Устройство для ввода графической информации

О П И С А Н И Е (и) 48823ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Смз йкетекикСоцииистическик Республик 61) Зависимое от авт. свидетельства(51) Ч. Кл осударственный комитет овета Министров СССР по делам изобретенийи открытий 53) УДК 681.327..П.С аслюков, В. Я, Зенин И, А. ЧадовичСорусскоГ ССР,71) Заявите Институт технической кибернетики АН ВВОДА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ 4) УСТРОЙСТ Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к полуавтоматическим устройствам ввода в цифровые вычислительные машины координат изображения непосредственно с документа, и входитв класс устройств, основанных на измерениивремени распространения ультразвуковойволны в различных средах.Известны полуавтоматические устройствадля ввода в ЦВМ графической информации,основанные на измерении времени распространения ультразвуковой волны в воздушной среде.Известные устройства содержат подвижный электроакустический преобразователь,связанный со схемой управления, расположенные под прямым углом друг к дрязгу приемники акустических колебаний, подключенные через время-импульсные ппеобразователико входам соответствующих счетчиков кооодинат, генератор тактовых импульсов, соединенный с одними из входов время-импульсныхпреобразователей, другие входы которых связаны с подвижным электроакустическим преобразователем,Недостатком этих устройств является невысокая точность измерения координат. Точностьизмерения зависит от параметров воздушнойсреды: температуры, влажности, давления,газового состава. Отклонение температуры воздуха на +1 С приводит к изменению скорости распространения звука на +.0,175%.При этом расстояние в 500 мм измеряется с погрешностью + 0,875 мм. Изменение относи тельной влажности от 0 до 90% дает изменение скорости звука на 1%, изменение атмосферного давления от 700 до 800 мм рт, ст.дает изменение скорости звука на 0,01 %, удвоение нормального содержания углекисло ты в воздухе приводит к измененшо скоростизвука на 0,007%.Целью изобретения является повышениеточности определения координат изображения путем компенсации погрешности, возникаю щей из-за колебаний скорости звука.Указанная цель достигается тем, что устройство содержит дополнительный электро- акустический преобразователь, подключенный к дополнительномъ входу одного из время импульсных преобразователей, блок постоянной памяти, дешифратор, последовательно соединенные блок вычитания кодов, сумматор и преобразователь код - напряжение, выход которого подключен к управляющему входу 25 генератора тактовых импульсов, а разрядныевыходы одного нз счетчиков координат и выходы блока постоянной памяти соединены со входами блока вычитания кодов, выходы которого подключены ко входам сумматора и через дешифратор - к схеме управления.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для ввода графической информации содержит два электроакустических преобразователя 1 и 2, приемники акустических колебаний 3 и 4, управляемый по частоте генератор 5 тактовых импульсов, счетчики б и 7 координат по осям Х и У, схему 8 управления, два время-импульсных преобразователя 9 н 10, блок 11 постоянной памяти, блок 12 вычитания кодов, сумматор 13, преобразователь 14 кода в напряжение и дешифратор 15.Электроакустические преобразователи 1 и2 генерируют короткие звуковые импульсы.Приемники 3 и 4 акустических колебанийпреобразуют принятыс звуковые импульсы в электрические сигналы,Управляемый по частоте генератор 5 формирует тактовые импульсы для измере;ия временных интервалов (расстояний) по осям Х и У.Счетчики 6 и 7 служат для ф 11,с:1 ци 1 расстояний по осям Х и У и выдачи их во внешние устройства (например, ЦВМ).Схема 8 управления предназначена для координации работы блоков и схем устройства.Время-импульсные преобразователи 9 и 10осуществляют преобразование времени распространения звуковой волны от электроакустического преобразователя 1 или 2 до приемников 3 и 4 в серию импульсов, Каждый время-импульсный преобразователь 9 или 10 содержит триггер и логическую схему ;И.Блок 11 постоянной памяти предназначен для хранения кода, соответствующего эталонному (фиксированному) расстоянию.Блок 12 вычитания кодов в процессе авто- подстройки частоты генератора 5 вычитает из числа, хранящегося в блоке 11 постоянной памяти, содержимое счетчика 6 и передает разницу этих чисел с соответствующим знаком в сумматор 13.Сумматор 13 производит алгебраическое суммирование чисел с учетом знаков.45Преобразователь 14 кода в напряжение преобразует код сумматора-вычитателя 13 в аналоговую величину, управляющую частотой генератора 5.Дешифратор 15 (дешифратор нуля) в момент равенства кодов счетчика б координат и блока 11 постоянной памяти фиксирует окончание цикла автоподстройки генератора 5 и выдает импульс готовности устройства к измерениям в схему управления 8.55Подвижный электроакустический преобразователь 1 связан со схемой управления 8 и со входами время-импульсных преобразователей 9 и 10.Дополнительный электроакустический преобразователь 2 связан со схемой управления 8 и подключен к одному из входов время-импульсного преобразователя 9 (к нулевому входу триггера), другие входы которого подсоединены к приемнику 4 акустических колебаний и генератору 5, а выход - к счетчику 7 координат.Приемник 3 акустических колебаний подклО .Он к одному нз входов время-,1 мпульс 1.оГо,п",Ообразовате;1 я 10 рай 1 Ой в:;Од 1;Оторогосвязан с генератором 5, а выход - со счетчиком б координат. Блок 12 вычитания кодов своими входами подсоединен к разрядным выходам счетчика 7 и блока 11 постоянной памяти, а выходами через последовательно включенные сумматор 13 и преобразователь 14 кода в напряжение - к управляющему входу управляемого генератора 5.В памяти ПЗУ хранится число минимальных единиц шкалы расстояний устройства, соответствующее фиксированному расстоянию от этало 1:1 Ого электроакустнческоо преобразователя 2 до приемник 4 акустических колсбаний (:и-,). Не,бход 11 мый д 11 пазоп частот .1. управляемого генератора 5 в зависимости и и 111 :1 ений скорости распростр 11 не 111151 звука в;: дс определяется по 11 ор:;у 1 сЛ/иах ш иМэ, Си.ЛэС;иигдеХэ,Здесь Л - число в ПЗУ; Сиа, и С,ии - макс 1 гмальная и миимад,. ая скорости звука при изменении параметров среды в принятом рабое.,: диапазоне.Устройство работает следуОп 1 м обра ом.Перед началом измерения схема 8 управления вырабатывает импульс, который по-ступает на электроакустический преобразователь 2 и в момент излучения последним звукового импульса - на вход время-импульсного преобразователя 9. При этом на вход счетчика 7 координат начинают поступать тактовые импульсы с генератора 5. Когда звуковая волна достигает приемника 4, поступление тактовых импульсов в счетчик 7 координат прекращается и в нем оказывается записанным некоторое число Л 11. Если это число по какой-либо причине окажется не равным числу Л 1, записанному в блоке 11 постоянной памяти, блок 12 вычитания подает на вход сумматора 13 разницу Л 1 - Ж 1 этих чисел с соответствующим знаком. Код на выходе сумматора 13 при этом изменяется и преобразуется с помощью преобразователя 14 кода в соответствующее напряжение, которое для генератора 5 является управляющим. Частота генератора 5 изменится пропорционально Л 1 т - 117 (М 1= КЛ 1 т - Л,), и описанный цикл автоматической подстройки повторится, при этом с каждым циклом подстройки Л 1, - У) будет уменьшаться.Когда в процессе автоподстройки число, записанное в счетчике 7 окажется равным числу, хранящемуся в блоке 11 постоянной памяти, сумматор 13 сохраняет свой код.Дешифратор 15 определяет нулевое состояние блока 12 вычитания кодов, и автоматическая подстройка прекращается, 4882315 10 Схема 8 управления выдает сигнал на проведение измерения,Цикл автоматической подстройки повторяется перед какдым измерением.Таким сбрдзом, независимо от того, подвоздействием какого фактора была полученаошибка при измерении эталонного расстояния, система автоматической подстройкиустранит эту ошибку. Если х.выбрано изУСЛОВПй Кп -= Хпах И Хат ЪУпах, ГДС Хпа:упа., - максимальные измеряемые расстояния,это будет справедливо для всех расстояний впределах рабочего поля устройства.Измерение координат элементов изображения производят обычным путем. Оператор помещает ко 1 с за. кОВ 010 пера (электроакустического преобразователя 1) в точку изображения, координаты которой необходимо определить, и нажимает кнопку на корпусе преобразователя 1. При этом схема 8 управленияпроизводит автоподстройку генератора 5. После трех-четырех циклов автоподстройка заканчивается, и схема управления передастимпульс с дешифратора 15 на электроакустический преобразователь 1, который излучаеткороткий звуковой импульс. Одновременноимпульс с выхода преобразователя 1 проходит на входы время-импульсных преобразователей 9, 10 и разрешает поступление тактовыхимпульсов на счетчики координат 6 и 7. В моменты, когда сферический волновой фро;1 тобразующийся на кончике звукового пера, достигает плоскости чувствительных приемников 3 и 4 акчстически: колебаний, на их выходах формируются сигналы, прекрашающиепоступ:ение тактовых импульсов в счетчикикоординат 6 и 7. При этом в счетчиках оказываются записанными с высокой точностью координаты Х и У.Циклы автоматической подстройки приха,= 1 и заканчиваются за время около10 мсек. Это позволяет осуществлять автопод 15 20 ,Д ЗЭ 35 40 стройку как в режиме одиночных измерений, так и в режиме непрерывного ввода со скоростью до 100 измерений в секундч.Устройство обладает широкими функциональными возможностями (ввод практически с любых носителей графической информации, в том числе с экранов ЭЛТ и оптических проекционных систем, поэтапный ввод изображений большого формата путем перемещения приемников 3, 4 акустических колебаний по полю чертежа). Формула изобретения Устройство для ввода графической пнфоръ 12 цпп, содержащее подвп:киы 11 э,Ок 1)одкустический преобразователь, связан,:ыи со схе- .1 ОЙ уп 1 двления, приемники акуст 1 Псских ко. лебапий, расположенные под прямым углом друг к другу, и подкгночеш 1 ые через время- импульсные преобразователи ко входам соответствующих счетчиков координат, генератор тактовых импульсов, соедишепныЙ с одшгми из входов время-импульсных преобразовате;ей, другие входы которых связд 11 ытроакустичсским преобОдзовдтелем, о т л ичающееся тем, что, с цель 0 повышглпгя точности определения координат изображения, оно содержит дополнительиыи электроакустисс 1 п 1 прсООазов 1 те,1 ь полк.почсппый к дополнительном входу одного из времяпмпульсных прсооразов;1 те;с, бл 01 постоянной памяти, дешифратор, последовательно соединенные блок вычитния кодов, сумматор и преобр 230 вдтсль код - ;дпряжепис, Гыхо;1 ко- ТОРОГО 1 ОДК.П 0 С.; К:Два ЯК 11".1 ВО, У 1 С. нсратора тактовых импульсов а рдзря;1 ныс выходы одного из счетиков коорд;шат и Выходы блока постоя:шой памяти сосдшеы со входами блока вы:птанпя кодов, выходы которого подключены ко входа. смматорд и через дешифратор - к схеме управления.Изд.1881 НИИПИ Государственного ком по делам изобрете Москва, Ж, Раушппография, пр. Сапунова,Изд.679 Подписнотета Совета Министров СССРий и открытийскак наб., д. 4/5