SU199286A1 - УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА КОРРЕЛЯЦИИ ДВУХ СИГНАЛОВ - Google Patents

Description

Известны устройства дл  измерени  коэффициента коррел ции двух сигналов. Такие устройства содержат усилители в измерительных каналах и выполнены в виде счетно-решающих машин, отдельные узлы которых поочередно осуществл ют элементарные математические операции, необходимые дл  вычислени  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. Благодар  этому упрощаетс  конструкци  устройства и повышаетс  точность измерений.

Устройство, кроме измерени  коэффициента коррел ции, позволит измер ть отношение пропорциональных сигналов или их компонентов , а также сигналов, которые путем коррекции одного из них, например сдвига по фазе, интегрировани  или дифференцировани , могут быть преобразованы в пропорциональные.

Па чертеже приведена структурна  схема описываемого устройства.

Входные сигналы Xo(t), Уо(0 и Zo(/f) УО{О поступают соответственно на входы }, 2 и 3 устройства. Такие сигналы могут быть получены, например, с датчиков исследуемого электромагнитного пол  и соответствовать каким-либо пространственным компонента.м электрической и магнитной составл ющих этого пол . Сигнал Xo(t) преобразуетс  корректором 4

и поступает на вход усилител  5. Сигнал УО(О поступает непосредственно на вход усилител  6, а также после преобразовани  в селекторе 7 - на вход усилител  8. Усиленные сигналы подаютс  в соответствующие обмотки логометра 9, который и указывает измер емую ВбоТИЧИНу.

Работа устройства основана на том. что в установившемс  режиме логометр электродинамического или ферродинамического тина

при определенной градуировке его шкалы может указывать коэффициент коррел ции К между сигналами Х(() и У(0. который обозначает величину

SX(t) Y(t) dt о

(1)

К -,

J Y-(t)dt

Пеобходимо, чтобы Интервал интегрировани  О-т-Т был достаточно малым но сравнению с посто нной времени логометра, ток ii(t) в одной из измерительных обмоток измен лс  но закону X(i), а ток /2(0 во второй измерительной обмотке был равен току 1(1) в обмотке опорного сигнала и измен лс  по закону y(t). Мгновенное значение момента сил, действующих на подвижную систему логометра, равно М (О cpi (,) . i (с) - , (J.) i, (t) . /о (О (2) где cpi (а), ср2 (а) - , завис щие от конструкции логометра функции угла а, на который поворачиваетс  подвижна  система логометра относительно его неподвижной части. Если полное врем  измерений достаточно дл  того, чтобы показани  логометра успели установитьс , а форма измер емых сигналов такова, что это врем  можно разбить на интервалы, достаточно малые по сравнению с посто нной времени логометра, в каждом из которых среднее значение момента сил, действующих на подвижную систему, будет равно нулю, то подвижна  система логометра займет положение равновеси  и будет оставатьс  в нем практически неподвижно. Таким образом, условие равновеси  подвижной системы логометра можно записать в виде J M(t) dt-O Это условие эквивалентно соотношению 1, если шкалу логометра проградуировать по закону /С ) -fiW Така  градуировка обеспечивает также наименьшую среднеквадратичную ошибку измерени  коэффициента пропорциональности между двум  сигналами, если они св заны соотношением A(t)K-B(t) и поступают на измеритель в аддитивных смес х с помехами X(t)A(t)+n(t} y(t)B(t)+m(t) Помехи n(t) и m(t) в выражени х 6, 7 предполагаютс  случайными функци ми времени , у которых средние значени  равны нулю , а величина К рассматриваетс , как измеренное значение неизвестного коэффициента /С. При электрической разведке полезных ископаемых отношение К но выражению У  вл етс  эффективной характеристикой исследуемых полей, обычно лишь в том случае, когда сигналы X(i) н У(/) соответствуют определенным составл ющим этих полей. Нанример , при исследовании вариаций естественного электромагнитного пол  в качеств таких сигналов целесообразно использовать не полные сигналы вариаций, а лишь определенные спектральные (частотные) компоненты этих вариаций. Если устройство используетс  дл  измерени  отношени  мнимой и вещественной компонент пол , то одна из них предварительно должна быть сдвинута по фазе так, чтобы измер ема  величина К в соотношении 5 стала вещественной и ноложительной и т. н. В св зи с этнм входные сигналы Xo(t) и Уо(0 прежде чем попасть в логометр, подвергаютс  необходимым преобразовани м в селекторе 7 и корректоре 4. Селектор выдел ет из входного сигнала УО() те части, которые представл ют непосредственный интерес дл  анализа. Это могут быть, например, определенные спектральные (частотные) компоненты сигнала или стробы, полученные в нужный момент времени . Корректор преобразует форму входного сигнала АО (i) в вид, в котором содержаща с  полезна  компонента становитс  пропорциональной соответствующей полезной компоненте сигнала Уо(0- 1 простейшими видами коррекции  вл ютс  дифференцирование , интегрирование, сдвиг по фазе и другие операции, легко выполннмые, например, с помощью пассивных электрических ценей. Если необходимо уменьшить вли ние собственных шумов (помех) датчика канала У на результаты измерений, то вход селектора изолируют от входа усилител  6 и подают на каждый из них сигналы от независимых датчиков одной и той же компоненты. Обозначение Zo() сигнала на дополнительном входе 3, указывает на то, что этот сигнал не вполне совпадает с сигналом УО (О входе 3, вследствие возможной неидентичности датчиков этих каналов н помех в них. Посто нна  времени логометра накладывает ограничение на длительность сигналов, которые могут обрабатыватьс  в соответствии с выражением /. Чтобы сн ть это ограничение , в устройстве устанавливают донолнительный блок промежуточной, например, магнитной записи с регулируемой скоростью записи и воспроизведени . Введение блока проме  уточной записи позвол ет регистрировать сигналы необходимой длительности и воспроизводить их в течение интервала времени , соответствующего посто нной времени логометра. Измен   скорости записи и воспроизведени , можно в широких нределах измен ть диапазон рабочих частот, а также длительность сигналов, которые могут анализироватьс  с помощью предложенного устройства . Предмет изобретени  Устройство дл  измерени  коэффициента коррел ции двух сигналов в геоэлектроразведке , содержащее датчики пол , усилители и вычислительное устройство, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  конструкции и

повышени  точности измерений, вычислительное устройство выполнено в виде логометра, например, электродинамического типа, измерительные обмотки которого подключены к выходам усилителей, а в канале опорной обмотки установлен селектор.