CS213639B1 - Měřidlo entropie - Google Patents

Abstract

Vynález se týká měřicího zařízení, určeného pro měření entropie náhodných procesů. Podstata vynálezu spočívá v tom, že sestává ze vstupního zesilovače, jehož výstup je připojen na analyzátor s integrátorem, na jehož výstup je napojen výpočetní blok a na výstup výpočetního bloku je připojen indikátor. Na analyzátor s integrátorem a výpočetní blok je napojen blok řídící logiky. Měřidlo entropie lze použít v praxi při hodnocení stavu různých systémů v Činosti, především pak v diagnostice tepelných rotačních a elektrických strojů, regulačních a sdělovacích systémů a při analýzách a hodnocení zdrojů biologických signálů.

Description

Vynáléz se týká měřícího zařízení, určeného pro měření entropie náhodných procesů.

Dosavadní měřidla zjišťující charakteristiky náhodných procesů, resp. popisující jejioh vlastnosti, provádějí analýzu procesu bu8 v Časové, resp. kmitočtové oblasti, nebo v oblasti amlltudové. V prvém případě je základem popisu autokorelační funkce procesu nebo funkce spektrální hustoty výkonu a v druhém případě funkee hustoty pravděpodobnosti amplitud. V praxi se také měří efektivně hodnoty veličin náhodných procesů, například výkonu a na základě ergodioké věty se v případě, že jde o ergodické náhodné procesy, provádí jejich porovnání za účelem techniokého využití. Ve všech známých příkladech měření nebo porovnávání náhodných procesů, resp. zjišťováním jejich statistiokých charakteristik není možné stanovit jeho hodnotu, resp. hodnotu jeho základního parametru na základě mixy a etalonu.

Uvedené nedostatky odstraňuje měřidlo entropie podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že sestává ze vstupního zesilovače, na jehož výetup je připojen analyzátor s integrátorem, jehož výstup je napojen na výpočetní blok, jehož výstup je napojen na indikátor.

Na analyzátor s integrátorem a výpočetní blok je napojen vlok řídící logiky. Podle vynálezu je výhodné, jestliže na indikátor je připojena tiskárna.

Měřidlo entropie používá při měření ztělesněné míry - funkoionálu entropie. Provádí stochastickou analýzu procesu na základě hustoty pravděpodobnosti amplitud v jednotlivých diferenciálních napěťových úsecích, do nichž je rozdělen rozsah vstupního napětí. Ze zjištěné hustoty pravděpodobnosti amplitud pak vypočítává pro každý diferenciální napěťový úsek zvlášť₃hodnotu entropie a výsledek jednak vloží do paměti nebo zobrazí/ jednak sčítá a výsledek součtu zobrazí. K realizaci funkoionálu entropie měřidlo používá tzv. modifikovaných hodin. Jejioh chod, tzn. především rychlost taktu a délka intervalů stejného taktu, odpovídá derivaci funkoionálu v příslušném bodě, resp.intervalu.

Měřidlem entropie podle vynálezu lze měřit přesně, spolehlivě a jednotně libovolný náhodný proces, který je měřitelný. Protože měřidlo entropie splňuje základní metrologické principy, lze jeho funkci srovnávat s měřidly jinéch fyzikálních veličin. Stupnice měřidla entropie je cejchována v měrných jednotkách a lze přesně definovat chybu měření. Výsledek měření entropie je hodnota měrové jednotky vyjádřena číslem, přičemž toto číslo je izomorfní s entropií náhodného prooeeu.

Vynález je blíže objasněn na příkladu provedení pomocí přiloženého výkresu, na němž je znázorněno blokové schéma měřidla entropie.

Měřidlo entropie podle vynálezu je tvořeno vstupním zesilovačem 1, jehož výstup je připojen na analyzátor 2 ⁸ integrátorem, který je připojen na vstup výpočetního bloku £. Výstup výpočetního bloku £ je spojen a indikátorem £, který může být připojen na tiskárnu 6. Analyzátor 2 s Integrátorem a výpočetní blok jsou propojeny s blokem £ řídící logiky.

Vstupním zesilovačem £ se nastavuje napětí analyzovaného procesu do předepsaných mezí.

V analyzátoru £ s integrátorem se .zjišťuje relativní doba setrvání náhodného prooesu v jednotlivých diferenciálních úsecích, do niohž je rozdělen rozsah vstupního napětí. Analyzátor £ vyhodnotí relativní dobu setrvání náhodného procesu v diferenciálním napěťovém úseku, jehož šířka je úměrná relativní době. V integrátoru se po dobu analýzy v jednom diferenciálním napěťovém úseku tyto impulsy integrují, takže výsledné napětí je rovno celkové době

213 839 setrvání procesu v diferenciálním napeíovém úseku v časovém intervaluintegrace. U ergodických procesů je výsledné napětí úměrné při dostatečné dlouhé době integrace hustotě pravděpodobnosti amplitud náhodného procesu v daném diferenciálním ndpělovém úseku. Výpočetní blok 2 vypočte hodnotu entropie příslušného diferenciálního napělového úseku. Výsledné hodnoty entropie, jakož i jejich součet jsůu indikovány indikátorem £, resp. vytištěny v tiskárně 6. činnost analyzátoru 2 s integrátorem a výpočetního bloku 2 d^e řízena blokem 2 řídící logiky a sice podle toho, zda se provádí analýza a výpočet najednou nebo postupně.

Měřidlo entropie lze použít v praxi při hodnocení stavu různých systémů v činnosti, předevěím pak v diagnostice tepelných rotačních a elektrických strojů, regulačních a sdělovacích systémů a při analýzách a hodnocení zdrojů biologických signálů.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Měřidlo entropie vyznačené tím, že sestává ze vstupního zesilovače (1), na jehož výstup je připojen analyzátor (2) s integrátorem, jehož výstup je napojen na výpočetní blok (3), a výstup výpočetního bloku (3) je napojen na indikátor (4), přičemž na analyzátor (2) s integrátorem a výpočetní blok (3) je napojen blok řídící logiky.
2. 2. Měřidlo entropie podle bodu 1 vyznačené tím, že pa indikátor (4) je připojena tiskárna (6).

   1 výkres