可选择地执行以下进一步详细描 述的二维接触功率地图的准备208。
[0037] 本公开的各实施例使得有可能使头和盘之间的电磁引力振荡，这导致飞行高度中 的匹配的振荡。尤其，现在有可能以比由LFACH所允许的谐振频率（例如，小于IkHz)高得 多的谐振频率（例如，50kHz到400kHz)调制头。与LFACH接触检测时间相比，在接触检测 期间利用电磁引力引发飞行高度改变可减少接触检测时间高达200倍。这部分是由于利用 电磁引力的飞行高度调制的响应时间比引起LFACH盘驱动系统中的飞行高度调制的加热 器引发的热膨胀的响应时间少至少50倍（例如，少50到400倍的级别）。
[0038] 在驱动是适于销售的之前的必要的驻厂步骤的减少用于接触检测的时间提高了 每小时可被制造的驱动的数量并且减少头磨损，导致随时间的驱动中的改进的磨损性能和 头可靠性。
[0039] 此外，本公开的各实施例使得能够在盘的不同区域上执行接触检测。对于先前的 LFACH技术