SU658576A1 - Устройство дл определени статических моментов - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области определени  комплексных математических характеристиками может быть использовано дл  широкого круга задач исследовани  нестационарных случайных процессов, в частности , в измерительной технике.

Известны устройства дл  определени  статистических моментов случайных процессов , но такие устройства не обеспечивают высокой точности вычислени  моментов высоких пор дков 1},2 .

Из известных устройстЬ, определ ющих статистические момэйты наиболее близким по технической сущности  вл етс  вычислитель моментов, содержащий масштабный усилитель, первый вход которого соединен с первым выходом автоматического регул тора масштабов, второй выход которого через блок перекгаочени  переходных процессов подключен кпервым входам соот ветствующих усредн ющих усилителей, выходы которых  вл ютс  соответствующими выходами устройства, при этом выход первого усредн ющего усилител  соединен со

ВХОДОМ автоматического регул тора масштабов , второй вход первого усредн ющего усилител  подключен к выходу первого квадратора, к первому входу блока умножени  и через второй квадратор - ко второму входу второго усредн ющего усилител , при этом выход блока умножени  соединен со вторым входом третьего ус- редн ющего. усилител  2 .

В процессе измерени  статистических моментов дл  уменьшени  погрешности умножени  квадрировани , коэффициент передачи масштабного усилител  измен етс  так, чтобы величина сигнала на входах квадраторов и блока умножени  находиs лась в заданном диапазоне. При этом погращность блока умножени , квадраторов и усредн ющих усилителей можно сделать сколь угодно малыми и основной их вклад в погрешность измерени , статистических

Claims (2)

1. 0 моментов вносит масштабный усилитель. Кроме того, аддитивна  погрешность масштабного усилител  воспринимаетс  как нестационарность исследуемого процесса. Выходную величину устройства можно записать как: (X4.Ax)J где K(j - идеальное значение коэффициакта масштабного, усилител , X г входна  величина, ДХ - погрешность, приведенна  ко входу масштабного усилител . Или по каждому выходу устройства: (х.4Х)КоХ(1+.№) , у К (Х 2ХДХ + )К/х2(14-21 4б) , (х 4- ДХ ) (d+3fff3e., (. + . (l4&-f6& -b46 5), где & - аддитивна  погрешность масштабного усилител . Таким образом, погрешность масштабного усилител  полностью входит в резуль тат измерени  и все более вли ет на резупьтат измеретш  при возрастании номер ( I ) измер емого момента ( у ), что значительно снижает точность измерени  статистических моментов. Це,лью насто щего изобретени   вл ет с  пов&1шение точности устройства изме ренц  статистических моментов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в него введены входной и выходной переключатели, первый и второй инверторы и дополнительный усредн ющий усй« -пцтель,, вход которого соединен с первым входом входного переключател  и  вл етс  входом устройства, а выход дополни.тельного усредн ющего усилител  через первый инвертор соединен со вторым входом входного й эр вкпючатёл  выход кото рого соединен со вторым входом масштаб ного усилител , выход которого подключен ко входу выходного переключател , первыйвыход которого соединен со входо второго инвертора, выход которого соединен со вторым выходом выходного переключател , со вторым входом четвертого усредн ющего усилител , со входом перво го квадратора и со вторым входом блока умножени . На чертеже представлена бпок.-схема устройства. Устройство содержит входной перёкл1о чатель 1, на вход которого подаетс  входной сигнал непосредственно, а на вто Jroft вход - через последовательно соедин ные дополнительный усредн ющий усилитель 2 и первый инвертор 3. Выход входного переключател  1 подключен через масштабный усилитель 4 ко входу выходного переключател  5, выходы которого один через второй инвертор 6, а другой непосредственно подключены ко входам усредн ющего -усилител  7, квадратора 8 и блока умножени  9. Выхол квадратора 8 подключен ко входам усредн$пощего усилител  10, блока умножени  9 и квадратора 11, выход которого подключен ко.входу усредн ющего усилител  12. Выход блока 9 подключен ко входу усредн ющего усилител  13, а выход усредн ющего усилител  10 подключен ко входу автоматического регул тора масштабов 14, один выход которого подключен йа управл ющий вход масштабного усилител  4, а другой выход через блок кскгаЬчени  переходного пропесса 15 подключен к управл ющим входам усредн ющих усилителей 7, 10, 12 и13. Работа устройства дл  определени  статистических моментов осуществл етс  в два такта: в первом такте переключатели 1 и 5 сто т в Положении (а), при этом входной сигнал х проходит через переключатель 1 и масштабный усилитель 4 с коэффициентом передачи, приводитс  к диапазону , необходимому .дл  выполнени  операций умножени  и квадрировани  с высокой точностью, далее проходит через переключатель 5 и усредн етс  в усредн ющих усилител х 7, 10, 12,13, предварительно возведенный в степени с первой по четвертую с помощью квадраторов 8 и 11, а также блока умножени  9. Автоматический регул тор масштаба 14 позвол ет поддерживать выходную величину масштабного усилител  4 в требуемом диапазоне, а также увеличивает быстродействие устройства с помощью блока исключени  переходного процесса 15, и при этом на выходах устройстЬва по вл ютс  вепичйнь ,) а на выходе инвертора 3 величина (-Х ). Во втором такте гтпереключатели ста-в тс  в положение {Ъ} к при этом величина ( -X ) с выхода инвертора 3 проходит через масштабный усилитель 4, на выходе которого по вл етс  величина ( + ДХ ),затем через инвертор 6, принима  значение { К X - ДХ),далее возводитс  в степень с первой по четвертую, с помощью квадраторов 8 и 11 и блока умножени  9, и усредн етс  в усредн ющих усилител х 7, 10, 12, 13с уже имеющимис  там величинами, то есть во втором такте на выходы устройства поступает величина у2« к„|х-дч)} а в результате усреднени  с величиной, полученной в первом такте, на соответствующих Выходах устройства получим: )/2 -К,х , yW.y V K fuas), yNybyjV2-K x(), /( -Kjx(u iss-. zsM. Таким обраром, из уравнени  преобразовани  исключаютс  все. нечетные степени аддитивной погрещности масштабного усилител , то есть погрешность измерени  ставитс  величиной второго пор дка малости и растет значительно медленнее при увегшчении пор дка измер емого момента, а следовательно, точность измерени  статистических моментов знпчительно возрас- тает. Применение новых элементов-переключателей , инверторов в усредн ющего усили тел  выгодно отличает предлагаемое устройство дл  определени  статистических моментов от указанного прототипа, так ка уменьшаетс  погрешность более чем до второго пор дка малости, обусловленна  аддитивной погрешностью масштабного усилител , что увеличивает точность измерени  статистических моментов и устран ет необходимость разработки измерителей статистических моментов, близким по метрологическим характеристикам к описанному измерителю. Формула изобретени  Устройство дл  определени  статистических моментов, содержащее масштабный усилитепь, первый вход которого cobnviнен с первым выходом автоматического регул тора масштабов, второй выход которого через блок исключени  переходных процессов подключен к первым входам соответствующих усредн ющих усилителей, выходы крторых  вл ютс  срответствующрми выходами устройства, при этом выход первого усредн ющего усилител  соединен со входом автоматического, регул тора масштабов, второй вход первого усредн ющего усилител  подключен к выходу первого квадратора, к первому входу блока умножени  и через второй квадратор - ко второму входу второго усредн ющего усилител , при этом выход блока умножени  соединен со вторым входом третьего усредн ющего усилител , отличающеес  тем, что. целью повышени  точности устройства в него введены входной и выходной переключатели,, первый и второй инверторы и дополнительный усредН5Оощий усилитель, вход которого соединен :С первым входом входного переключател  и  вл етс  входом устройства, а выход .дополнительного усредн ющего усилител  через первый инвертор соединен со вторым входом входного переключател , выход которого соединен со вторым входом масштабног усилител , выход которого подключен ко входу выходного переключател , первый выход которого соединен со вторым; выходом ВЫХОДНОГО переключатеп , со вторым входом четвертого усредн ющего усилител , со входом первого квадратора и со вторым входом блока умножени . Источники информашш, прин5ггые во нимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР, 475625,. «л. С 06 F 15/36, 1974.
2. 2.Авторское свидетельство СССР, 318ОЗЗ, кл. G. Об F- 15/36, 197О.