DE2128311A1

DE2128311A1 - Akustisches Koordinatenbestimmungssystem

Info

Publication number: DE2128311A1
Application number: DE19712128311
Authority: DE
Inventors: John Stuart San Jose Calif. Moffitt (V.StA.)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1970-06-18
Filing date: 1971-06-07
Publication date: 1971-12-23
Also published as: JPS5232211B1; FR2095548A5; US3692936A; GB1343699A

Description

Dr. phil. G.B. HAGEN

Patentanwalt

8000 MUNCHEN-SOLLN . 2128311

Franz-Hals-Straße 21

Telefon796213 München, den 14· April 1971

Dr. H./P./fr

International Business Machines Corporation
Armonk, N.Y. 10504
V. St. A.

Akustisches Koordinatenbestimmungssystem Priorität: 18. Juni 1970, U.S.A. . Nr. 47 397

Die Erfindung bezieht sich auf die gleiche Bestimmung von graphisch.wiedergegebenen Koordinaten wie die U.S.-Patentanmeldung 787 421 von Richard Dean Weir vom 27. Dez. 1968 (Koordinatenbestimmungssystem).

Die Erfindung bezieht sich auf in Zusammenhang mit elektronischen Rechen- und Datenverarbeitungssystemen verwendete graphische < Wiedergabeanordnungen uncj/betrifft insbesondere die Bestimmung f von Zufallspunkten in einem vorbestimmten ebenen Bereich zur Verwendung in digitalen Systemen. Die Verwendung ist je dich nicht auf digitale Systeme begrenzt.

Bei bekannten derartigen Systemen wird die Verwendung von graphischen Wiedergaben zum. Aufzeigen einer großen Zahl von Informationen in angepaßter Form in beispielsweise Lehr- und Lernmaschinen, Konstruktions- und technischen Zeichenmaschinen,

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Bayerische Vereinebank München 820993

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Verkehrsanzeige- und Steuer- und Wettervorhersage-Vorrichtungen angestrebt. Diese Entwicklung hat nun einen Punkt erreicht, an dem die Daten einer solchen Anzeigevorrichtung reduziert und in ein elektronisches Informationsverarbeitungssystem, insbesondere ein digitales Rechen- und/oder Datenverarbeitungssystem wieder eingegeben werden sollten.

Bei bekannten Vorrichtungen werden das Widerstandsprinzip und leitende Gitter und Platten ähnlich denen bei den früheren Teleautographsystemen verwendet. Diese G-itter werden entweder aus feinem Draht oder transparentem Material hergestellt, welches eine hinreichende Leitfähigkeit für diese Zwecke hat. Es wurde auch vorgeschlagen, daß eine Karte oder ähnliche Darstellung auf eine lichtundurchlässige metallische Platte aufgebracht werden sollte, die Mittel zum Pestlegen des vorhandenen elektrischen Stromgradienten aufweist. Es wurden transparente dielektrische Wellenleiter mit kleiner Diskontinuität zwischen den separaten Wellenleitern vorgeschlagen, die so wenig wie möglich unerwünscht sind. All diese Systeme weisen den Nachteil auf, daß der optische Weg wenigstens etwas abgeändert wird. Nicht abändernde Systeme besitzen optische Gitter, die aus Lichtstrahlen sowohl im sichtbaren wie im unsichtbaren Spektralbereich gebildet werden. Diese Systeme werden aber leicht zerstört durch Einführen beispielsweise der Pinger o. ä. nicht dazugehörende Elemente. Es sind andere Systeme zur Verwendung mit Kathodenstrahlröhrenabbildung bekannt, in denen eine lichtempfindliche Probe auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre aufgebracht wird und eine Messung der Koordinaten durch Messen der Zeit zwischen dem Beginn des Abtastens der Kathodenstrahlröhre

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und dem Durchlaufen des Abtaststrahles durch die Probe vorgenommen wird. Alle diese genannten Systeme sind verhältnismäßig teuer, und die meisten von ihnen sind komplex mit Ausnahme der Kathodenstrahl-1 ichtprObenanordnung, die jedoch begrenzt ist auf, die Kathodenstrahlröhrendarstellung und deshalb weniger anstrebenswert ist. In der bereits genannten U.S.-Patentanmeldung 787 421 wird ein Koordinatenbestimmungssystem beschrieben, das vier langgestreckte elektromagnetische Energie strahlungselemente aufweist, die entlang eines Rechteckes angeordnet und mit einem Generator zur Erzeugung von Wechselstromenergie einer I

gegebenen Ultrasehallfreq.uenz verbunden sind. Es sind Mittel zur Ankopplung des Generators wechselweise an Paare der Strahlungselemente auf gegenüberliegenden Seiten des Rechtecks air Ausstrahlung von elektromagnetischer Strahlung dazwischen vorgesehen. Eine Probe ist auf eine vorgegebene Frequenz abgestimmt zur Bestimmung der Differenz der elektromagnetischen Energie, die von den Strahlungselementen an jeden Punkt in dem Rechteck abgestrahlt wird; es ist eine Schaltung vorgesehen zur Umwandlung der Differenz der elektromagnetischen Energie in Koordinatenanzeigen der Koordinaten der entsprechenden Punkte in dem Recht- J eck. Die Strahlung ändert sich mit dem Quadrat der Entfernung von den Strahlungselementen. Diese Nichtlinearität und die Möglichkeit der Interferenz mit anderen in der Nähe befindlichen solchen Systemen hat zu neuen Syäbemen geführt. Die akustische Energie kann begrenzt werden auf ein separat begrenztes Medium und erkannt werden auf das Auftreten einer sich fortpflanzenden Welle unabhängig von der Amplitude. Diese

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Eigenschaften wurden bereite! untersucht. Beispiele bekannter Ausführungen mit einer solchen akustischen Lösung finden sich in den folgenden U.S.-Patentschrift en:
2 405 604 von Pope, August 1946 (177-586)

2 406 014 von Harry, August 1946 (177-352)

3 121 955 von King, Februar 1964 (33-001) 3 134 099 von Woo, Mai 1964 (340-347).

Weiter-finden sich Hinweise in "Acoustical Date Input Panel" von <J. B. Gunn und K. L. Könnerth und im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 12, Nr. 3» August 1969, Seite 390.

Aufgabe der vorliegenden.Erfindung ist es, die bekannten Koordinatenbestimmungssysteme weiterzubilden.,

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein KoordinatendatenbeStimmungssystem, das gemäß der Erfindung ein Paar akustische Energie abstrahlende Elemente aufweist-, die einen Abstand voneinander haben und in einer vorzugsweise .transparenten Schicht isotropen Materials festgeklebt sind, die auf der Aufzeigeanordnung aufgebracht ist. Wechselstrom einer gegebenen Frequenz von einem geeigneten Generator wird dem die akustische Energie abstrahlenden Element zugeführt, so daß dieses Druckwellen in die Schicht abstrahlt. Eine auf die Frequenz abgestimmte Probe wird in akustischen Kontakt mit der Schicht gebracht, um das Ankommen einer akustischen Welle von den Strahlungselementen an jedem Punkt der Schicht anzuzeigen. Es ist eine an die Probe angekoppelte Schaltung vorgesehen, die die Differenz zwischen den Stellen der energieabstrahlenden Vorrichtungen

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und der die Strahlung anzeigenden Probe in eine Anzeige der Ordinaten der Stelle des Punktes in bezug auf die akustische Energie abstrahlenden Elemente umwandelt. Die Grundkoordinatendaten werden bestimmt durch Messen der Zeiten der Portpflanzung der akustischen Wellenabstrahlung von dem aussendenden Übertrager zum empfangenden übertrager. Mit den an den Ecken der Schicht angeordneten Übertragern wird jeder Punkt (über der gemeinsamen Mittellinie der Übertrager) bezeichnet durch ein eindeutiges Paar von Zahlen proportional zu den For^pflanzungszeiten. Es sind Umwandlungssysteme bekannt, die nichtlineare Daten in lineare Daten umwandeln. Herkömmliche Schaltungen zur Umwandlung von analogen in digitale Daten können natürlich verwendet werden zur Umwandlung von analogen Daten in digitale Daten in bekannter Weise. Gemäß der Erfindung werden rechtwinklige Koordinaten direkt durch ein System erzeugt, in dem die isotrope Schicht oder Scheibe angeregt wird auf einer Kante durch einen oder mehrere Übertrager für akustische Energien, die eine Welle in Richtung der normalen zu der Kante aussenden; die Scheibe wird ähnlich an der Kante senkrecht zu der ersten Kante angeregt.

Zweckmäßigerweise wird die Impedanz des abtastenden Umwandlers abgestimmt mit der des isotropen Materials, und die Frequenz der akustischen Wellenenergie wird angepaßt an die Resonanzfrequenz des Gesamtsystems aus aussendenden U_mwandlern, Scheibe und empfangenden Umwandlern einschließlich der Spitze. Der Kontakt wird vorzugsweise durch eine Spitze auf dem Probenoder abtastenden Umwandler hergestellt, die wenigstens

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halb-sphärisch ist und kleiner ist als eine halbe Wellenlänge der akustischen Welle.

Die Wellenenergie wird in vorbestimmten Intervallen abgetastet zum Betätigen der Strahlungsumwandler. Me Torschaltung ist ausgebildet für den Start der Zählschaltung. Danach "wird die Welle angezeigt durch den messenden Umwandler zum Anhalten der Zählschaltung, wodurch die Fortpflanzungszeit gemessen wird. Eine Gleichstromvorspannung der Sinuswelle wird verwendet zum Strecken des Arbeitebereiches und Vergrößern der Genauigkeit mit Bezug auf eine gegebene Betriebsfrequenz. Das Abtastens des Ankommens einer akustischen Welle ist so nach Empfang der ersten Periode der Wellenenergie möglich, wodurch die Genauigkeit gegenüber früheren Systemen vergrößert wird. Eine logische Schaltung, die hauptsächlich JJKD- und ODER-Schaltungen und verklinkende Schaltungen aufweist, jefc für die Steuerung des Systems, die Bestimmung des Punktes, an dem sich die Probe befindet, und zum Umwandeln der Bestimmung in digitale Daten in Übereinstimmung damit vorgesehen. Die Steuerschaltung ist so ausgeführt, daß sie zwei OrdinatenbeStimmungssysteme aufeinanderfolgend betätigt zur Lieferung der Koordinaten für ein elektronisches Rechen- oder Datenverarbeitungssystem und/oder anderer Systeme, die diese Daten verwenden. Die Zählschaltung ist mit der Steuerschaltung verbunden zur Rückstellung der Steuerung bei einer Fehlstelle zur Anzeige dafür, daß keine fehlerhaften Daten in den Zählern verbleiben und daß das System nicht durch solche Fehler beeinträchtigt wird.

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Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig,	4
Fig.	5
Fig.	6

Die Erfindung wird im weiteren anhand der Figuren und eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Yon den Figuren zeigen:

einen Anzeigeschirm und akustische "Übertrager;

einen Querschnitt durch die in Pig. I gezeigte Ausführungsform;'

ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung;

eine Anordnung mit einer anderen Form akustische Energie abstrahlender Elemente;

ein logisches Schaltdiagramm einer Ausführungsform und

die graphische Darstellung einer in Übereinstimmung mit der Erfindung erzeugten Wellenform.

Die wesentlichen Elemente des Koordinaten-DatenbeStimmungssystemes sind in Mg. 1 gezeigt. Eine Scheibe aus isotropem Material, wie etwas Glas, wirkt vorn auf eine hier nicht gezeigte graphische Abbildungseinrichtung, die die Information mit Bezug auf die gewünschten Koordinaten, beispielsweise einer Karte, trägt, aufgebracht. Ein Paar akustische Energie abstrahlende Elemente 12, 14, die im weiteren noch genauer beschrieben werden, werden durch einen hier nicht gezeigten Wechselstromgenerator ,

üblicher Bauweise zur Abstrahlung akustischer Energie "

in die Scheibe 10 hinein von den Elementen 12 und 14 angeregt. Es werden zwei analoge Werte erhalten, die die Stelle eines Punktes in dem Bereich der Schicht mit Mitteln eines anderen akustischen Übertragers 20 anzeigen, der als Fühler für akustische Energie dient. Der Meßfühler 16 wird abgestimmt auf eine natürliche Frequenz der Größenordnung der Frequenz des die akustische Energie an die Strahlungselemente 12 und 14 liefernden Generators.

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Die Anzeige der Stelle des Meßfühlers 16 auf der Schicht 10 wird festgestellt durch Messen der Zeit-der Übertragung einer akustischen Welle von einem Strahlungsübertrager 12 und der Zeit der Übertragung einer gleichen akustischen Welle von dem anderen StrahlungsÜbertrager 14 zu dem Meßfühler 16. Sind die Strahlungsumwandler 12 und 14

in in benachbarten Ecken der isotropen Scheibe 10/der gezeigten Weise- angeordnet, dann wird die Stelle des Meßfühlers 16 dargestellt durch ein eindeutiges Paar von Übertragungszeiten für alle mcgLichen Stellen des Fühlers 20 in der Scheibe 10 über der Mittellinie der die akustische Energie aussendenden Umwandler und 14. Der obere Bereich bildet den verwendbaren Bereich der Scheibe 10.

Gemäß der Erfindung wird das Ankommen einer akustischen Welle bei Ankommen der ersten Auslenkung des Wellenzuges gemäß Fig.'2 angezeigt, die einen Teil der isotropen Schicht 10* im Querschnitt und einen akustischen Wellenumwandler 12·, der eine Druckwelle zum Fühler 20 hin aussendet, zeigt. Die Scheibe 10' kann ein isotropes Material sein, und eine Eichung entsprechend einer empirischen Untersuchung ist nötig. Vorzugsweise ist die Scheibe 10^f aus isotropem Material hergestellt, wie es käuflich ohne große Kosten erhältlich ist, und eine Korrektion ist nicht nötig. Plastikmaterial, zum Beispiel Lucite der Firma Dupont ,und ähnliche Materialien haben eine relativ hohe akustische Dämpfung, und es sind verhältnismäßig hohe Anregungsenergien notwendig. Glas hat sich als sehr geeignet.herausgestellt für diesen Zweck . In den meisten Fällen ist klares Glas wünschenswert, so daß die Anzeige durch die Scheibe

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hindurch gesehen werden kann. Mattes Glas ist geeignet für das Hindurchprojizieren von optischen Anzeigen, aber eine getrennte klare G-lasoberschicht ist nicht teuer und kann für andere Anzeigen abgenommen werden. Die letztere wird vorgezogen für Kathodenstrahlröhren-Anzeigen, obwohl die Frontplatte der Kathodenstrahlröhre durch akustische Energie angeregt werden kann. Der Schirm kann aus Sicherheitsglas hergestellt werden und gleichzeitig als Schutzschirm für die Kathodenstrahlröhre dienen. Der Umwandler 12^f wird etwa duroh Epoxyd 32 in der Glasscheibe 10* befestigt, das relativ i hart wird, so daß der Umwandler direkt an die" Glasscheibe 10^f angeklebt ist. Der Fühler 20 weist eine Einfassung 22 (von dem nur ein Teil im Querschnitt gezeigt ist) von röhrenförmiger Ausführung auf, so daß der Fühler wie in herkömmlicher Weise in der Hand gehalten widen kann. Die Fühlereinfassung 22 wird aus verhältnismäßig biegsamer Plastik gebildet und liegt um den akustischen Umwandler 16* röhrenförmig herum. Es kann aber auch eine festere Einfassung mit verhältnismäßig weichem Epoxyd an den Übertrager 16· angeklebt werden. Der Übertrager 16' weist einen röhrenförmigen Körper 26 aus piezoelektrischem Material mit einem ,

zylindrischen inneren Leiter 28 und einem zylindrischen " äußeren Leiter 29 auf, die die Elektroden des Umwandlers 16· bilden. Umwandler mit einem Blei-Zirkonat-Titanat-Körper und Elektroden, die in einem Verfahren hergestellt werden, welches letztlich eine Silberschicht auf den Körper läßt (wie unter der Bezeichnung Clevite PZT-5 erhältliche Umwandler) wurden als geeignet befunden. Vorzugsweise ist der Umwandler 16« mit einer Spitze von im allgemeinen kugelförmiger Ausführung verbünden.

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Die Spitze 24 wird vorzugsweise aus Keramik oder Edel- oder Halbedelstein, beispielsweise Rubin oder Saphir hergestellt; Metallkugeln sind nicht wünschenswert, weil der akustische Widerstand sich so stark von dem des Mediums, beispielsweise Glas und dem des piezoelektrischen Materials unterscheidet. Die Spitze 24 wird an den rohrförmigen Körper 26 mit Epoxyd (beispielsweise dem als3-M-Strukturklebemittel bekannten) angeklebt. Der rohrförmige Körper 26 wird leicht ausgekehlt, so daß er die Kugel 24 leichter aufnimmt. Die Spitze 24 kann auch haIbkugelförmig sein, wobei ihre flache Seite an das nicht au^ekehlte Ende des rohrförmigen Körpers 26 angeklebt wird. Die Kugelform wird aus verschiedenen Gründen vorgezogen. Sie liefert einen besseren gleichförmigen Kontakt und ist weniger kritisch bezüglich des Anwendungswinkels. Solche keramischen und Edelstein- oder Halbedelsteinkugeln sind im Handel ohne große Kosten erhältlich. Ein viel genaueres Abstimmen der Widerstände von Halbedelsteinen oder Edelsteinen und Glas bringt eine größere Wirksamkeit, da die durch nicht genaues Abstimmen bedingte Reflektion stark vermindert wird. Vorzugsweise soll der Durchmesser der Kugel 24 kleiner als eine halbe Wellenlänge der akustischen Welle sein. Der Umwandler 12· ist abgesehen von den Dimensionen von gleicher Bauart wie der Umwandler 16*. Die Dimensionen stehen in Beziehung zu den Dimensionen und dem Material der Scheibe. Für Glas der Dicke in der Größenordnung von 0,475 cm hat der Übertrager einen äußeren Durchmesser in der Größenordnung von 0,316 cm, während der Übertrager 12* (und entsprechend der Übertrager 14') einen äußeren Durchmesser in der Größenordnung von 1,275 cm hat.

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Wird eine Wechselspannung an die piezoelektrischen rohrförmigen Körper an die innere und die äußere Elektrode angelegt, dann bewirkt das ein Zusammenziehen und Ausdehnen des Körpers in Übereinstimmung mit dem Ansteigen und Abfallen der Spannung, so daß eine Druckwelle von dem Übertrager 12* auf die Glasscheibe 10' in der gezeigte Weise übertragen wird. Trifft die Druckwelle auf die Kugelspitze 24 des Fühlers 20, dann gibt das Zusammenziehen und Ausdehnen und Andern der Länge ein Zusammenziehen des Übertragers l6^|Wj?eine Wechselspannung der gleichen Frequenz an ä

den Elektroden 28 und 29 erzeugt wird. Gemäß der * Erfindung wird eine hinreichende Spannung bei der ersten Auslenkung der Druckwelle in der isotropen Scheibe 10 zur Betätigung der elektronischen Schaltung, die später beschrieben wird, erzeugt. Die Druckwelle setzt sich fort in der Scheibe 10* bis zu den Kanten und wird dann in die Scheibe zurückreflektiert. Diese Wellenbewegung wird gedämpft, so daß sie nur einige Male hin-und zurückläuft. Diese zugehörige Reflektion ist nicht von Vorteil, die Erfindung vermeidet aber Fehlanzeigen durch Sperren des auslösenden Impulses in dem Moment, so daß nachfolgende Wellen nie ht die vorher erzeugten reflektierten Wellen antreffen. f

Ein Blockdiagramm der elektronischen Schaltung zur Bestimmung der Koordinaten ist in Fig. 3 gezeigt. Die Koordinaten einer Stelle des Meßfühlers 16 werden erhalten von einem Paar Zählern 34 und 36, denen Taktimpulse von einem Taktimpulsgenerator 38 mithilfe von einer Zählersteuerechaltung 40 zugeführt werden. Ein Zählersteuerspannungsimpuls zum Anrufen der Koordinatenbestimmung wird den Zählersteuerniveaukontakten 42

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zugeführt. Diese Spannung kann von einem zugeordneten Rechner erhalten werden, der programmiert ist zum Aufrufen der Aktivierung zu einer bestimmten Zeit in dem Programm. Der Impuls kann abgeleitet werden von einer Schaltung, die durch einen Aktivierungsschalter in der Fühlereinfassung 22 geschlossen wird, der so angeordnet ist, daß er durch einen Druck auf die Probenspitze gegen die Glasscheibe 10 in herkömmlicher Weise wie bei Fühlern für andere Koordinatenbestimmungssysteme ausgelöst wird. Der Schalter kann betätigt werden durch das Drücken eines Druckknopfes durch die Bedienungsperson auf dem Fühler, wenn eine Anzeigeder Koordinaten gewünscht wird. Wird eine Aktivierungsspannung den Kontakten 42 zugeführt, dann startet die Steuerschaltung 44 die Zähler 34 und 36 und tapstet die sinusförmige Spannung eines kontinuierlich laufenden Sinuswellen^generators 46 nacheinander zu den Verstärkern· 48 und 49 zur Betätigung der akustischen Wellenübertrager 12" und 14"· Zähler 34, Verstärker 48 und Übertrager 12" und 16" bestimmen eine Ordinate, und dann bestimmen Zähler 36, Verstärker 49 und Übertrager 14" und 16" die Koordinate. Die Übertrager 12" und 14" sind akustisch an die Scheibe 10" gekoppelt, wie es bereits beschrieben wurde. In gleicher Weise ist ein abtastender Übertrager 16" akustisch an die Scheibe 10" gekoppelt und elektrisch gekoppelt an einen Verstärker 52, wobei ein Teil oder alles von diesen vorzugsweise in der Fühlereinfassung 22 angeordnet ist. Ein Detektor 54 ist angekoppelt an den Verstärker 52 zum Anzeigen der ersten Auslenkung der akustischen Welle, die den fühlenden Übertrager 16" passiert, zur Übertragung eines Steuerimpulses zu der Zählersteuerschaltung 40. Die letztere Schaltung ist

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ausgebildet zum Anhalten des ersten Zählers 34 bei einem Zählstand proportional der Entfernung des abtastenden Übertragers 16" von dem abstrahlenden Übertrager 12", worauf der andere Verstärker 49 aktiviert und der zweite Zähler 36 gestoppt werden bei einem Zählstand proportional der Entfernung des abtastenden Übertragers 16" von dem anderen abstrahlenden Übertrager 14"· Für viele Anwendungen sind die zwei Zählstände in den Zählern 34 und 36 für den Zweck hinreichend. Werden andere Koordinaten wie etwa die kartesischen Koordinaten gewünscht, dann kann eine Umwandlungsschaltung herkömmlicher Art verwendet werden. Im Spezialfall von Polarkoordinaten " kann die in Fig. 4 gezeigte Anordnung für alle Anwendungen verwendet werden, verlangt jedoch extreme Genauigkeit. Hier weist die Scheibe aus Glas oder anderem isotropem Material 10" ^f zwei Gruppen planarer strahlender Übertrager 56 und 58 auf, die direkt an die Scheibe 10'^lf entlang zu einander senkrechter Kanten angeklebt sind. Diese Übertrager strahlen eine Druckwelle in die Glasscheibe 10''· ab, die im wesentlichen parallel zu den Vorsprungskanten läuft, obwohl eine gewisse Neigung zum Krümmen der Wellenfront verspürbär ist. Eine Ausdehnung der Übertrager entlang der Kanten reduziert diesen nachteiligen Effekt. Diese | Anordnung unterscheidet sich von der in der U.S.-Patentschrift 3 134 099 gezeigten Anordnung dadurch, daß kein brechender Block aus Lucite zwischen Scheibe und den Übertragern verwendet wird. Dieser Block wird verwendet zur Entwicklung von OberflächenwaLlen anstelle von Druckwellen, und diese sind weniger wirksam und benötigen mehr Übertrager für eine vorgegebene Kantenlänge u. ä. Für viele Anwendungen ist die erreichbare

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Linearität hinreichend. Wie vorher startet ein Einschaltniveau an den Kontakten 42· die Steuerschaltung 40 zum nacheinander erfolgenden Liefern von ImpulsSteuerniveaus über eine Ausgangsleitung, die zu dem Kontakt 60 führt, zur Zuführung zu der Zählerschaltung herkömmlicher Art zum direkten Anzeigen der kartesischen Koordinaten.

Ein logisches Schaltbild eines vollständigen Systems mit allen erfindungsgemäßen Eigenschaften und einem Minimum an Schaltungsaufwand ist in Fig. 5 gezeigt. Wie gezeigt ist, weist das System zwei Hauptteile für die Führungs- und die Abtastfunktionen auf, die die zwischen diesen beiden Teilen liegende Steuensihaltung in der wirksamsten Weise steuern. Wie gezeigt wird, kann das System als !Teil eines Computer-Hilfsbausystems oder als allein arbeitende Anlage mit einem Minimum von zusätzlicher herkömmlicher Ausrüstung verwendet werden. Wird es gewünscht, die Koordinaten eines Punktes auf dem Schirm zu bestimmen, dann wird der den Abtastübertrager 16·^rfl enthaltende Fühler in Kontakt gebracht mit dem Schirm und ein benötigter Auslöse impuls den Kontakten 70 zugeführt. Dieser letztere Impuls kann als Antwort auf das Drücken der Probe durch die. Bedienungsperson gegen die Scheibe oder eines Druckknopfes oder das Schließen eine r/6 cha It ung durch einen programmierten Computer entsprechend einem vorbestimmten Programm für das momentane Zuführen eines Spannungsniveaus, welches durch eine ODER-Schaltung 72 hindurchgeht und eine bistabile wechselseitig gleitende Schaltung oder "FLIP-FLOP-SchaItiing" 74 einstellt, zugeführt werden.

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Wegen der großen Widersprüchlichkeit, mit der die Multivibratoren und ähnliche Schaltungen betreffende Terminologie verwendet wird, wird hier der seltenere, aber eindeutigere Begriff der wechselseitig gleitenden Schaltung (reciproconductive circuit" im Interesse der Klarheit zur Definition der im weiteren zu verwendenden Terminologie benutzt. Der Begriff "wechselseitig leitende Schaltung" soll alle Elemente mit dualem Stromflußweg (einschließlich Vakuumröhren, Transistoren u. a. den Stromfluß steuernder Elemente),Rückkopplungsschaltungen, in denen der Strom in das eine ödere andere Element als j Antwort auf einen anliegenden Schaltimpuls fließt, f

umfassen. Der Begriff "astabiler Multivibrator" wird manchmal für eine astabile wechselseitig leitende Schaltung verwendet, welche kontinuierlich in einer Richtung leitet zwischen den Elementen nach Auftreten eines einzelnen Schaltimpulses (welcher ein einzelner elektrischer Impuls sein kann, der vom Schließen eines Schalters zum Inbetriebsetzen der Schaltung herrührt). Eine solche Schaltung' schwingt kontinuierlich in einem Maße, das von der Zeitkonstante der verschiedenen Komponenten der Schaltungsanordnung und/oder der anliegenden Eins ehalt spannung abhängt-. Der Begriff "monostabile wechselseitig leitende Schaltung" wird verwendet g zur Anzeige dafür, daß eine Schaltung, in der ein einzelner Schalter an die einzelne Eingangskontaktstelle zum Einschalten der wechselseitig leitenden Schaltung in den unstabilen Zustand und zurück führt, verwendet wird. Diese monostabile Vera_ion wird manchmal als einseitiger Multivibrator im Hausgebrauch genannt wegen der Abnutzung des Begriffes FLIP-FLOP und weil es kürzer ist als der Begriff selbstrückstellende FLIP-FLQP-Schaltung, der später zur klaren Unterscheidung von dem Begriff

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"bistabile I¹LIP-FLOP-Sehaltung" verwendet wurde. Die bistabilen wechselseitig leitenden Schaltungen werden eingeteilt in binäre wechselseitig leitende Schaltung, welche einen einzelnen Eingangskontaktpunkt hat, dem die Schalt impulse zugeführt werden zur Änderung des Zustandes der Leitung immer dann, wenn ein Impuls anliegt. Eine solche Schaltung wird jetzt häufig als binäres FLIP-FLOP bezeichnet. Die bistabile wechselseitig leitende Schaltung mit zwei Eingangskontaktρunkten, zwischen denen aufeinander folgende Schalter wechselseitig eingeschaltet sein müssen zum Schalten von einem stabilen Zustand in den· anderen, werden sowohl als FLIP-FLOP als auch als Übersperrschaltung (lockover circuit) bezeichnet. Diese Ausführung wird im weiteren hier als zweiseitige wechselseitig leitende Schaltung oder als FLIP-FLOP-Scbaltung bezeichnet.

Die Zustand-wechselseitig leitende Schaltung oder . FLIP-FLOP-Sehaltung 74 betätigt im Betriebszustand eine U]JD-SchaIt ung 76 mit dem freien Kontaktausgangspunkt der anderen zweiseitigen wechselseitig leitenden oder FLIP-FLOP-.Schaltung 78, welche eingestellt wurde durch den benötigten Spannungsimpuls an den Kontaktpunkten 70. Der Ausgang der UND-Schaltung 76 stellt eine UND-Schaltung 102 mit drei Eingängen ein zur Betätigung des Betriebes des Übertragers 12 ·' * ' für akustische Wellenstrahlung. Die UND-Schaltung 102 soll nur dann in Betrieb sein, wenn eine FLIP-FLOP-SchaItung 104 in ihrem niedrigen Niveau ist, so daß die folgende UND-Schaltung 106 nicht in Betrieb ist. Das ist die normale Bedingung für das richtige Funktionieren, und

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es wird sichergestellt durch Anliegen der Ausgangsspannung der FLIP-FLOP-Schaltung 104 an die UND-Schaltung 102 über eine Inverterschaltung 108. Alternativ dazu kann die UND-Schaltung 102 in Betrieb gesetzt werden durch direkte Verbindung öiit dem Kontaktpunkt mit niedriger Spannung des FLIP-FLOPS 104, der höhere Kontaktpunkt des FLIP-FLOPS 104 ist jedoch zu einer anderen wechselseitig leitenden Schaltung oder FLIP-FLOP-Schaltung 110 zum Rückste1Ikontaktpunkt zum Abschalten der UND-Schaltung 112 geführt. Weil UND-Schaltungen mit einem oder mehreren Invertern i

in der Schaltung im Handel erhältlich sind, ist die Schaltung durch Verwendung der Inverterschaltung 108 sehr vereinfacht. Die Anordnung der UND-Schaltung 102 zum Einstellen der FLIP-FLOP-Schaltung 110 und dem dann folgenden Betätigen der UND-Schaltung 112 zum Einschalten des FLIP-FLOPS 104 begrenzt die Betätigung der UND-Schaltung 106 auf eine einzelne Periode eines Rechteckwellenprüfgenerators 114· Dieser Generator kann durch jede astabile wechselseitig leitende Schaltung der bekannten Ausführungen verwirklicht werden. Die Zeitkonstante für einen solchen Generator 114 wird so gewählt, daß genügend Zeit für das Testen der Strahlung einer Welle vom Strahlungsübertrager zu "

der entfernt liegenden Kante des Schirmes bleibt. Ein Betrieb bei 40 Hz erlaubt 25 Millisekunden für das ^xesten und die natürliche Dämpfung der Wellen auf ein nicht wirksames Niveau herab nach dem Ausführen der Operation. Diese Frequenz ist auf die Reflex ionszeit des Schirmes bezogen. Ehe das Ausgangssignal der UND-Schaltung 106 zum Einstellen der folgenden wechselseitig

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leitenden Schaltung 116 zugeführt werden kann, muß letztere sich in Aus-Stellung befinden, was sichergestellt wird durch Zuführen des Aus-AusgangssignaIes zur UND-Schaltung 112. Ein Sinuswellengenerator 46' herkömmlicher Bauart bildet die Hauptquelle der Schwingungen für das Antreiben der Strahlungsübertrager 12^ftt* und 14''^tf. Dieser Generator liefert ein Ausgangssignal mit 150 bis 250 kHz; die Frequenz ist auf die Dicke des Schirmes, der als Wellenleiter dient, bezogen. Für Glas mit einer Dicke von 0,476 cm ist eine Frequenz von 185 kHz ganz befriedigend. Diese Welle wird dem einen Kontaktpunkt der UND-Schaltung 31Θ zugeführt zur Vorbereitung der schließlichen Betätigung des Übertragen 12 ' *·^f. Es wird auch verwendet zur Steuerung des Betriebes des Systems über einen Teil jeder Periode der Welle. Ein Detektor 120 ist an den Generator 46· gekoppelt zur Erzeugung einer Abtastwelle rechteckiger Form über wenigstens eine Hälfte jeder Periode, beispielsweise während der positiven Hälfte. Eine herkömmliche Schwellendetektorschaltung wird vorteilhaft verwendet, weil sie ein gutes Rechteckwellenausgangssignal für ein Sinuswelleneingangs signal liefert. Gemäß der Erfindung werden verbesserte Ergebnisse erhalten mit im Handel erhältlichen Schaltungskomponenten, die die Detektorschaltung 120 vorspannen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, zur Lieferung einer Abtastwelle über 340° jeder Periode. Das reziproke dieser Welle wird der UND-Schaltung (Fig. 5) über eine Inverterschaltung 121 zugeführt. Das dient zum Hemmen der UND-Schaltung 112 auf den Antriebsteil der Periode und zum Einstellen der zugehörigen Schaltung durch die UND-Schaltung auf den vorhergehenden nicht treibenden Teil der Periode der Welle

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des Oszillators 46·. Die UITD-Schätbung 106 wird J|tzt betätigt durch das FLIP-FLOP 116 zur Betätigung 4er UND-Schaltung 118 zum Treiben des ersten Strahlu|gsübertragers 12^lflt. In diesem Moment ist die UNBi Schaltung 106 wirksam zum Einstellen von zwei zweiseitig wechselseitig leitenden oder FLIP-FLOP-SchaItungfn und 150 in dem die Entfernung bestimmenden Teil|der Schaltung. Der höhere Kontaktpunkt der FLIP-FLOi§-

Schaltung 122 betätigt die UND-Schaltung 124, dal '

'4? eine Ausgangsleitung hat, die mit. der Zählschaltling

126 verbunden ist. Der Zähler 126 wird weitergeäi|haltet j

durch Impulse, die von einer Uhr oder einem Taki|rellengenerator 130 kommen. Für das gezeigte Beispiel'fimfaßt dieser Taktwellengenerator 130 einen herkömmlichen astabilen Multivibrator, der bei einer Freq.uenz-;|a.n der Größenordnung von 2,5 MHz arbeitet. Die Frequenz!wird bezogen auf die Größe des Schirmes und den Dämpi|ingsfaktor des Materials, aber auch auf die gewünschte Auflösung. Alternativ dazu kann die Taktimpuls splur von einem zugehörigen Computer oder einer Datenverar*beitungseinheit erhalten werden, falls dieses gewünscht wird.

Der Zähler 126 läuft, und das Ausgangssignal der;: UND-Schaltung 118 ist der positive Teil einer Sinuswfelle | mit hinreichender Amplitude zum Anregen einer Verstärkerschaltung 132 herkömmlicher Art zum Antreiben! eines Übertragers 12^fltt für akustische Wellenstrahluö^. Dieser^trahlungsübertrager ist durch die akustische Wellenfortpflanzungsscheibe an den Übertrager 16? ''^f zum Abtasten der akustischen Welle akustisch gekoppelt.

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Erreicht die akustische Welle den Übertrager 16'^**, dann wird eine kleine elektrische Spannung erzeugt und in einem Verstärker 136 verstärkt. Das Ausgangssignal

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des Verstärkers 136 wird dem Schwellencfebektor 138 zugeführt, der der Schaltung 120 sehr ähnlich sein kann. Das,von dem Schwellendetektor 138 angezeigte Niveau wird durch eine ODER-Schaltung 140 zum Rückstellen der FLIPJ-PLOP-Schaltung 122 und Stoppen des Zählers 126 geführt. Das Öffnen der UND-Schaltung 124 stellt die Wirkung der Eingangsimpulse ab. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 106 wurde durch eine Inverterschaltung 142 der UND-Schaltung 144 zugeführt. Diese UND-Schaltung ■ 144 dient zum Testender Einstellung auf die Periode des Oszillators 46* vor der Treibeperiode. Dieser UND-Schaltung 144 wird auch das ■ Ausgangssignal des Schwellendetektors 120 und der PLIP-FLOP-Sehaltung 116 zugefihrt, die dann rückgestellt wird durch das Ausgangssignal von der UND-Schaltung 144. Das trennt jetzt den Übertrager 12^ltM von dem Generator 46^r am Ende einer einzelnen Periode der Treibe spannung. Die Ausgangskontaktpunkte 146 des Zählers 126 weisen jetzt eine der Entfernung zwischen den Übertragern 12'*'^f und 16 ^? *'' proportionale Zahl auf. Im fall dea Überlaufens des Zählers 126 findet eine Leitung von dem Überlaufkontaktpunkt des Zählers zu der ODER-Schaltung 148 statt und liefert eine Spannung zur ODER-Schaltung 140 zum Rückstellen des PLIP-FLOPS 122 und zum Verhindern jeder Zählung von Ereignissen. In dem Moment, in dem die PLIP-FLOP-Schaltung 122 durch das Ausgangssignal der UND-Schaltung 106 eingestellt wurde, wurde eine andere FLIP-FLOP-Schaltung 150 eingestellt, und die UND-Schaltung wird wirksam zum Rückstellen des Zustande der FLIP-FLOP-Schaltung 74 am Ende der Zählperiode. Der Aus-Kontaktpunkt des Zustands-FLIP-FLOPS 74 ist verbunden mit der UND-Schaltung 202 zum schließlichen Treiben des anderen

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Strahlungsübertragers 14^lftl in derselben Weise, wie es bei der Bestimmung der Entfernung von dem zweiten Übertrager 14" ^ri zu dem Meßfühler I6^fltt beschrieben worden ist. Bezugszeichen 2XX werden verwendet für die Schaltungskomponenten des Übertragers 14^fttt, die identisch denen des Übertragers 12^lflt sind. Das Abtasten der Welle von dem Strahlungsübertrager 14^ttft wird in derselben Weise fortgeführt, wie es in Zusammenhang mit dem anderen Übertrager beschrieben wurde. Der Zähler 226 leitet einen Zählstand an den Ausgangskontakteη 246 ab, der proportional " der Entfernung zwischen dem Übertrager 14^f''· 'und dem Übertrager I6^!ltl ist. Die Zähler werden von UND-Schaltungen 112 bzw. 212 zurückgestellt. Wenn die UND-Schaltung 152 das Zustands-FLIP-FLOP 74 rückstellt, wird dadurch die UND-Schaltung 256 in Betrieb gesetzt. Die UND-Schaltung 252 ist wirksam am Ende der Zählperiode und bringt die UND-Schaltung 256 herauf und stellt die Ausgangs-FLIP-FLOP-Schaltung 78 ein. Liese Ausgangs-FLIP-FLOP-Schaltung 78 leitet dann eine Spannung ab zu den Ausgangskontaktpunkten 260, die dem Computer oder der Bedienungsperson anzeigt, daß Daten zum Auslesen aus den Zählern 126 und 226 zu | jeder Zeit bereitstehen; die Daten werden nicht gelöscht, es sei denn wegen einer neuen Abtastanfrage an den Kontaktpunkten 70. Das hier beschriebene System kann so in Zeitmultiplexbetrieb mit anderen Computeranwendungen betrieben werden.

Weil der Fühler mit der Hand gehalten wird, besteht eine gewisse Fehlergefahr bei der Anzeige der Ankunft

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einer akustischen Welle, was fehlerhafte Daten zur Folge haben würde. Gemäß der Erfindung wird das verhindert durch einen Zähler mit einer Kapazität, die etwas größer ist als die maximale zu entwickelnde Zahl und eine logische Schaltung zum Rückführen des Systems, bis eine akustische Welle von einem Übertrager angezeigt und danach eine akustische Welle von dem anderen Übertrager angezeigt ist. Das Zustands-FLIP-FLOP 74 wird in den Betriebszustand geschaltet bei Auftreten eines Abtastfrageimpulses am Kontakt Ist das Zustands-FLIP-FLOP 78 in seinem niedrigen Zustand, dann wird die UND-Schaltung 76 in den Zustand versetzt, in dem sie die UND-Schaltung 102 zum folgenden Betrieb des Treibeübertragers 12' *«^f in Gang setzt. Wenn die UND-Schaltung 106 hochgeschaltet wird, werden die FLIP-FLOPS 122 und 150 eingestellt zum Starten des ersten Zählers 126. Bei Eintreffen der akustischen Welle an dem Meßübertrager I6^filf wird das FLIP-FLOP 122 rückgestellt zum Schließen der UND-Schaltung 124 und zum dadurch erfolgenden Stoppen des Zählers 126. Ein aktives niedriges Signal von dem FLIP-FLOP 122 und das aktive hohe Signal von dem anderen FLIP-FLOP 150 aktivieren die UND-Schaltung 152 zum Rückstellen des Zustands-FLIP-FLOPS 74. Dieses vervollständigt die erste Zählung, und die zweite Zählung wird begonnen durch Zuführen des Niedrigniveausignales von den Zustands-FLIP-FLOP 74 zu der UND-Schaltung 202 zum anschließenden Inbetriebsetzen des Treibeübertragers 14^ltlf. Das FLIP-FLOP 78 befindet sich noch im trägen Zustand. Ähnlich der oben beschriebenen Art und Weise wird die Welle von den anderen Übertrager 14»»«* bei Ankommen an dem Übertrager 16·*'^f angezeigt durch den Detektor 138, der durch die ODER-

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Schaltung 240 zum Rückstellen des FLIP-FLOPS 222 wirkt. Das schaltet die UND-Schaltung 224 ab und stoppt den Zähler 226. Das aktiviert die UND-Schaltung 252, wodurch die UND-Schaltung wiederum 256 aktiviert wird, die durch das Niedrigniveausignal des Zustands-FLIPJ-FLOPS 74 in G-ang gesetzt wurde. Die Aktivierung der UND-Schaltung 256 stellt das FLIP-FLOP 78 in die Betriebsbedingung ein, wodurch an den Kontaktρunkten 260 angezeigt wird, daß Daten an den Zählern 126 und 226 bereitstehen. Zur gleichen Zeit wird das Niedrigniveausignal des FLIP-FLOPS 78 von der UND-Schaltung 76 abgestellt, so daß das . ™

System mit den Daten in den Zählern 126 und 226 so lange wie nötig für die zugehörige Benutzungsschaltung zum Abrufen für diese gehalten wird. Sollte der Meßübertrager lö'¹¹' das Ankommen -einer oder beider der akustischen Wellen aus irgend einem Grunde nicht anzeigen, dann läuft der entsprechende Zähler über. Die Überlaufkontaktpunkte der Zähler sind verbunden über ODER-Schaltungen 148 und 248 mit FLIP-FLOPS und 250 zum Rückstellen der letzteren und mit ODER-Schaltungen 140 und 240 zum Rückstellen der FLIP-FLOP Schaltungen 122 222. Die FLIP-FLOP-Schaltung 150

(und 250) hemmt nach dem Rückstellen die folgende ä

UND-Schaltung 152 (und 252), so daß das Zustands-FLIP-FLOP 74 im Betriebszustand eingestellt bleibt, und die Inbetrjeb set zung der UND-Schaltung 102 treibt den Übertrager 12^fttl zu einem nächsten Versuch an. Ist die zweite Zählperiode gültig, dann erscheint das Daten-Bereitsignal an den Kontaktpunkten 260. Ist es nicht gültig, dann stellt der Überlauf des zweiten Zählers 226 die FLIP-FLOP-Schaltung 250 und die Zustands-FLIP-FLOP-Schaltung 74 durch die ODER-Schaltung

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72 zum Beginn der ersten Zählperiode und zum Wiederanzeigen zurück. Nur wenn zwei aufeinanderfolgende erfolgreiche Zählungen gemacht wurden, erscheint das Daten-Bereit-Signal an. den Kontaktpunkten 260. Dieser Überflußzählüberlauf und automatische Rücksteiler ist auch wirksam, wenn eine reflektierte Welle angezeigt wird. Mit der Überflußzählanzeige in einem der Zähler werden beide rückgestellt, und das Abtasten wird fortgesetzt ohne Übertragung fehlerhafter Daten. Jeder Fühlerschalter der oben beschriebenen Art, der mit diesem System verwendet wird, . · erlaubt nicht die Übertragung fehlerhafter Daten, weil der Fühlerschalter nur eine Anfrage von Daten feststellt und eine gültige Anzeige von zwei akustischen Wellen gemacht werdenAuß, ehe Daten übertragen werden können. Das Schwellenniveau des Detektors 138 ist eingestellt zur Bestimmung des Ankommens einer akustischen Welle am vom Übertrager am weitesten entfernten Punkt, wo die Welle am meisten gedämpft .ist, so daß der größere Teil der Schirmbereich-reflektierten Wellen, die eine größere Dämpfung haben, nicht angezeigt werden.

Die Zahlen der Zähler 126 und 226 werden parallel an den Kontaktρunkten 146 und 246 oder gewünschtenfells nacheinander ausgelesen. Das ist nicht im einzelnen gezeigt, weil Zähler beider Arten herkömmlicher Form zur Verfügung stehen. Die Umwandlung dieser Zahlen in kartesische Koordinaten oder Polarkoordinaten wird bewerkstelligt durch herkömmliche Umwandlungsschaltungen für diesen Zweck in dem zugeordneten informationsverarbeitenden System.

Patentansprüche: 109852/1692

Claims

ID 2882 *l£ München, den 14. April 1971

Dr. H./P./fr

Patentansprüche

Akustisches Koordinatenbestimmungssystem, dadurch gekennzeichnet ,daß das System eine verhältnismäßig dünne Scheibe (10) aus isotropem Material

ein Paar akustische Wellen aussendende Übertrager (12, 14), die einen Abstand voneinander aufweisen und an die Scheibe (10) zur Übertragung von akustischen Wellen auf diese gekoppelt sind,

einen akustische Welle aufnehmenden Übertrager (16) zum Anzeigen der von den die Wellen aussendenden Übertragern (12, 14) ausgesendeten Wellenfronten in jedem Punkt der Scheibe (10) und

eine Schaltung aufweist, die an die Übertrager (12, 14, 16) zum Messen der Fortpflanzungszeit der von den die Wellen aussendenden Übertragern (12, 14) ausgesendeten akustischen Wellen und das Eintreffen an dem empfangenden Übertrager (16) und zum Umwandeln der Zeitmeßergebnisse in Anzeigen der Koordinaten des Punktes in Bezug auf die aussendenden Übertrager "(.12, 14) gekoppelt ist.
2. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) wenigstens eine im wesentlichen ebene Oberfläche aufweist.

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3. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne t, daß die Scheibe (lO) aus transparentem Material gebildet ist.
4· Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 1, dadurch geken'n zeichne t, daß das Paar die akustischen Wellen aussendenden Übertrager (12, 14) direkt mit der Scheibe (10) verbunden sind.
5. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der akustische Widerstand des die Wellen empfangenden Übertragers (16) im wesentlichen mit dem der Scheibe (10) übereinstimmt.
6. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der die Wellen empfangende Übertrager (16) eine Kontaktspitze (24) aufweist, die wenigstens halbkugelförmig ausgebildet ist.
7. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (24) aus Keramik gebildet ist.
8. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (24) aus Edelstein oder

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ZIr

Halbedelstein gebildet ist.
9. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichn et , daß die maximale Ausdehnung der Spitze (24) geringer ist als eine halbe Wellenlänge der verwendeten Schallwelle.
10. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz der aus

Scheibe (lO), Übertrager (16 ) und Spitze (24) im λ

wesentlichen gleich der Hequenz der Schallwelle ist.
11. Akustisches Koordinatenbegtimmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t , d a ß die an die Wellen aussendenden Übertrager (12, 14) gekoppelte Schaltung einen Sinus wellenoszillator aufweist.
12. Akustisches Koordinatenbestimmuiigssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tor-Schaltung zwischen Oszillator

und den die Schallwellen aussendenden Übertrager (12,) 14) _s

geschaltet"· ist. - \
13· Akustisches Koordinatenbeätimmungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator durch eine Gleichspannung vorgespannt ist, bei der ein Teil jeder Periode von einer Polarität und größer als der andere Teil ist.

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14. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil ;pder Periode in der Größenordnung von 300° ist.

15· Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zählerschaltungen, eine an die Zählschaltungen gekoppelte Torschaltung zum Zuführen von Impulsen an diese mit einem an den empfangenden Übertrager (16) zum Annehmen von von diesem kommenden Signalen, wobei ein Kontaktpunkt mit dem Oszillator und ein anderer mit einer eine pulsierende Spannung erzeugenden Schaltung zur Steuerung der Zuführung der Impulse verbunden ist, vorgesehen sind, wodurch die Zählstände der Zählschaltungen eine Anzeige für die Koordinaten eines gegebenen Punktes in der Scheibe (10) bilden.

16. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung bei der Auslenkung der Schwingung der Sinuswelle des Oszillators mit entgegengesetzter Polarität der anderen Polarität betätigt wird.

17.· Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zählschaltungen zugeführten Impulse zu dem Zeitpunkt zugeführt werden, an dem die ¥_ellen aussendenden Übertrager (12, 14) gepulst werden, und gestoppt werden bei Empfangen der^rsten Auslenkung der akustischen Welle durch den empfangenden Übertrager (16).

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18. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich n et , daß das System einen Dämpfungsfaktor hat, bei dem die Schallwellen zwischen den Treibe impulseη gedämpft werden.

19· Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Frequenz der die Impulsspannung erzeugenden Schaltung in der Größenordnung τοη dem Tausendfachen der Frequenz des Sinuswellenoszillators ist.

20. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichn et , d a ß eine eine Überschußzählung anzeigende und automatisch die Zählschaltung rürckstellende Schaltung vorgesehen ist.

21. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Torschaltung auf eine Periode der Schwingung des Sinuswellenoszillators in Gang gesetzt wird und ein entsprechender strahlender Übertrager in der darauffolgenden Periode getrieben wird.

22. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß .die Zählschaltungen nacheinanderfolgend betätigt sind.

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25· Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennze ichn e t , d aß eine in dem System zur Rückführung der Zählschaltungen im Fall des Auftretens von Fehlern des die Schallwellen empfangenden Übertragers (16) zum Abtasten des Ankommens einer akustischen Welle zwischengeschaltete Schaltung vorgesehen ist.

24· Akustisches 'Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichn e t , daß die Zählschaltungen einen Überlauf aufweisen, der an an die zwiaDhengeschaltete Rückführungsschaltung angekoppelten Kontaktρunkten eine Anzeige zur Rückführung des Systems bei Überlauf von einer der Zählschaltungen gibt.

25· Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß das System auf das Auftreten eines Fehlers des empfangenden Übertragers (16) rückgeführt wird zum Austasten der Ankunft einer tfelle von jedem der energieabstrahlenden Übertrager (12, 14)·

26. Akustisches Koordinatenbestimmungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine bistabile Schaltung vorgesehen ist, die an die rückführende Schaltung zur Anzeige des Bereitstehens von Daten auf den Empfang einer WgHe von jedem der energieabstrahlenden Übertrager (12, 14) durch den empfangenden Übertrager (16) angekoppelt ist.

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