Przedmiotem wynalazku jest sposób automatycznego okreslania polozenia wspólrzednych punktu na plasz¬ czyznie przez oddzialywanie pola magnetycznego pomiedzy siatka równoleglych przewodów i ruchomym ele¬ mentem wskazowym, zwlaszcza stosowany do wczytywania do komputerów wykresów, map, rysunków konstruk¬ cyjnych, schematów elektrycznych i temu podobnych graficznych danych.Znane sa przyrzady do okreslania wspólrzednych, które wykorzystuja oddzialywanie zmiennych pól magne¬ tycznych albo elektrycznych pomiedzy siatka przewodów rozmieszczonych na plaszczyznie a elementem wska¬ zowym usytuowanym w poblizu siatki.Znane jest z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 1 525 649 urzadzenie majace zespól przewodów w ksztalcie litery "U" dla osi „X" oraz identyczny zespól przewodów dla osi „Y". Przewody te stanowia odbiorniki sygnalu, pola magnetycznego, wysylanego przez element detekcyjny w postaci cewki o srednicy okolo dwóch podzialek. Informacje o polozeniu elementu detekcyjnego uzyskuje sie przez kolejne próbkowanie sygnalu we wszystkich elementach odbiorczych. Najwiekszy sygnal pojawia sie w petli odbiorczej usytuowanej najblizej elementu detekcyjnego. Próbkowanie przeprowadza sie w elektronicznym ukladzie przelaczajacym, w którym kazda petla sieci jest przylaczona do oddzielnego klucza. Najprostsze rozwiazania maja rozdzielnosc równa podzialce siatki, a w bardziej rozbudowanych istnieje mozliwosc interpolacji, co poprawia rozdzielczosc.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu automatycznego okreslenia polozenia na plaszczyznie, pozwala¬ jacego na uzyskanie bardzo dokladnego okreslenia wspólrzednych punktu dzieki znacznie wiekszej rozdzielczos¬ ci.Cel wynalazku osiagnieto przez opracowanie sposobu automatycznego okreslania polozenia wspólrzednych punktu na plaszczyznie, polegajacego na wykorzystaniu oddzialywania pola magnetycznego pomiedzy siatka duzej liczby równoleglych przewodów, stanowiacych plaszczyzne pomiarowa, dla kazdej osi wspólrzednych i ruchomym elementem detekcyjnym, w którym zgodnie z wynalazkiem wzbudza sie przeplyw pradu przeciwnie skierowanego w przewodach dwóch róznych zespolów plaszczyzny pomiarowej, majacej co najmniej dwa zespo¬ ly równoleglych przewodów, dla kazdej osi pomiarowej, przy czym przewody jednego zespolu umieszcza sie pomiedzy przewodami drugiego zespolu, wytwarzajac pole magnetyczne, które indukuje sygnal w elemencie detekcyjnym, przy czym przelacza sie przeplyw pradu w przewodach do momentu, gdy wartosc sygnalu indu¬ kowanego w elemencie detekcyjnym bedzie wieksza od zera, a nastepnie do momentu, gdy wartosc sygnalu bedzie mniejsza od wartosci, dla której charakterystyka napieciowa jest zasadniczo liniowa, która to wartosc wskazuje dokladne usytuowanie elementu detekcyjnego wzgledem jednej osi wspólrzednych, a nastepnie wzbu-2 136604 dza sie przeplyw pradu przeciwnie skierowanego w przewodach dwóch róznych zespolów pomiarowych drugiej osi pomiarowej, przy czym przewody jednego zespolu umieszcza sie pomiedzy przewodami drugiego zespolu, wytwarzajac pole magnetyczne, które indukuje sygnal w elemencie detekcyjnym, przy czym przelacza sie prze¬ plyw pradu w przewodach do momentu, gdy wartosc sygnalu indukowanego w elemencie detakcyjnym bef aie wieksza od zera, a nastepnie do momentu, gdy wartosc sygnalu bedzie mniejsza od wartosci, dla której charakte¬ rystyka napieciowa jest zasadniczo liniowa, która to wartosc wskazuje dokladne usytuowanie elementu detekcyj¬ nego wzgledem drugiej osi wspólrzednych.Korzystnie przeplyw pradu w przewodach zespolów przelacza sie za pomoca kluczy elektrycznych do mo¬ mentu, gdy wartosc sygnalu bedzie wieksza od zera a mniejsza od wartosci, dla której charakterystyka napiecio¬ wa jest zasadniczo liniowa, przy czym laczy sie przewody kazdego zespolu do dwóch grup kluczy, dla zmniejsze¬ nia liczby kluczy, korzystnie kazdy przewód zespolu laczy sie z jednym zespolem kluczy poprzez diody.Korzystnie detekcji sygnalu wytworzonego w elemencie detekcyjnym dokonuje sie za pomoca detektora fazowego. Korzystnie indukuje sie sygnal w elemencie detekcyjnym w postaci cewki majacej srednice równa odstepowi pomiedzy sasiadujacymi przewodami.Sposób wedlug wynalazku objasniono na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad przewo¬ dów dla jednej osi wspólrzednych; fig. 2 - kolejny uklad przewodów dla jednej osi wspólrzednych; fig. 3 - ko¬ lejny uklad przewodów dla jednej osi wspólrzednych; fig. 4-uklad przewodów przylaczony do kluczy; fig. 5 — wykres wielkosci sygnalu indukowanego w cewce w funkcji przemieszczenia cewki; fig. 6- wykres krzywej pomiarowej; fig. 7—uklad do realizacji sposobu wedlug wynalazku w korzystnym przykladzie wykonania w schemacie blokowym.Sposób wedlug wynalazku polega na wykorzystaniu oddzialywania pola magnetycznego w poblizu plasz¬ czyzny pomiarowej na ruchomy element detekcyjny stanowiacy calosc z elementem wskazowym.Dla kazdej osi plaszczyzna pomiarowa sklada sie z zespolu n równoleglych przewodów o stalym odstepie a pomieidzy sasiednimi przewodami tworzacymi uklad zwany dalej para przewodów (fig. 1).Dla kazdej osi plaszczyzny pomiarowej przewody sa polaczone w co najmniej dwa zespoly, przy czym w dowolnym przewodzie danego zespolu mozliwe jest wlaczenie pradu wzbudzajacego pole magnetyczne. Takie rozwiazanie umozliwia wzbudzenie przeplywu pradu przeciwnie skierowanego w usytuowanych obok siebie prze¬ wodach nalezacych do dwóch róznych zespolów. Tak zestawiona para moze byc utworzona w dowolnym punk¬ cie danej osi z rozdzielczoscia równa odleglosci a, chociaz odleglosc pomiedzy sasiednimi przewodami pary moze wynosic a, 2a, albo ogólnie Na. Na fig. 2 uwidoczniono uklad przewodów, dla jednej osi plaszczyzny pomiarowej skladajacy sie z dwóch zespolów przewodów. Przewody z obu zespolów sa ulozone na przemian.Przewody usytuowane jak na fig. 2 moga tworzyc pary przewodów o odleglosciach pomiedzy nimi równej przykladowo a, 3a, 5a.Przykladowo dla utworzenia pary o szerokosci a nalezy wlaczyc kolejno prad w nastepujacych parach przewodów: l.(l\l") 2.(2', 1") 3. (2\ 2") i dalsze.Dla pary o odleglosci pomiedzy przewodami równej 3a l.(l\2") 2.(3M,,) 3. (2', 3") i dalsze.Natomiast przewody polaczone jak na fig. 3 moga tworzyc pary o szerokosci 2a, 4a, 6a. Kolejnosc wlaczania pradu dla pary o szerokosci 2a jest nastepujaca: 1.(1', 1") 2. (2\ 2") 3.(3', 1") 4.(4', 2") 5. (3', 3") i dalsze.Do przelaczania sygnalu stosuje sie klucze elektroniczne, których ilosc, w najprostszym przypadku, równa jest ilosci przewodów. Dla zmniejszenia liczby kluczy n przewodów z jednego zespolu jest polaczone do dwóch grup kluczy A, B o liczbie b i c tak, ze do przelaczania n-bxc przewodów wystarcza tylko b+c kluczy (fig. 4).W kazdym przewodzie potrzebna jest dioda, która blokuje przeplyw pradu w przewodach nie wybranych przez uklad sterujacy.Elementem detekcyjnym jest cewka przemieszczana po powierzchni stolika pomiarowego. Wielkosc sygnalu indukowanego w cewce w funkcji przemieszczenia cewki wzgledem pary przewodów uwidoczniono na fig. 5.Ma okreslenia polozenia elementu detekcyjnego z dokladnoscia' równa odleglosci a pomiedzy sasiednimi przewodami wystarczy ustalic, która para przewodów indukuje w cewce najwiekszy sygnal. Najkorzystniejsza srednica cewki wynosi od a do 2a. Natomiast dla okreslenia pozycji elementu detekcyjnego z dokladnoscia136604 3 lepsza niz odleglosc a trzeba wykorzystac co najmniej dwa sygnaly zaindukowane w elemencie detekcyjnym przez prad wzbudzony w parach o odleglosci pomiedzy tworzacymi je przewodami równej 2a albo wiecej.Sygnaly te sa zaindukowane niejednoczesnie w elemencie detekcyjnym przez prad wzbudzony w dwu albo wiecej parach przewodów.Odejmujac sygnaly indukowane przez kolejne pary otrzymuje sie krzywa, przy czym liniowa czesc krzywej o najwiekszym nachyleniu, czyli o duzej zmianie sygnalu w funkcji usytuowania elementu detekcyjnego na osi x albo y plaszczyzny pomiarowej, zapewni bardzo dokladnie okreslenie wspólrzednych (fig. 6). Dzieki temu mozna uzyskac dokladnosc równa 1/20 podzialki a.Aby ustalic dokladnie polozenie elementu detekcyjnego za pomoca interpolacji, sterujacy uklad elektronicz¬ ny wykonuje kolejno nastepujace czynnosci: Sledzac kolejne wartosci sygnalów indukowanych w elemencie detekcyjnym przez kolejno wlaczane pary przewodów oczekuje na wartosc sygnalu U0; Gdy pojawi sie sygnal spelniajacy warunek U0, uklad sterujacy oczekuje na sygnal o wartosci U który jest jednym z punktów liniowego odcinka krzywej w przedziale Xx—X2. Wartosc tego sygnalu wskazuje jednoczesnie dokladne usytuowanie elementu detekcyjnego w przedziale Xi —X2, a zatem usytuowanie danego punktu wzgledem jednej osi wspólrzednych, w tym przypadku wzgledem osi OX; Nastepnie uklad powtarza wyzej wymienione czynnosci w odniesieniu do drugiej osi wspólrzednych — osi Oy.Na fig. 7 przedstawiono schemat blokowy ukladu do automatycznego okreslenia polozenia punktu na plaszczyznie, w którym zastosowano sposób wedlug wynalazku, w korzystnym przykladzie wykonania. W ukla¬ dzie tym element detekcyjny 1 polaczony jest z ukladem sterujacym 8 poprzez wzmacniacz 2, detektor fazoczu- ly 3, wzmacniacz róznicowy 5 i komparator 6. Ponadto jedno wejscie wzmacniacza róznicowego 5 polaczone jest z wyjsciem detektora fazoczulego 3 poprzez pamiec analogowa 4. Na jedno z wejsc komparatora 6 podawany jest sygnal U2.Sygnal ze wzmacniacza róznicowego 5 podawany jest równiez na przetwornik analogowo-cyfrowy 7, który generuje jeden z sygnalów polozenia. Uklad sterujacy 8 steruje zespolem kluczy 9 wybierajacych osi X, zespo¬ lem kluczy 11 wybierajacych osi Y i licznikiem 12 numeru pary przewodów, jak równiez generuje sygnal gotowosci. Wyjscia obu zespolów 9, 11 i licznika 12 polaczone sa ze soba i z ich wspólnego wyjscia odbierany jest drugi sygnal polozenia. Ponadto uklad wyposazony jest w generator sygnalowy 10 podajacy sygnal taktuja¬ cy na wejscia detektora fazoczulego 3, ukladu sterujacego 8, zespolu kluczy 9 osi X i zespolu kluczy 11 osi Y.Uklad dziala w sposób nastepujacy. Uklad sterujacy 8 poprzez licznik 12 wybiera kolejno dwa klucze z zespolu kluczy 12, które wlaczaja przeplyw pradu w dwóch przewodach plaszczyzny pomiarowej, wzbudzony przez generator sygnalowy 10.Prad w parze przewodów wzbudza sygnal w elemencie detekcyjnym 1, który po wzmocnieniu we wzmacnia¬ czu 2 podlega detekcji fazoczulej w detektorze fazoczulym 3. Wartosc sygnalu z aktualne} pary przewodów i sygnalu przechowywanego w pamieci analogowej 4, z poprzedniej pary przewodów podawana jest na wzmac¬ niacz róznicowy 5.Komparator 6 porównuje sygnal z wyjscia wzmacniacza róznicowego 5 z napieciem odniesienia U2, aby okreslic dla której pary przewodów element detekcyjny I pracuje w zakresie liniowym, gdyz tylko dla liniowego zakresu mozna dokladnie okreslic polozenie elementu detekcyjnego 1 w stosunku do paru przewodów. Dla uzyskania cyfrowej postaci informacji o polozeniu elementu detekcyjnego zastosowano przetwornik analogowo- cyfrowy ls W wyniku powyzszych dzialan polozenie elementu detekcyjnego 1 okreslone jest jednoznacznie i dokladnie poprzez stan licznika 12 i przetwornika analogowo-cyfrowego 7.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób automatycznego okreslania wspólrzednych punktu na plaszczyznie, polegajacy na wykorzystaniu oddzialywania pola magnetycznego pomiedzy siatka duzej liczby równoleglych przewodów, stanowiacych plasz¬ czyzne pomiarowa dla kazdej osi wspólrzednych i ruchomym elementem detekcyjnym, znamienny tym, ze wzbudza sie przeplyw pradu przeciwnie skierowanego w przewodach dwóch róznych zespolów plaszczyzny pomiarowej, majacej co najmniej dwa zespoly równoleglych przewodów, dla kazdej osi pomiarowej, przy czym przewody jednego zespolu umieszcza sie pomiedzy przewodami drugiego zespolu, wytwarzajac pole magnetycz¬ ne, które indukuje sygnal w elemencie detekcyjnym, przy czym przelacza sie przeplyw pradu w przewodach do momentu gdy wartosc sygnalu indukowanego w elemencie detekcyjnym bedzie wieksza od zera a nastepnie do momentu, gdy wartosc sygnalu bedzie mniejsza od wartosci dla której charakterystyka napieciowa jest zasadni¬ czo liniowa, która to wartosc wskazuje dokladne usytuowanie elementu detekcyjnego wzgledem jednej osi wspólrzednych a nastepnie wzbudza sie przeplyw pradu przeciwnie skierowanego w przewodach dwóch róznych zespolów pomiarowych drugiej osi pomiarowej, przy czym przewody jednego zespolu umieszcza sie pomiedzy przewodami drugiego zespolu, wytwarzajac pole magnetyczne, które indukuje sygnal w elemencie detekcyjnym, przy czym przelacza sie przeplyw pradu w przewodach do momentu, gdy wartosc sygnalu indukowanego4 136 604 w elemencie detekcyjnym bedzie wieksza od zera, a nastepnie do momentu, gdy wartosc sygnalu bedzie mniej¬ sza od wartosci, dla której charakterystyka napieciowa jest zasadniczo liniowa, która to wartosc wskazuje dokladne usytuowanie elementu detekcyjnego wzgledem drugiej osi wspólrzednych. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze przeplyw pradu w przewodach zespolów przelacza sie za pomoca kluczy elektrycznych do momentu gdy wartosc sygnalu bedzie wieksza od zera a mniejsza od wartosci, dla której charakterystyka napieciowa jest zasadniczo liniowa, przy czym laczy sie przewody kazdego zespolu do dwóch grup kluczy, dla zmniejszenia liczby kluczy, korzystnie kazdy przewód zespolu laczy sie z jednym zespolem kluczy poprzez diody. 3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze detekcji sygnalu wytworzonego w elemencie detek¬ cyjnym dokonuje sie za pomoca detektora fazowego. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze indukuje sie sygnal w elemencie detekcyjnym w po¬ staci cewki majacej srednice równa odstepowi pomiedzy sasiadujacymi przewodami. i i n Fiol 1, — —. : : 1 \ *' U r i 1 2'\ r i r i i i 3' 3" \ ,' 4' 4l 1 ' £'. 1 i \ er \ } ¦ , i _d 1 1 * ~_ '___ i j r Fig Z136 604 L - - l i c c i! i < 2, i ^ f \ 4' r ' j ** i < £ f i —£ . i i i i Fig 3 R136 604 Ui.-H T) ff U ' a H !/ i \i IU R95 H-r4 !, g« Fuj 6136 604 Fig. 7 PL