Устройство для считывания графической информации Советский патент 1985 года по МПК G06K11/06 

00 00 о

О)

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для считывания графической информации, и может быть использовано для обработки сложных форм графических изображений.

Цель изобретения - повышение точности устройства. . .

На чертеже показана функциональная схема предложенногоустройства.

На стеклянном нланшете-звукопроводе 1 установлены по двум взаимно перпендикулярным сторонам пьезокерамические пластины 2, 3 и 4, 5, разделенные планшетом-звукопроводом 1 и образующие пьезоэлектрические преобразователи. Пьезокерамические пластины 4 и 5 подсоединены к входам усилителей 6 и 7, а пластины 2 и 3 через ключи 8 и 9 - к выходам усилителей 6 и 7.

Выходы генератора импульсов 10 через делитель 11 частоты подключены к входам формирователей управляющих импульсов по переднему и заднему фронтам 12 и 13. Выход формирователя 12 подключен к управляющему входу ключа 8 и к входу триггера 14, а выход формирователя 13 - к управляющему входу ключа 9 и к входу триггера 15.

Съемник координат 16 выполнен в виде металлического стержня, у торца которого укреплена пьезоэлектрическая пластина 17, подсоединенная через формирователь 18 строб-импульсов к первым входам триггеров 14 и 15. Выходы триггеров 14 и 15 подключены к первым входам элементов И 21 и 22, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов 10, а выходы - к входу счетчиков 23 и 24, выходы импульсов переполнения которых подключены к вторым входам элементов ИЛИ 19 и 20.

Рассмотрим работу устройства по одной из координат, например по координате X.

При включении напряжения питания импульсы с выхода генератора 10, частота следования которых выбирается равной 3- 10 мГц, поступают на делитель 11 частоты, на выходе которого появляются импульсы с частотой следования 50-60 Гц. По переднему фронту этих импульсов в формирователе 12 вырабатываются короткие импульсы, которые поступают на управляющий вход ключа 8 и замыкают цепь положительной обратной связи усилителя 6, состоящую из пьезокерамического преобразователя, образованного пьезокерамическими пластинами 2 и 4, разделенными планшетом-звукопроводом. При этом усилитель 6 с пьезокерамическим преобразователем в цепи положительной обратной связи представляет собой автогенератор синусоидальных колебаний. В результате на выходе усилителя возникают синусоидальные колебания с резонансной частотой fi, определяемой параметрами пьезокерамического преобразователя.

При этом на толщине планшета укладывается одна полуволна этих колебаний, а вдоль планшета распространяется плоская бегущая ультразвуковая волна.

Одновременно импульс с выхода формирователя 12, поступая на вход, взводит в «1 триггер 14.

Как только фронт бегущей волны достигнет приемника, в пьезоэлектрической пластине 17 возбуждаются электрические сигналы в виде пачек синусоид, которые поступают на формирователь строб-импульсов. Сформированные строб-импульсы через элемент ИЛИ 19 поступают на вход триггера и сбрасывают его в исходное состояние. с Таким образом, на выходе триггера 14 формируется импульс, длительность которого пропорциональна координате X.

На время действия импульса открывается элемент И и импульсы с генератора 10 заполняют счетчик 23, на выходе которого 0 формируется код, пропорциональный считываемой координате.

В случае, если приемник не прижат к планшету, т. е. отсутствуют строб-импульсы, триггер будет находиться во взведенном состоянии до момента переполнения счетчика 23, с появлением на выходе переноса счетчика импульса последний через элемент 19 ИЛИ сбрасывает триггер в «О, подготавливая канал координаты X к следующему циклу измерения.

Расстояние, пройденное фронтом бегущей волны до встречи с приемником, определяется выражением

Ы

где V - скорость распространения ультразвуковой волны;

fz - резонансная частота системы пьезоэлектрический преобразователь - планшет, выбирается равной f|. При изменении температуры окружающей среды изменяется скорость распространения ультразвуковой волны за счет изменения модуля упругости Е планщета-звукопровода, так как-,

v-itL, ( )

где р - плотность.

Следовательно, как видно из формулы (1) должно измениться расстояние L. Однако с изменением температуры окружающей среды изменяются резонансные свойства пьезоэлектрического преобразователя и в системе усилитель 6 - пьезоэлектрический преобразователь возникнут колебания на новой резонансной частоте, причем такой, что на толщине планшета опять будет укладываться только одна полуволна этих колебаний, следовательно, изменение частоты пропорцко нально изменению скорости распространения ультразвуковой волны. В связи с этим изменение температуры окружающей среды практически не приводит к изменению расстояния L, так как числитель и знаменатель в формуле (1) изменяется на одну и ту же величину. При этом длительность импульса по координате X, а соответственно, и код на выходе счетчика 23 остаются практически неизменны.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью считывания координат за счет уменьшения влияния температуры окружающей среды на результат измерения.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет-звукопровод, на взаимно перпендикулярных сторонах которого установлены пьезоэлектрические преобразователи, съемник координат, выход которого подключен к входу формирователя строб-импульсов, последовательно соединенные триггеры, элементы И и координатные счетчики, генератор импульсов, выход которого подключен к входам делителя частоты и элементов И, и усилители, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит формирователи управляющих импульсов, ключи и элементы ИЛИ, выходы которых подключены к одним из входов триггеров, другие входы которых соединены с выходами формирователей управляющих импульсов, входы которых подключены к выходу делителя частоты, выходы усилителей подключены к одним из входов ключей, выходы которых соединены с входами пьезоэлектрических преобразователей, выходы которых соединены с входами усилителей, другие входы ключей подключены к выходам формирователей управляющих импульсов, а входы элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом формирователя стробимпульсов и выходами переполнения координатных счетчиков. 2. Устройство по п. 1, отличающееся f тем, что каждый пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде двух пьезокерамических пластнн, установленных параллельно.