Устройство для измерения коэффициента корреляции двух сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 199286 Сева Свввтвкиа Сокиалиотичеокиа РеспубликЗависимое от авт, свидетельств л, 21 д, 30102 21 д, 30/04 Заявлено 03,11,1965 ( 942379/26 п исоединением заяв МПК Н 056 Н 056 УДК 550.837(088.8Комитет па делаю аоОретений и открытий при Совете Министров СССРритет Бюллетень15 Опубликовано 13.Ч 11.19 ата опубликования описания 30 Авторизобретения менюк явитель СТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ КОРРЕЛЯЦИИ ДВУХ СИГНАЛОВ2 ким-либоэлектрическоэтого поля.Сигнал Хо(1) преобразуется корректором :1 и поступает на вход усилителя 5. Сигнал Уо(г) поступает непосредственно на вход усилителя 6, а также после преобразования в селекторе 7 - на вход усилителя 8. Усиленные сигналы подаются в соответствующие обмотки логометра 9, который и указывает измеряемую величину,Работа устройства основана на том. что в установившемся режиме логометр электродинамичсского или фер родина мического типа при определенной градуировке его шкалы мокет указывать коэффициент корреляции Кмежду сигналами Х(1) и У(1), который обозначает величину т-р)л 5 Необх ния 0 - : нию с п 1,(1) в о нялся и 0 измерит интервал интегрчно малым помени логометр1 тельных обмотоа ток 1 о(1) вое был равен ток ирова- сравнса, ток к изме- второй У 1 ой одимо, Т был остоянн дной из о закон ельной чтооы достато ой вр измер мотк Известны устройства для измерения коэф. фициента корреляции двух сигналов, Такие устройства содержат усилители в измерительных каналах и выполнены в виде счетно-решающих машин, отдельные узлы которых поочередно осушествляют элементарные математические операции, необходимые для вычисления коэффициента.В предложенном устройстве вычислительное устройство выполнено в виде логометра, например, электродинамического типа, измерительные обмотки которого подключены к выходам усилителей, а в канале опорной обмотки установлен селектор. Благодаря этому упрощается конструкция устройства и повышается точность измерений.Устройство, кроме измерения коэффициента корреляции, позволит измерять отношение пропорциональных сигналов или их компонентов, а также сигналов, которые путем коррекции одного из них, например сдвига по фазе, интегрирования или дифференцирования, могут быть преобразованы в пропорциональные.На чертеже приведена структурная схема описываемого устройства.Входные сигналы Х,(1), У,(1) и Л,(1) = = Уо(1) поступают соответственно на входы 1,2 иустройства, Такие сигналы могут быть получены, например, с датчиков исследуемого электромагнитного поля и соответствовать капространственным компонентам й и магнитной составляющихв обмотке опорного сигнала и изменялся по закону у(1).Мгновенное значение момента сил, дейст. вующих на подвижную систему логометра, равно(2 зависящие от конструкции логометра функ ции угла а, на который поворачивается подвижная система логометра относительно его неподвижной части.Если полное время измерений достаточно для того, чтобы показания логометра усп - 1 ли установиться, а форма измеряемых сигналов такова, что это время можно разбить на интервалы, достаточно малые по сравнению с постоянной времени логометра, в каждом из которых среднее значение момента 20 сил, действующих на подвижную систему, будет равно нулю, то подвижная система лого. метра займет положение равновесия и будет оставаться в нем практически неподвижно.Таким образом, условие равновесия подвижной системы логометра можно з аписа-ь в виде) Мж ОО Это условие эквивалентно соотношению если шкалу логометра проградуировать по за- кону Кх, (92 (Р) ср (а)(4) з Такая градуировка обеспечивает также наименьшую среднеквадратичную ошибку измерения коэффициента пропорциональности между двумя сигналами, если они связ а ны 40 соотношением А(1) =К. ВР) и поступают на измеритель в аддитивных смесях с помехами(7) Х(г) =А (1)+гг(1)У= В+-пгПомехи п(1) и т(1) в выражениях б, 7 50 предполагаются случайными функциями времени, у которых средние значения равны ну" лю, а величина К" рассматривается, как измеренное значение неизвестного коэффици ита К. 55При электрической разведке полезных ис копаемых отношение К" по выражению 1 является эффективной характеристикой ис. следуемых полей, обычно лишь в том случае, когда сигналы Х(г) и У(г) соответствуют 60 определенным составлявшим этих полей. Н 1- пример, при исследовании вариаций естест.венного электромагнитного поля в качеств . таиих сигналов цел есообр азно использовать не полные сигналы вариаций, а лишь опреде ленные спектральные (частотные) компонен. ты этих вариаций.Если устройство используется для измерения отношения мнимой и вещественнои компонент поля, то одна из них предварительно должна быть сдвинута по фазе так, чтобы измеряемая величина К в соотношении 5 стала вещественной и положительной и т, п.В связи с этим входные сигналы Х,(1) и Уо(Ц, прежде чем попасть в логометр, подвергаются необходимым преобразованиям в селекторе 7 и корректоре 4.Селектор выделяет из входного сигнала УЯ те части, которые представляют непосредственный интерес для анализа. Это могут быть, например, определенные спектральные (частотные) компоненты сигнала или стробы, полученные в нужный момент времени. Корректор преобразует форму входного сигнала Л(Г) в вид, в котором содержащаяся полезная компонента становится пропорциональной соответствующей полезной компоненте сигнала Уо(1). 11 ростейшими видами коррекции являются дифференцирование, интегрирование, сдвиг по азе и другие операции, легко выполнимые, например, с помощью пассивных электрических цепей.Если необходимо уменьшить влияние собственных шумов (помех) датчика канала У на результаты измерений, то вход селектора изолируют от входа усилителя б и подают на каждыи из них сигналы от независимых датчиков одной и той же компоненты. Обозначение Л, (1) сигнала на дополнительном входе 3, указывает на то, что этот сигнал не вполне совпадает с сигналом Уо(1) на входе 2, вследствие возможной неидентичности датчиков этих каналов и помех в них.Постоянная вр емени логометра накладь 1- вает ограничение на длительность сигналов, которые могут обрабатываться в соответствии с выражением 1. Чтобы снять это ограничение, в устройстве устанавливают дополнительный блок промежуточной, например, магнитной записи с регулируемой скоростью 3 аписи и воспроизведения. Введение блока промежуточной записи позволяет регистрировать сигналы необходимой длительности и воспроизводить их в течение интервала времени, соответствующего постоянной времени логометра. Изменяя скорости записи и вос. произведения, можно в широких пределах изменять диапазон рабочих частот, а также длительность сигналов, которые могут анализироваться с помощью предложенного устройства.Предмет изобретенияУстройство для измерения коэффициента корреляции двух сигналов в геоэлектроразведке, содержащее датчики поля, усилители И вычисл ительное устройство, отлачающеес тем, что, с целью упрощения конструкции и199288 рительцые обмотки которого подключены к выходам усилителей, а в канале опорной обмотки установлен селектор. Составитель 3. ПоповаТ. А. Рыбалова Текред А. А, Камышннко каа 2803(3 Тирак 5ПЛИП 1 Л Комитета по делам изобретений и оМосква, Центр, пр. С л Потписпос кры 1 ий при Совете й 1 ипистров СССР ерова, д. 4 ипографнн, пр. ( апунова,повышения точности измерений, вычислительное устройство выполнено в виде логометра, например, электродинамического типа, измеа Корректоры: А. П. Татаринцева и Е. Ф. Полионова