Вероятностный интегратор — SU 1242941 (original) (raw)
(19) (1 6 Р 7/70 13, ВИЬЛВОТЕ 3 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Шреидеиспытаний авления СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М.Азизбекова(54) ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ИНТЕГРАТОР (57) Изобретение относится к области измерений, контроля и упр и может найти применение во всех отраслях науки и техники, где требуется производить измерение сигналовметодом статистических испытаний.Цель изобретения - увеличение точности измерения. Поставленная .цель достигается включением в устроиствоблоков осуществляющих адаптацию дипазона генерации вспомогательногоравномерно распределенного сигналапо степени его отклонения от середины диапазона, Новизна предлагаемого вероятностного интегратора заключается в том, что в него включены второй блок усреднения и арифметическийблок, задающий по отклонению сигналаот середины диапазона оптимальную ши.рину последнего, Кроме того, для решения поставленной задачи характерны функциональные выполнения арифметического блокаи блока масштабирования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.12429Изобретение относится к областиизмерений, контроля и управления иможет найти применение в информационно-измерительной технике, радиотехнике и приборостроении. 5Цель изобретения - увеличение точности измерения.На фиг. представлена структурнаясхема вероятностного интегратора; нафиг.2 - схема арифметического блока;на фиг.З - схема блока масштабирования.Вероятностный интегратор (фиг.1)содержит схему 1 сравнения, блок 2усреднения блок 3 масштабирования,блок 4 усреднения,. блок 5 умноженияарифметический блок 6, генератор 7шума и блок 8 хранения диапазона измерения.Арифметический блок 6 (фиг.2) содержит первый 9 и второй 10 регистры задания констант, сумматор11, умножитель 12 и узел 3 выделения модуля,25Блок 3 масштабирования (фиг. 3) содержит регистры 14 и 15 задания констант, делитель 16, сумматор 17 и умножитель 18.В интеграторе осуществляется кор рекция диапазона з в соответствии с ожидаемым разбросом значений сигнала, причем таким образом, чтобы свести к минимуму потери в точностиинтегрирования. 35Принцип коррекции д основывается на следующем. Первой составляющей погрешности интегрирования является погрешность дискретизации.Поскольку погрешность дискретизации пропорциональна ширине диапазона л, то для уменьшения этой составляющей необходимо уменьшение диапазона д, Однако если измеряемый сигнал смещен относительно середины диапазона д , это вызывает смещение и в оценке его интегрального значения, причем величина смещения тем больше,.чем меньше й . Поэтому с учетом обоих факторов для заданного отклонения Б 1 среднего зназначЕния сигнала относительно центра диапазона д можно задать наилучшее (в смысле погрешности измерения) оптимальное значение д ширины диасоипазона ь .55Эмпирическая зависимость между оптимальной шириной д , и отклонением 1 8 получена экспериментальным путемдот = 3,33 + 2,088 1,Если считать, что вспомогательный сигнал имеет диапазон измененияс д-- т.е. центрирован то среднее значение измеряемого сигнала Я совпадает с отклонением относительно середины диапазона О, т.е. о ) О,5) д,где (, - время превышения вспомогательного сигнала измеряемым;время измерения,Поскольку в предлагаемом устройстве д меняется, то в нем используется два блока усреднения. В первом блокел усреднения с постоянной времени малой по сравнению со скоростью адаптации д осуществляется текущая оценка ореднего значения сигнала.Я = -- хднфс - о относительно некоторого короткого интервалаВо втором бпоке усреднения осуществляется усреднение оценки Б полученной на выходе первого блока усреднения, относительно всего интервала интегрирования 4. Г Б= -- ,.Я й Интегратор работает следующим образом.На один из входов схемы 1 сравнения, являющийся входом устройства, поступает измеряемый сигнал , на другой вход которого поступает напряжение с выхода блока 5 умножения, равномерно распределенное в диапаа, дзоне - в ,, ширина которого задается с выхода блока 8. Выходное значение блока 5равно б - оптимальное значение диапазона;0.1 равномерно распределеннаяслучайная величина в диапагде 41пающая на соответствующии вход блока 5 умножения с выхода генератора 7 шума, Схемасравнения выполняет следующую логическую операцию1 "6О;У где д - двухуровневый логический сигнал с выхода схемысравнения, принимающий уровень логических "1" и "О" соответст- венно. Логический сигнал Х с выхода схемы 1 сравнения поступает на вход блока 2 усреднения, работающего по принципу усредняющего звена с постоянной времени1= -хам. вых2 4 0Время с определяет длину скользящего интервала усреднения измеряемого сигнала при условии, что а на этом интервале остается практически неизменным. Значение с выхода блока 2 усреднения поступает на вход блока 3 масштабирования, в котором осуществляется масштабирование усредненного на интервалезначения сигнала в соответствии с в Пв= О /и; 0,5)д"з где Б, - максимальное значение напряжения, которое может быть на выходе блока 2 усреднения. Напряжение с выхода блока 3 масштабирования поступает на вход блока 4 усреднения, где осуществляется усреднение значения сигнала, полученного для оптимизации д , со значениями, накопленными в предыдущие моменты времени.Л. вых " вы 12 о где- время усреднения, равное всему времени работы устройства. Напряжение с выхода блока 4 усред кения поступает на вход арифметиПя Эф 33 + 2108ПвкРйхф й3,33 + 2,08 Б.Выходное напряжение узла выделения модуля равноЦвыв11" з вьОПервый регистр 9 хранит значение,равное постоянному множителю 2,08.Выходное напряжение умножителя 12равно5 Пвы П 2,08 = 2,0881,ьы 1 в ФВторой. регистр 10 хранит постоянное значение одного из слагаемых,равное 3,33; Выходное значение сумматора 11 равно20.11,= Пв + 3,33 = 3,33 +2,0881.Выходное напряжение арифметического блока 6 лравное оптимизированному значению диапазона вспомогательного случайного равномерно распределенного процесса, поступает навход блока 8 хранения и в дальнейшем уже используется для измерениявходного сигнала.30В момент включения интегратора вблоке 8 хранения диапазона измерениязаносится начальное значение (возможно максимальное) д . Благодаря обратной связи между сигналамии Ь З 5 значение последнего адаптируется кзначению измеряемого сигнала.Формула изобретения. Вероятностный интегратор, содержащий схему сравнения, первый входкоторой является входом интегратора, второй вход соединен с выходомблока умножения, первый вход которогоподключен к выходу генератора шума, аа выход схемы сравнения через первыйблок усреднения соединен с первыминформационным входом блока масштабирования, второй информационный вход 50 которого объединен с вторым входомблока умножения и подключен к выходублока хранения диапазона измерения,вход установки начального значениядиапазона которого является устано вочным входом интегратора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности 1 он содержит второй блок усреднения, вход которого1242941 Аю к 5аж 6 Заказ 3705/4 Подписное изв. -гр, пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектн соединен с ыходом блока масштабирования, а выход является выходом интегратора, арифметический блок,состоящий из первого и второго регистровзадания констант, сумматора, умножителя и узла выделения модуля, входкоторого соединен с выходом второгоблока усреднения, а выход подключенк первому входу умножителя, второйвход которого соединен с выходом первого регистра задания констант, авыход умножителя подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соЕдинен с выходом второго регистра заданияконстант,а выход сумматора подключенк информационномувходублока хранениядиапазона измерения. 2. Интегратор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок масштабирования содержит первый и вто рой регистры задания констант, сумматор, умножигель и делитель, первый вход которого является первыминформационным входом блока, второйвход соединен с выходом первого ре гистра, а выход делителя подключенк первому входу сумматора, второйвход которогосоединен с выходомвторого регистра, а выход сумматорасоединен с первым входом умножителя, 15 второй вход и выход которого явля -ются соответсвенно вторым информационным входом и выходом блока.