Устройства ввода графической информации
Устройства ввода графической информации (УВГИ) различаются по принципу действия, методам считывания и регистрации графической информации (ГИ), степени автоматизации считывания.
По степени автоматизации процесса считывания информации все УВГИ делятся на полуавтоматические и автоматические устройства. В полуавтоматических устройствах считывание информации выполняется с участием человека, который устанавливает регистрирующий орган УВГИ в нужную точку чертежа и вводит с функциональной клавиатуры различную служебную информацию. В автоматических устройствах считывание и кодирование информации осуществляется без человека.
По методу считывания ГИ различают УВГИ непрерывного, дискретного и непрерывно-дискретного действия.
УВГИ непрерывного действия обеспечивают считывание координат точек, произвольно расположенных в плоскости изображения. Такие УВГИ отличаются простотой конструкции, но имеют невысокую точность считывания. С увеличением размеров изображения возрастает и погрешность отсчета координат. Поэтому при жестких требованиях к точности считывания и больших размерах ГИ используются устройства дискретного действия.
Отсчет координат в УВГИ дискретного действия производится с заданным шагом в строго фиксированных точках рабочего поля. Для увеличения разрешающей способности УВГИ применяется совмещение дискретного и непрерывного метода считывания координат. При этом грубый отсчет производится с достаточно большим шагом дискретизации, а координаты точки в пределах дискрета определяются непрерывным методом.
УВГИ различают между собой по способу отсчета значений текущих координат, в зависимости от этого УВГИ подразделяются на электромеханические, оптикомеханические, магнитные, емкостные, звуковые и ультразвуковые.
Электромеханические устройства. Электромеханические устройства основаны на применении шаговых двигателей для перемещения координатной системы. При перемещении устанавливается соответствие между числом тактовых импульсов, подаваемых на каждый шаговый двигатель и величиной линейного перемещения координатной системы. Основное достоинство устройств этого типа – простота системы управления и высокая надежность работы. К недостаткам относят низкую скорость считывания, сложность механических узлов устройства, значительные размеры и массу.
Оптикомеханические устройства. Имеют такой же как и в электромеханических устройствах принцип передвижения координатной системы (механический). Однако отсчет значений текущих координат выполняется оптическими фотодатчиками, жестко связанными с механической подвижной координатной системой. Синхронно с передвижением координатного стола вращается диск с прорезями. Через прорези на фотодиодах фиксируется, в виде импульсов, поток света от светодиодов. Между величиной линейного перемещения и числом импульсов от фотодиодов устанавливается соответствие. Достоинства и недостатки практически те же, что и в электромеханических устройствах.
УВГИ магнитного типа. УВГИ магнитного типа получили широкое распространение. Для отсчета координат в них используется индуктивная связь датчика со специальными координатными шинами, представляющими собой многослойные обмотки, уложенные на поверхности планшета. В обмотках шин, соответствующих координатам считываемой точки, наводятся импульсы ЭДС, число которых пропорционально величине линейного перемещения. Эти устройства удобны в работе, имеют высокую надежность, помехозащищенность. Наряду с индуктивной связью датчика с планшетом используется для отсчета координат и емкостная связь.
В УВГИ непрерывного типа широко распространены звуковые и ультразвуковые способы отсчета координат, которые основаны на определении координат путем измерения времени распространения звуковой волны от источника, которым является перемещаемый датчик, до специальных микрофонов, установленных на краях планшета. Эти УВГИ просты в конструкции и эксплуатации, имеют низкую скорость и обладают малой разрешающей способностью и низкой помехозащищенностью.