CS213639B1

CS213639B1 - Entropy gauge

Info

Publication number: CS213639B1
Application number: CS324179A
Authority: CS
Inventors: Josef Mara; Ladislav Subert
Original assignee: Josef Mara; Ladislav Subert
Priority date: 1979-05-11
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1982-04-09

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.The invention relates to a measuring device designed for measuring the entropy of random processes. The essence of the invention lies in the fact that it consists of an input amplifier, the output of which is connected to an analyzer with an integrator, to the output of which a computing block is connected, and an indicator is connected to the output of the computing block. A control logic block is connected to the analyzer with an integrator and the computing block. The entropy meter can be used in practice in assessing the state of various systems in the Activity, especially in the diagnostics of thermal rotating and electrical machines, control and communication systems and in the analysis and evaluation of sources of biological signals.

Description

Vynáléz se týká měřícího zařízení, určeného pro měření entropie náhodných procesů.The invention relates to a measuring device for measuring entropy of random processes.

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.Existing gauges detecting characteristics of random processes, respectively. describing its properties, performs an analysis of the process either in Time resp. frequency domain, or in the amdud region. In the first case the description is based on the autocorrelation function of the process or the power spectral density function and in the second case the amplitude probability density function. In practice, the values of quantities of random processes, such as performance, are also measured efficiently, and based on the ergodic sentence, in the case of ergodic random processes, they are compared for technical use. In all known examples of measuring or comparing random processes, respectively. by determining their statistical characteristics it is not possible to determine its value, resp. value of its basic parameter based on mix and standard.

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.These drawbacks are overcome by the entropy meter according to the invention. Its essence consists in that it consists of an input amplifier, to the output of which an analyzer with an integrator is connected, the output of which is connected to a computing block, the output of which is connected to an indicator.

Na analyzátor s integrátorem a výpočetní blok je napojen vlok řídící logiky. Podle vynálezu je výhodné, jestliže na indikátor je připojena tiskárna.The control logic block is connected to the analyzer with the integrator and the calculation block. According to the invention, it is preferred that a printer is connected to the indicator.

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.The entropy gauge uses entropy to measure the embodied measure - the funcoional of entropy. It performs stochastic analysis of the process based on amplitude probability density in individual differential voltage sections into which the input voltage range is divided. From the determined amplitude probability density, it then calculates the value of entropy for each differential voltage segment ₃ separately, and either inserts the result into memory or displays / adds and displays the result of the sum. The meter uses a so-called modified clock to realize the funcoal entropy. Jejioh running, ie. above all, the measure of the measure and the length of the intervals of the same measure, corresponds to the derivation of the funcoional at the respective point or interval.

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.Any random process that is measurable can be measured accurately, reliably and uniformly with the entropy meter of the invention. Since the entropy meter meets the basic metrological principles, its function can be compared to meters of other physical quantities. The scale of the entropy meter is calibrated in units of measure and the measurement error can be precisely defined. The entropy measurement result is a unit of measure expressed as a number, which number is isomorphic to the random prooee entropy.

Vynález je blíže objasněn na příkladu provedení pomocí přiloženého výkresu, na němž je znázorněno blokové schéma měřidla entropie.The invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing, in which a block diagram of an entropy meter is shown.

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.The entropy meter according to the invention consists of an input amplifier 1, the output of which is connected to the analyzer ^{28 by an} integrator connected to the input of the computing block 6. The output of the calculation block 6 is connected to an indicator 6 which can be connected to the printer 6. The integrator 2 and the calculation block 6 are connected to the control logic block 6.

Vstupním zesilovačem £ se nastavuje napětí analyzovaného procesu do předepsaných mezí.The input amplifier 6 adjusts the voltage of the analyzed process to the prescribed limits.

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 doběIn the integrator analyzer, the relative residence time of the random prooes is determined in each of the differential sections into which the input voltage range is divided. The analyzer 8 evaluates the relative residence time of the random process in the differential voltage section, the width of which is proportional to the relative time. In the integrator, these pulses are integrated in one differential voltage section during the analysis, so that the resulting voltage is equal to the total time

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.213,839 the duration of the process in the differential voltage segment over the time interval of integration. In ergodic processes, the resulting stress is proportional with a sufficiently long integration time of the probability density of the random process amplitudes in a given differential segment. The calculation block 2 calculates the entropy value of the respective differential stress section. The resulting values of entropy, as well as their sum, are indicated by the indicator 6 and 7 respectively. printed in a printing operation of the sixth integrator analyzer 2 and a computing unit d 2 ^e 2 controlled by a control logic block to say, according to whether the analysis and calculation performed simultaneously or sequentially.

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.The entropy meter can be used in practice to assess the status of various systems in operation, particularly in the diagnosis of thermal rotary and electrical machines, control and communication systems, and in the analysis and evaluation of biological signal sources.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An entropy meter, characterized in that it consists of an input amplifier (1), the output of which is connected to an analyzer (2) with an integrator, the output of which is connected to the computing block (3) and the output of the computing block (3) connected to the indicator (4), wherein a control logic block is connected to the analyzer (2) with the integrator and the computing block (3).

2. The entropy meter according to claim 1, wherein the pa indicator (4) is connected to a printer (6).

1 drawing