Устройство для ввода информации Советский патент 1977 года по МПК G06F3/16 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к акустическим устройствам ввода информации и может быть применено для полуавтоматического измерения линий чер- тежа и координат точек трехмерных объектов.

Известно устройство для ввода информации, содержащее электроакустические преобразователи, связанные с линейными коорди натными микрофонами, генераторы циклов измерения и коррекции, блоки преобразования, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и генератор таковых импульсов ll Однако такое устройство не может работать в широком диапазоне изменений параметров звукопроводящей среды.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство, содержащее электроакустические преобразователи, связанные с линейными координатными микрофонами, блоком управления и одними из входов время-импульсных преобразователей, другие входы которых соеди

нены с выходами блока управления, линейных координатных микрофонов и генера1ора тактовых импульсов, первый и второй счетчики координат, входы которых подключены к выходам время-импульсных преобразователей и выходам блока управления, вход которого соединен с выходом первого дещифратора, связанного с первым счетчиком координат 2.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие вследствие осуществления нескольких циклов коррекции перед каждым измерением.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и расширение области примекекия устройства.

Это достигается тем, что предложенное устройство содержит два счетчика коэффициентов коррекции и второй дешифратор, входы которого подключены выходу блока управления и разрядным выходам первого счетчика коэффициентов коррекции, установочный вход которого соединен с выходом блока управления, счетный вход - с выходо генератора тактовых импульсов, а разрядные входы первого счетчика коэффициентов коррекции подкгаочены к разрядным выходам второго счетчика координат и второго счет чика коэффициентов коррекции, счетный вхо которого связан с выходом второго дешифратора, подключенным ко входам время-импупьсных преобразователей. На чертеже приведена блок-схема устройства, которое содержит электроакустические преобразователи 1 и 2, линейные координатные микрофоны 3 и 4, время-импульс ные преобразователи 5 и 6, блок 7 управл ния, счетчики 8 и 9 коэффициентов коррекции, счетчики 10 и 11 координат, генератор 12 тактовых импульсов, дешифраторы 13 и 14. Каждый из время-импульсных преобразователей содержит микрофонный усилитель-формирователь 15, трип-ер 16, элемент 17 И, элемент 18 ИЛИ и элемент 19 И. Электроакустические преобразователи 1 и 2 предназначены для излучения коротких ультразвуковых импульсов. Координатные микрофоны 3 и 4 преобра зуют принятые ультразвуковые импульсы в электрические сигналы. Время-импульсные преобразователи 5 и 6 вместе со счет чиками 9 и 10 предназначены для преобразования времени прохождения ультразвуковой волны в код координаты. Блок 7 управления служит для синхронизации работы все го устройства. Счетчик 8 коэффициентов коррекции в цикле коррекции используется для вычисления коэффициента коррекции, а в цикле измерения координат - как регистр величины коэффициента коррекции для восстановления коэффициента коррекции в счетчике 9 коэффициента коррекции. Счетчик 9 коэффициентов коррекции в цикле коррекции используется для вычисления коэеффициента коррекции, а в цикле изме рения координат формирует сигнал запрета пр хождения избыточных импульсов в блоках преобразования координат. Счетчик 10 координаты У - реверсивный. В цикле коррекции служит для суммирования тактовых импульсов, количество которых соответствует эталонному расстоянию при данных параметрах среды, затем используется для вычисления коэффициента коррекции (в режиме вычитания). В цикле измерения координаты У работает на сложе ние. Счетчик 11 координаты X в цикле испол эуется для вычисления избыточного числа импульсов,, а в цикле измерения координат осуществляет счет откорректированной последовательности тактовых импульсов в блоке преобразования координаты X. Генератор 12 тактовых импульсов формирует тактовые импульсы для измерения расстояний. Триггер 16 формирует прямоугольный импульс длительностью, равной времени прохождения звука от электроакустического преобразователя до микрофона. Триггер установливается в единичное состояние от сигнала любого из электроакустических преобразователей, что позволяет использовать блоки преобразования координат как для измерения координаты, так и для вычисления коэффициента коррекции. Логический элемент И 17 служит для пропускания тактовых импульсов в координатные счетчики во время прохождения звука от электроакустического преобразователя до микрофонов. Логический элемент ИЛИ 18 служит для использования счетчика 10 при изменении координаты J и вычислении коэффициента коррекции. Логический элемент И 19 с одним инверсным входом запрещает прохождение избыточных импульсов из последовательности тактовых импульсов, поступающих в счетчик 10 и 11 координат. Дешифраторы 13, 14 служат для дещифрации нулевых состояний счетчика координаты и счетчика 9 коэффициента коррекции. Принцип работы устройства основан на измерении времени прохождения фронта ультразвуковой волны от электроакустического преобразователя до микрофона. Но при изменении параметров окружающей среды (температуры, влажности, давлении и т.д.). изменяется скорость распространения звуковой волны. Для расчета коэффициента коррекции измеряемой координаты испольдуется эталонный канал, состоящий из неподвижно укрепленного электроакустического .преобразователя 2 и микрофона 3. Так как расчет коэффициента коррекции и непосредственное измерение координат точки разделены по времени, в качестве эталонного канала используется канал координаты X , Расстояние между эталонным источником и микрофоном 3 измеряется обычным способом. За время прохождения звуковой волной расстояния от эталонного источника до микрофона 3 на счетный выход счетчика 11 координаты поступит от генератора 12 тактовых импульсов Хд импульсов. Частота генератора выбрана так, что X Х во всем диапазоне изменений параметров среды, в которой предполагается использовать устройство. Если из последовательности X исключить д X g X g X 3 импульсов, получим истинную координату эталонного источ ника Хд . Измерение координат произвольной точки разбивается на три цикла: 1.Измерение -fc g , вычисление ДХ 2.Вычисление К (коэффициента коррекции). 3.Измерение координат , . Устройство работает следующим образом. Для измерения координат электроакустический преобразователь 1 совмещают с требуемой точкой. По команде с блока 7 в счетчик 11 координаты записывают число, являющееся дополнением эталонного числа .тти . лтти „о т. е. число 2 -Х до величины 2 Затем производится возбуждение ультразвука в электроакустическом преобразователе 2. Синхронно с запуском ультразвука блок 7 управления разрешает поступление импульсов в счетчик 11 координаты X и счетчик 10 координаты Y . В момент, когда фронт звуковой волны достигнет микрофона 3, время-импульсный преобразователь 6 прекращает поступление импульсов счетчики 11 и 10, В счетчике 10 будет записано число д а в счетчике 11 - число (2 ---х,) Следовательно, в п младщих разрядах счетчика 11 будет записано дхз а в ()г+1)-о разряде - единица. По окончании измерения величи1Ь1 сигналу блока 7 управления число д X переносится в счетчик 9. Одновре менно с этим реверсивный счетчик 1О уста новливается на вычитание. После записи в счетчик 9 коэффициент коррекции начинается счет импульсов счетчиком 10 и счетчиком 9. После поступления на вход счетчика 9 Д Хд импульсов (счетчик работает на вычи тание), он установливается в нуль. Дешифр тор 14 определяет это состояние и по сиг налу блока 7 управления записывает единицу в счетчик 8 коэффициента коррекции. Затем в счетчике 9 коэффициентов коррекции восстанавливается Д X цикл повторяется до установления в нуль счетчика Ю координаты Y. В счетчике 8 коэффициентов коррекции будет записано число X|На этом цикл коррекции закан ачивается. Перед началом цикла измерения реверсивный счетчик 1О переключается на сложение. Затем производится запись числа К в счетчик 9 коэффициента коррекции. После этого производится возбуждение ультразвука в электроакустическом преоЬ газователе 1. Синхронно с возбуждением начинается счет импульсов счетчиками 10 и 11 координат и счетчиком 9, При установке в нуль счетчика 9 один импульс из последовательности импульсов заполнения исключается и не поступает на счетный вход счетчика 11 и счетчика 10. Затем в счетчике 9 восстанавливается число 1, Счетчик 11 считает число импульсов от момента запуска звука до момента, когда фронт звуковой волшэ достигнет микрофона 3, а счетчик 10 - от запуска звука до момента, когда фронт звуковой волны достигнет микрофона 4. В результате в счетчиках 10 и 11 координат будут записаны числа, соответствующие значениям координат X и Y измеряемой точки. Формула изобретения Устройство для ввода информации, содержащее электроакустические преобразователи, связанные с линейными координатными микрофонами, блоком управления и одним из входов время- импульсных преобразователей, другие входы которых соединены с выходами блока управления, линейных координатных микрофонов и генератора тактовых импульсов, первый и второй счетчики координат, входы которых подключены к выходам время-импульсных преобразователей и выходам блока управления, вход которого соединен с выходом первого дещифратора, связанного с первым счетчиком координат, отличающееся тем, что, с целью увеличения его быстродействия и расширения области применения, оно содержит два счетчика коэффициентов коррекции и второй дешифратор, входы которого подключены к выходу блока управления и разрядным выходом первого счетчика коэффициентов коррекции, установочный вход которого соединен с выходом Ьлока управления, счетный вход - с выходом генератора тактовых импульсов, а разряд ные входы первого счетчика коэффициентов коррекции подключены к разрядным выходам второго счетчика координат и второго счетчика коэффициентов коррекции, счетный вход которого связан с выходом второго дешифратора, подключенным ко входам время-импульсных преобразователей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авт. св. СССР № 5179О8, М. Кл. Q 06 К 11/00 1974. 2.Авт. св. СССР, № 448231, М. Кл G 06 К 11/00, 1973. (прототип).