Устройство для считывания графической информации

ОП ИСАНИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеслублик 11736135по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Л, М. Хохлов, А. П. Рыбкин, В. Д. Остудин и В. М. Столовицкий Государственное Союзное конструкторско- технологическое бюро по проектированию счетных машин и Опытный завод(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОИ ИНФОРМАЦИИИзобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано для ввода графической и текстовой информации в вычислительные машиныили специализированные устройства длямашинной обработки информации. 5Известно устройство для считыванияграфической информации, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярныхкоординат, шин, соединенных с коммутаторами, элемент считывания, соединенный черезусилитель с блоком обработки информациии другие блоки и узлы 1.Недостатком этого устройства являетсябольшой объем оборудования,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройстводля считывания графической информации,содержащее ферромагнитный планшет и элемент считывания, выполненный, например,в виде перпендикулярных токопроводящихрамок 12.Планшет такого устройства выполнен ввиде систем взаимоперпендикулярных координатных шин, подключенных к коммутаторам, а устройство содержит счетные узлы и другие блоки, что усложняет схему устройства.Цель изобретения - упрощение устройства.Указанная цель достигается тем. что оно содержит интеграторы, подключенные взаимно перпендикулярным токопроводящим рамкам, а ферромагнитный планшет выполнен в виде пластинчатого постоянного магнита, в поле которого расположены перпендикулярные токопроводящие рамки. При этом рабочая поверхность пластинчатого постоянного магнита может быть выполнена в виде криволинейной поверхности.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - проекция магнитных силовых линий ферромагнитного планшета, выполненного в виде плоского постоянного магнита с параллельными поверхностями, и положение одной из рамок, регистрирующих перемещение по оси Х; на фиг. 4 - эпюра напряжения на выходе интегратора при движении рамки от центра планшета по полуосям Х; на фиг. 5 - графическое изображение прямоугольной решетки и ее отобра 736135жения устройствами считывания, содержащими постоянный магнит с плоской и криволинейной верхней поверхностью.Предлагаемое устройство содержит планшет 1, состоящий из немагнитного корпуса 2 с размещенными в нем пластинчатым постоянным магнитом 3, элемент 4 считывания с размещенными внутри него токопроводящими рамками 5, расположенными взаимно перпендикулярно и вдоль оси элемента 4 считывания, интеграторы 6, входы которых подключены к токопроводящим рамкам 5.На фиг. 3 изображены две проекции плоского постоянного магнита 3 прямоугольной формы, проекции рамки 5 и условные проекции магнитных силовых линий 7, выходящих из плоского магнита.Устройство работает следующим образом.Плоский постоянный магнит 3 (см. фиг. 3), имеющий полюсами плоские грани, создает вокруг себя постоянное магнитное поле. В силу конечности размеров магнита магнитные силовые линии 7 направлены радиально от центра О и.с различной степенью наклона, увеличивающейся по мере удаления от центра О. При этом часть магнитных силовых линий 7 пронизывают токопроводящую рамку 5, Если бы сторона сд рамки 5 имела бесконечную длину, то все магнитные силовые линии 7, выходящие из поверхности магнита, ограниченной плоскостью треугольника Ова, пронизывади бы контур рамки. Г 1 лощадьтреугольника Оба равна произведению половины отрезка а 8 (ширины рамки) на длину отрезка ОХ (расстояние рамки от центра магнита 3). Таким образом, перемещая рамку 5, расположенную параллельно самой себе в плоскости пластинчатого постоянного магнита 3 (см. фиг. 3), можно изменять пропорционально расстоянию рамки от центра магнита пронизывающий ее магнитный поток Ф При этом, если рамка перемещается параллельно оси У, то площадь треугольника 03 а остается постоянной, и изменения магнитного потока Фне происходит.Согласно закону Фарадея-Максвелла в токопроводящей рамке возникает сигнал индукции, пропорциональный скорости изменения магнитного потока, сцепленного с этой рамкой. Напряжение, возникающее в рамке, подается на интегратор 6, который вычисляет мгновенное значение интеграла от входного напряжения. Таким образом, на выходе интегратора 6 возникает напряжение, пропорциональное расстоянию ОХ рамки 5 от центра магнита 3. При перемещении рамки влево от оси У меняется направление магнитного потока и сигнал в рамке 5 изменяет свой знак. В соответствии с этим меняет свой знак и направление на выходе интегратора 6. Изменение напряженияна выходе интегратора 6 при перемещении рамки вдоль оси Х плоско 0 5 20 2 30 35 40 43 50 го магнита 3 иллюстрируется графиком 8, приведенным на фиг. 4.Вторая рамка механически соединена с рассмотренной рамкой и расположена перпендикулярно ей и параллельно оси Х. Эта рамка регистрирует изменение магнитного потока при движении системы рамок вдоль оси у, напряжение с нее подается на вход второго интегратора 6, на выходе которого аналогичным образом возникает напряжение, пропорциональное перемещению системы рамок вдоль оси у.В предлагаемом устройстве длина рамок 5 (сд) ограничена размером элемента 4 считывания, в котором они размещены.При размерах магнитного сердечника 3, определяющих рабочее поле планшета 1, превышающих длину рамок 5 и соответственно длину элемента 4 считывания более чем в 2 раза, напряжение на выходе интегратора 6 начинает нелинейно зависеть от перемещения элемента 4 считывания так, как это показано графиком 9 на фиг. 4В случае ввода рукописных символов указанная нелинейность приводит к изменению масштаба символов в зависимости от их расположения на рабочем поле планшета 1. Если это изменение масштаба лежит в пределах вариации почерков, то получающуюся нелинейность можно не компенсировать. В тех случаях применения, когда эта нелинейность нежелательна, ее корректировка осуществляется уменьшением размеров магнитного сердечника 3 и соответственно рабочего поля планшета 1 по отношению к длине рамок 5 и элемента 4 считывания, или эта корректировка выполняется вычислительным устройством, в которое вводится графическая информация с помощью перекодировки, выполняющей функцию обратного нелинейного преобразования поступающих на вход данных.Прямоугольная форма магнита 3 позволяет максимально использовать его поверхность в качестве рабочей для ввода текстовой информации, Однако такая форма магнита 3 создает неоднородную плотность магнитных силовых линий 7 в плоскости, параллельной поверхности магнита. Эта неоднородность больше всего проявляется у краев магнита 3. В результате этого изображение проямоугольника решетки, показанной на фиг. 5 а, при вычерчивании ее элемента на планшете 1 и последующем отображении ее по напряжениям на входах интегратора 6, дает изображение, показанное на фиг. 5 б. Как видно из фиг. 5 б, элементарный прямоугольник решетки, сохранивший свои размеры в центре магнитного сердечника 3, имеет максимальное искажение в углах этого сердечника.При изображении на планшете рукописных символов те из них, которые расположены под углами магнитного сердечника 3,7361 10 5будут изображены с дополнительным наклоном и искажением своих пропорций. Этих искажений не будет, если магнит 3 выполнен в виде круглого диска. Так как использовать магнит 3 в виде диска технически нерационально, то в предлагаемом устройстве для выражения плоскости магнитного потока по краям использована криволинейная рабочая поверхность магнита 3, образующая пучности магнитного потока в тех местах, где он ослаблен формой границ магнита. Форма поверхности определяется эксперементально или расчетным путем. Одна из используемых в предлагаемом устройстве форм поверхности магнита и отображение прямоугольной решетки с помощью такого сердечника приведена на фиг. 5 в. Как видно из фиг. 5 в, полученное отображение решетки обладает значительно меньшим искажением.Для повышения уровня сигнала, снимаемого с рамок 5, последние выполняются многовитковыми.Использование изобретения в качестве устройств ввода чертежей, рисунков, рукописного текста и другой графической информации в вычислительные и специализированные электронные машины благодаря простоте конструкции, высокой разрешающей способности и малой потребляемой мощ. 25 ности позволит существенно расширить сфе. 35ьру применения и экономическую эффективность устройств ввода графической информации.Формула изобретения1. Устройство для считывания графической информации, содержащее ферромагнитный планшет и элемент считывания, выполненный, например, в виде перпендикулярныхтокопроводящих рамок, отличающееся тем,что, с целью упрощения устройства, оно содержит интеграторы, подключенные к взаимно перпендикулярным токопроводящим рамкам, а ферромагнитный планшет выполненв виде пластинчатого постоянного магнита,в поле которого расположены перпендикулярные токопроводящие рамки.2. Устройство для-считывания графической информации по п. 1, отличающееся тем,что рабочая поверхность пластинчатого постоянного магнита выполнена в виде криволинейной поверхности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССРМо 413504, кл. й 06 К 11/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССРМо 313211, кл. 6 06 К 11/00, 1970 (прототип)Составитель Т. Ничипоровнчубкова Техред К. Шуфрич Корректор Н. СтегТираж 751 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/511 ПП Патент, г Ужгород, ул. Проектная, 4