Устройство для оценки достоверности результатов измерений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 739618 Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 08,06.77(2 ) 2493038/18-2с присоединением заявки РЙКл,8 С 25/ уАЭРстююна енктет СССР йелен взебретеккй и еткуиткйДЛЯ ОЦЕНКИ ДОСТОВЕРНОСТТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ Изобретение относится к области ав томатики, вычислительной и измерительной техники и может быть использовано в автоматизированных системах формирования реэультатирующего потока ивормации, обладающего минимальными потерями.Известно устройство для измерения дисперсии случайных процессов, содержащее блок определения математического ожидания, блоки вычитания, блоки эадерт жек и блоки деления 1.Недостаток известного устройства- низкая точность измерения дисперсии случайных процессов,Наиболее близким по технической 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 вышениенадежност подключен к первому входу блока деления, второй сумматор, выход которогосоединен с первым входом умножителя,блок памяти, выход которого подключенко второму входу умножителя, выходумножителя соединен со вторым входомблока деления, выход которого подключен к выходу устройства, блок управления, первый выход которого соединен совторым входом блока управляемой задержки, выход блока управляемой задержки подключен ко входу блока задержки (2 ЯНедостатки известного устройстванизкие точность, быстродействие и надежность.Цель изобретения - по точности, быстродействия и и уст-.ройства.Это. достигается тем, что в устройство введены делитель частоты первый ивторой блоки определения абсолютнойразности, вход синхронизации устройствасоединен с первым входом делителя частоты, первый выход которого подключен,3 73к третьему входу блока деления, второйвыход делителя частоты соединен совторым входом блока определения математического ожидания, выход которого йодклю 4 ей к первому входу первого блока определения абсолютной разности, выход блока управляемой задержки соединенс первым входом второго блока определения абсолютной разности и со вторымвходом перво 1 о блока определения абсолют"ной разности, выход которо 1 о подключенкпервому входу первого сумматора," выход второго блока определения абсолютной разности соединен с первым входомвторого сумматора, третий выход делителя частоты подключен ко вторым входампервого и второго сумматоров, выходблока задержки соединен,со вторим входом второго блока определения,абсолютной разности, четвертый выход делите ля частоты подключен к третьим входамаервого и второго блоковопределения " абсолютнойразности, второй выход блокау равления соединен со вторым входомделителя частоты, в устройство дополнительно введены блоки определения разности в соответствии С количеством определяемых статистик отклонения измеряемых результатов, блоки задержек и переключатель, выход блока управляемойзйдержкй соединен совходом переключа" " тся, выходы которого подключены ковходам блоков задержек и к первым входам блоков определения разности, ко вто рйм входам которых подключены выходысоогветствующнх блоков задержек, выходпредыдущих блоков задержек, выход предыдущих блоков определения разности со единен с первым; входом последующегоблока определения разности, выход по следнего блока определения разностиподключей к первому входу второго сум. матора, блоки определения абсолютнойразности выполнены на формирователяхширотноимпульсной модуляции (ШИМ),демодуляторах, элементах И, ИЛИ и ге-нераторе, входы формйрователей ШИМ" соединены со входами блока определения,абсолютной погрешности; выходы формирователей ШИМ подключены к первым "входам первых элементов И и через демодуляторы - ко вторым входам первых. элементов И, выходы которых соединеныс соответствующими входами элемента .ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключенк первому входу второго элемента И, ковторому входу которо о подключен выходблоха определения абсолютной разности. М 18 фНа фиг, 1 представлена функциональная схема предложенного устройства; нафиг. 2 схема компенсации аномальныхрезультатов; на фиг. 3 - схема блокаопределения абсолютной разности,Устройство содержит блок 1 определения математического ожидания, блок 2управляемой задержки, первый блок 3 определения абсолютной разности, блок 4задержки, второй блок 5 определения абсолютной разности, первый сумматор 6,второй сумматор 7, умножитель 8, блок9 памяти, блок 10 деления, делитель11 частоты, блок 12 управления, входу 13 синхронизации, измерительнцй вход14, выход 15 блока 2 управляемой задержки, выход 16 блока 4 задержки,выход 17 устройства, выход 18 второго блока определения абсолютной раз 2 о понти, дополнительные блоки 19 и 20определения абсолютной разности, дополнительные блоки 21 и 22 задержек, формирователи ШИМ 23 и 24, демодуляторы25 и 26, первые элементы И 27 и 28,25 элементы ИЛИ 29, второй. элемент И 30,генератор 31 и переключатель 32.Устройство работает следующим обра- .зом,Результаты измерения со входа 14зо см, фиг. 1) поступают на вход блока 1-определения математического ожидания,где осредняются за установленный блоком 12 управления через управляемыйделитель 1 1 частоты интервал осредне 55 ния, кратный периодам следования сиюхронизирующих сигналов. Время задержки этйх же результатов измерений вблоке 2 устанавливается равным интервалу осреднения. Блок 3 и сумматор 64 о реализуют операции определения среднегозначения абсолютных разностей междутекущими значениями результатов измерений и их средним значением, СЬновре .менно определяются в блоке 5 абсолютные45 разности между предшествующими и настоящими значениями результатов измерений и производится оценка их среднего значенйя накоплением в сумматоре 7за установленное время осреднения. Ос 50 реднение в накапливающих сумматорахосуществляется выводом числа из старших разрядов сумматора, для чего интервалы осредненйя устанавливаются кратными следующим объемам статических вы 55 борок:й е 10, где 8 а 1, 2, 3.;.9Умножитель 8 номирует полученный результат соответствующим порядку разности 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 подключен 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,а целью повышения быстродействия устрой ства, в него введены делитель частоты, первый и второйблоки определения абсолютной 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 входам первого и второго сумматоров, выход блока 5 73961хранящимся в блоке 9, Результаты деления 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 систематическогосдвига в результатах измерений.Выводом значения частного из блока10 деления заканчивается цикл вычйсле 30ний. Вычисления повторяются для новойстатической выборки.Для повышения чувствительности предлагаемого критерия оценки достоверности к отдельным резко отличающимся ре 5зультатам измерений во вторую цепь устройства вводятся (см. фи 1. 2) последовательно соединенные блоки 19 и 20 определения разнссти, в результате чегоотдельные аномальные результаты изме-, 20рений компенсируются, сохраняя в среднем хорошее приближение вычисленнойоценки статистики к ее истинному значению наибольшее соответствие частногоот деления в блоке 10 физическому смыс 25лу. критерия Аббе.Работа блоков определения абсолютнойразности (см, фиг. 3).состоит в следующем.Задержанный и незадержанный сигналыо случайном процессе поступают на входыформирователей ШИМ 23, 24 широтномодулированных импульсов. Сформированные импульсы ШИМ с модуляцией заднегофронта преобразуются в демодуляторах25 и 26 в импульсы ШИМ с модуляциейпереднего фронта и поступают на элементы И 27 и 28, на вторые входы которыхподаются импульсы ШИМ с модуляцией40заднего фронта соответственно с формирователей 23 и 24. На выходе элементов И 27, 28 формируются импульсыШИМ; соответствующие по длительностиразности между выбранными значениями45исследуемого случайно о процесса. Данные. импульсы после их сведения в единыйпоток элементом ИЛИ представляют собой абсолютные разности между значениями случайного процесса. Информация,50заключенная в длительности импульсов,преобразуется в преобразователе аналогкод при помощи элемента И 30 и генератора 31 счетных импульсов в цифровуюформу,Устройство позволяет производить вреальном масштабе времени оценку достоверности результатов измерений в высокоопросных телеметрических системах, в 8 . 6.системах измерения параметров движения.Реализация предлагаемого устройства,отличающегося от известных повышеннойточностью оценки достоверности информационного потока при искажении последнего одиночными резко отличающимися результатами измерений и высоким быстродействием, создает предпосылки для болееточного восстановления на приемнойстороне характеристик контролируемыхобъектов. Формула изобретения7 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 разности, 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 ятем, что, с целью новы 10 шения точности устройства, в него введены блоки определения разности и дополнительные блоки задержек и переключатель, выход блока управляемой задержки соединен со входом переключателя, выхо- И аы 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 второго сумматора.- 3. Устройство попп, 1 и 2, о т.- личающееся тем,чтоблоки 8 8определения абсолютной разности выполнены на формирователях широтно- импульсной модуляции (ШИМ), демодуляторах,элементах И, ИЛИ и генераторе, входыформирователей ШИМ соединены с входа"ми блока определения абсолютной погрешности, выходы формирователей ШИМ подключены к первым входам первых элементов И и через демодуляторы - к вторымвходам первых элементов И, выходы оторых соединены с соответствующимивходами элемента ИЛИ, выход элементаИЛИ подключен к первому входу второгоэлемента И, к второму входу которогоподключен выход генератора, выход второго элемента И соединен с выходом блока определения абсолютной разности. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР730618 Составитель Е, БакеевРедактор Т, Загребельная: Техред Л. Теслвк Корректор М. Лем 1 цк Милича ППГ "Патент", г, Ужгород,д,"ул, Проектная, 4 каз 2945/46Тираж 682 11 НИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская н