Устройство для оценки достоверности результатов измерений

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)739618

Союз Советски к

Социалистических

Республик т M !

1, -,,- Я -; . — . " "- "" "" 7) (5l)NI. Кл. б 08 С 25/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 08.06.77(2I ) 2493038/18-24 с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет— твеудафстаанлм» кемктет

СССР де делам лзебретеикй и еткумткй (53) УДК 621.398 (088. 8) Опубликовано 05.06.80. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 08.06.80 б

C. C. K aa (72) Автор изобретения (7I ) Заявитель (54-) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕНКИ ДОСТОВЕРНОСТИ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Изобретение относится к области ав томатики, вычислительной и измерительной техники и может быть использовано в автоматизированных системах формирования результатирующего потока итнрормации, обладающего минимальными потерями.

Известно устройство для измерения дисперсии случайных процессов, содержащее блок определения математического ожидания, блоки вычитания, блоки задертО жек и блоки деления Я.

Недостаток известного устройстванизкая точность измерения дисперсии случайных процессов.

Наиболее близким по технической

l5 сущности к предложенному устройству является устройство для оценки достоверности результатов измерений, содержащее блок определения математического ожидания и блок управляемой задержки, первые входы которых объединены и соединены с измерительным входом устройства, первый сумматор, выход которого

2 подключен к первому входу блока деления, второй сумматор, выход которого соединен с первым входом умножителя, блок памяти, выход которого подключен ко второму входу умножителя, выход умножителя соединен со вторым входом блока деления, выход которого подключен к выходу устройства, блок управления, первый выход которого соединен со вторым входом блока управляемой задержки, выход блока управляемой задержки подключен ко входу блока задержки (2Я

Недостатки известного устройства низкие точность, быстродействие и надежность.

Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и надежности уст ройс тва.

Это. достигается тем, что в устройст» во введены делитель частоты, первый и второй блоки определения абсолютной разности, вход синхронизации устройства соединен с первым входом делителя частоты, первый выход которого подключен,3 73

a третьему входу блока деления, второй выход делителя частоты соединен со вторым входом блока определения математического ожидания, выход которого "" йодклю4ей к первому входу первого блока определения абсолютной разности, выход блока управляемой задержки соединен с первым входом второго блока определения абсолютной разности и со вторым входом перво о блока определения абсолют ной разности, выход которого подключен к первому входу первого сумматора," выход второго блока определения абсолютной разности соединен с первым входом второго сумматора, третий выход делите»

itsi частоты подключен ко вторым входам первого и второго сумматоров, выход блока задержки соединен,со вторим входом второго блока определения,абсолютной разности, четвертый выход делителя частоты подключен к третьим входам аервого и второго блоков определения абсолютной разности, второй выход блока управления соединен со вторым входом делителя частоты, в устройство дополнительно введены блоки определения раз» ности в соответствии с количеством определяемых статистик отклонения измеряемых результатов, блоки задержек и пе реключатель, выход блока управляемой зйдержкй соединен со входом переключатагга, вьгходы которого подключены ко входам блоков задержек и к первым входам блоков определения разности, ко вто рйм входам которых подключены выходы соответствующях блоков задержек, выход предыдущих блоков задержек, выход предыдущих блоков определения разности соединен с первым; входом последующего блока определения разйости, выход по следне о блока определения разности подключей к первому входу второго сумматора, блоки определения абсолютной разности выполнены на формирователях широтноимпульсной модуляции (ШИМ), демодуляторах, ейементах И, ИЛИ и ге нераторе, входы формйрователей ШИМ

"соединены со входами блока определения, абсолютной погрешности, выходы форми рователей ШИМ подключены к первым входам первых элементов И и через демодуляторы - ко вторым входам первых . элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами елемента .

ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И, ко второму входу которого подключен выход блоха определения абсолютной разности.

l5

На фиг. l представлена функциональная схема предложенного устройства; на фиг. 2 схема компенсации аномальных результатов; на фиг. 3 - схе1г1а блока определения абсолютной разности.

Устройство содержит блок 1 определения математического ожидания, блок 2 управляемой задержки, первый блок 3 оп ределения абсолютной разности, блок 4 задержки, второй блок 5 определения абсолютной разности, первый сумматор 6, второй сумматор 7, умножитель 8, блок

9 памяти, блок 10 делениа, делитель

11 частоты, блок 12 управления, вход

13 синхронизации, измерительнцй вход

14, выход 15 блока 2 управляемой за» держки, выход 16 блока 4 задержки, выход 17 устройства, выход 18 второго блока определения абсопютной разноети, дополнительные блоки 19 и 20 определения абсолютной разности, допол нитепьные блоки 21 и 22 задержек, формирователи ШИМ 23 и 24, демодуляторы

25 и 26, первые элементы И 27 и 28, элементы ИЛИ 29, второй .элемент И 30, генератор 31 и переключатель 32.

Устройство работает следующим обра- . зом.

Результаты измерения со входа 14

90 (см. фиг. 1) поступают на вход блока 1

-определения математического ожидания, где осреднаются за установленный блоком 12 управления через управляемый делитель1 1 частоты интервал осредне55 ния, кратный периодам следования сия хронизирующих сигналов. Время задерж ки етйх же результатов измерений в блоке 2 устанавливается равным интер« валу осреднения. Блок 3 и сумматор 6

40 реализуют операции определенна среднего значения абсолютных раэностей между текущими значениями результатов измерений и их средним значением. С повре»менно определяются в блоке 5 абсолютные

45 разности между предшествующими и настоящими значениями результатов изме» рений и производится оценка их среднего значенйа накоплением в сумматоре 7 за установленное время осреднениа. Ос50 реднение в накапливающих сумматорах осуществляется выводом числа из старших разрядов сумматора, для чего интервалы осредненйя устанавливаются кратны ми следующим объемам статических выборок:К 10, гпе 8 1, 2, 3...

Умножитель 8 номирует полученный результат соответствукицим порядку раз» ности коэффициентом пропорциональности. /

1.. Устройство для оценки достоверности результатов измерений, содержащее блок определения математического ожидания и блок управляемой задержки, первые входы которых объединены и,со единены с измерительным входом устройства, первый сумматор, выход кото

:рого подключен к первому входу блока деления, второй сумматор, выход которого соединен;с первым входом умножителя, блок памяти, выход которого под ключен ко второму входу умножителя, выход умножителя соединен со вторым входом блока деления, выход которого подктцочен к выходу устройства, блок управления, первый выход которого соединен со вторым входом блока управляемой задержки, выход блока управляемой задержки подключен к входу блока задержки, отличающееся тем,что,c целью повышения быстродейстИия устрой

crea, в него введены делитель частоты, первый и второй блоки определения абсо- . лютной разности, вход синхронизации уст-, ройства соединен с первым входом делителя частоты, первый выход которого под ключен к третьему входу блока деления, второй выход делителя частоты соединен со вторым входом блоке определения математического ожидания, выход которого подключен к первому входу первого блока определения абсолютной разности, выход блока управляемой задержки соединен с первым входом второго блока определения абсолютной разности и со вторым входом первого блока определения абсолютной разности, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход второго блока определения абсолютной разности соединен с первым входом второго сумматора, третий выход делителя частоты подключен к вторым вкодам первого и второго сумматоров, выход блока

5 73961 хранящимся в блоке 9. Результаты деле ния в блоке 10 вычисленных в параллельных цепях устройства статистик эквивалентны в среднем и по дисперсии рассеивания классическому критерию Аббе и. могут использоваться для проверки гипотезы об отсутствии систематического сдвига в результатах измерений.

Выводом значения частного из блока

10 деления заканчивается цикл вычислений. Вычисления повторяются для новой статической выборки.

Бня повышения чувствительности предлагаемого критерия оценки достоверности к отдельным резко отличающимся ре35 зультатам измерений во вторую цепь устройства вводятся (см. фи -. 2) последовательно соединенные блоки 19 и 20 определения разнс сти, в результате чего отдельные аномальные результаты изме-. рений компенсируются, сохраняя в среднем хорошее приближение вычисленной оценки статистики к ее истинноМу значению наибольшее соответствие частного от деления в блоке 10 физическому смыс25 лу критерия Аббе.

Работа блоков определения абсолютной разности (см. фиг. 3).состоит в следую щем.

Задержанный и незадержанный сигналы

30 о случайном процессе поступают на входы формирователей ШИМ 23, 24 широтномодулированных импульсов. Сформирован» ные импульсы ШИМ с модуляцией заднего фронта преобразуются в демодуляторах

25 и 26 в импульсы ШИН с модуляцией цереднего фронта и поступают на элементы И 27 и 2В, на вторые вкоды которык подаются импульсы ШИМ с модуляцией заднего фронта соответственно с форми40 рователей 23 и 24. На выходе элементов И 27, 28 формируются импульсы

ШИМ; соответствующие по длительности разности между выбранными значениями

45 исследуемого случайно о процесса. Данные . импульсы после их сведения в единый поток элементом ИЛИ представляют со бой абсолютные разности между значени ями случайного процесса. Информация, заключенная в длительности импульсов, 50 преобразуется в преобразователе аналогкод при помощи элемента И 30 и генератора 31 счетных импульсов в цифровую форму.

Устройство позволяет производить в реальном масштабе времени оценку достоверности результатов измерений в высокоопросных телеметрическик системах, в

8 6 системах измерения параметров движения.

Реализация предлагаемого устройства, отличающегося от известных повышенной точностью оценки достоверности информационного потока при искажении последнеvo одиночными резко отличающимися результатами измерений и высоким быстродействием, создает предпосылки для более точного восстановления на приемной стороне характеристик контролируемык объектов.

Формула изобретения

2. Линник Ю. В. Метод наименьших

И квадратов и основы математико-статис тической теории обработки наблюдений.

М,.: Физматгиз, 1962, 6 6, с. 111 (прототип).

7 73961 задержки соединен со вторым входом второго блока определения абсолютной разности, четвертый. выход делителя частоты. подключен к третьим входам йервого и второго блоков определения абсолютной раэнбсти, второй выход блока управления соединен со вторым входом делителя час» тоти.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а -, ю щ е е с я тем, что, с целью новы» (0 шения точности устройства, в него введены блоки определения разности и до олнительные блоки задержек и переключатель, выход блока управляемой задержки соединен со входом переключателя, выхо- И ды которого подключены к входам дополительных блоков задержек и к первым входам блоков определения разности, к вторым входам которых подключены выходы соответствующих дополнительных 20 блоков задержек, выход предыдущих блоков определения разности соединен с первым входом последующего блока определения разности, выход последнего блока определения разности подключен к первойу входу mopot о сумматора.

- 3. Устройство по пп, 1 и 2, о т.личающееся тем,чтоблоки

8 8 определения абсолютной разности выполнены на формирователях широтно- импульсной модуляции (ШИМ), демодуляторах, элементах И, ИЛИ и генераторе, входы формирователей ШИМ соединены с входа ми блока определения абсолютной погрешности, выходы формирователей ШИМ под1 ключены к первым входам первых элементов И и через демодуляторы - к вторым входам первых элементов И, выходы «оторых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход элемента

ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И, K второму входу которого подключен выход генератора, выход второго элемента И соединен с выходом блока определения абсолютной разности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 377704, кл. Cj 08 С 19/28, 1971.

Составитель E. Бакеев

Редактор Т. Загребельная: Техред Л. Теслвк Корректор М. Лем i«

Заказ 2945/46 Тираж 682 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1. 13035, Москва, Ж-Ç5, Раушская наб., д. 4/5

Ф«л«чл ППГ! "Патент", г, Ужгород,д,-ул. Проектная, 4