SU1275470A1 - Variance meter - Google Patents

Abstract

Изобретение отнбситс  к приборостроению и радиотехнике, может найти применение в информационно-измерительных системах, а также в системах управлени  и контрол . Целью изобретени   вл етс  повьшение точности , что достигаетс  тем, что в дисперсиометр введены блок формировани  величины порога, с помощью которого исключаютс  поступающие на вход выбросы, а также блок коррекции, восстанавливающий величину измер емой дисперсии, которьЕЙ св зан обратной св зью с входом дисперсиометра. 1 ил. (ЛThe invention is related to instrument making and radio engineering, can be used in information-measuring systems, as well as in control and monitoring systems. The aim of the invention is to increase the accuracy, which is achieved by introducing a threshold value forming unit into the dispersiometer, which eliminates incoming emissions, as well as a correction unit that restores the measured dispersion value that is feedback linked to the dispersiometer input. 1 il. (L

Description

ГчЭHche

сд sd

Изобретение относитс  к приборостроению и радиотехнике и может най ти применение в информационно-измерительных системах, а также в системах управлени  и контрол . Целью изобретени   вл етс , повышение точности дисперсиометра. На чертеже представлена структур на  схема дисперсиометра, Дисперсиометр содержит элемент задержки, блок 2 определени  матема тического ожидани ,-блок 3 центрировани , пороговый элемент 4, квадратор 5, усредн ющий .блок 6, блок коррекции, блок 8 формировани .величины порога, синхронизатор 9,ключ 10, счетчики 11 и 12, делитель 13 регистр 14 пам ти, вычислитель 15 и делитель 16. Дисперсиометр работает следующим образом. Вычисление дисперсии производит согласно формуле r 1 (x.-tn, ) . (1) пЧ ii j В этой формуле величину дисперсии после п-го измерени  можно выразить следующим образом: 1 (х -mj б1 2:2 n-I Но так как центрированна  величи на входного сигнала проходит через пороговый элемент 4, то на выходе блока 6 получаетс  усеченное значение измер емой дисперсии согласно формуле ч п-2.2 1 .,. / 6 - -тО + -т4(х -т ). h П- и-1 п Q п х Функци  усечени  описываетс  вы ражением -{S; (,0, где и - центрированное значение вх ного сигнала; й- некоторый порог, значение торого (J, В дисперсиометре используетс  ко ректирующа  обратна  св зь между т - оценкой G и частотой отбрако ванных значений сигнала. Эту св зь можно натти, учитыва  фактическое значение б дисперсии при ограничении сигнала по абсолютной величине порогом g,6V(|)-F(-|)-|Sr4|) где F(-) - интеграл Лапласа; ( 4 плотность веро тности нормированного нормштьного распределени . Отсюда -OL-2KPTKT где К - нормированный коэффициент устанавливаемый в зависимости от выбора уровн  ограничени  входного -сигнала. Коррекци  осушествл етс  следующим образом. Текущее значение сигнала поступает на вход блока 2 определени  математического ожидани  и через элемент Iзадержки на первый вход блока 3, на второй вход которого поступает величина математического ожидани . Ъ блоке 3 происходит центрирование входного сигнала, который далее используетс  дл  вычислени  дисперсии, осуществл емого в квадраторе 5 и ус-; редн ющем блоке 6. Центрированна  величина сигнала с выхода блока 3 поступает на первый вход порогового элемента 4, на второй вход которого с выхода блока 8 поступает сформированна  величина порога. Если данна  величина текущего значени  сигнала не превышает величину порога, то она с выхода элемента 4 поступает на вход квадратора Ь, затем в усредн ющий блок 6. В случае, когда текущее значение центрированного сигнала превышает величину порога, это значение сигнала отбрасываетс  и не участвует в вычислении дисперсии. В счетчике 12 подсчитываетс  число превышений центрированным входным сигналом порога Л, в счетчике 11 - общее число поступающих на вход дисперсиометра значений сигнала. Показани  счетчиков IIи 12 поступают в делитель 13. В блоке 7 производитс  коррекци  поступающей на первый вход данного блока величины усеченной дисперсии согласно формуле (5). Величина усеченной дисперсии поступает на первьй вход делител  16, на второй вход которого поступают показани  с выхода вычитател  15. В последнем происходит вычисление разности между величиной относительной частоты выбросов оС поступающей с выхода делител  13, и посто ннойThe invention relates to instrumentation and radio engineering and can be used in information-measuring systems, as well as in control and monitoring systems. The aim of the invention is to improve the accuracy of the dispersion meter. The drawing shows the structures on the dispersion metering scheme. The dispersion meter contains a delay element, unit 2 for determining mathematical expectation, block 3 centering, threshold element 4, quadrant 5, averaging block 6, correction unit, block 8 for generating the magnitude of the threshold, synchronizer 9 , key 10, counters 11 and 12, divider 13, memory register 14, calculator 15 and divider 16. The dispersion meter works as follows. Calculates the dispersion according to the formula r 1 (x.-tn,). (1) FH ii j In this formula, the variance after the n-th measurement can be expressed as follows: 1 (x -mj b1 2: 2 nI But since the centralized value of the input signal passes through the threshold element 4, then the output of block 6 the truncated value of the measured dispersion is obtained according to the formula H p-2.2 1.,. / 6 - -TO + -t4 (x -t). h P- and-1 n Q n x The truncation function is described by the expression - {S; ( , 0, where and is the centered value of the third signal; d is a certain threshold, the value of which is (J, The dispersion meter uses the correction feedback between t - the estimate of G and frequency of rejected signal values. This connection can be tight, taking into account the actual value of b of the dispersion when the signal is limited in absolute value by the threshold g, 6V (|) –F (- |) - | Sr4 |) where F (-) is the Laplace integral; (4 is the probability density of the normalized normal distribution. Hence, -OL-2KPTKT where K is the normalized coefficient that is set depending on the choice of the level of the input signal limit. The correction is as follows. The current value of the signal is fed to the input of the unit 2 for determining the mathematical expectation and through the element I lag to the first input of the unit 3, to the second input of which the value of the mathematical expectation arrives. In block 3, the input signal is centered, which is then used to calculate the variance carried out in quad 5 and us; The cutting unit 6. The centered value of the signal from the output of block 3 is fed to the first input of the threshold element 4, the second input of which from the output of block 8 receives the generated threshold value. If the given value of the current signal value does not exceed the threshold value, then it from the output of element 4 enters the input of quadrant b, then to the averaging block 6. In the case when the current value of the centered signal exceeds the threshold value, this signal value is discarded and does not participate in calculating the variance. In counter 12, the number of thresholds Л exceeded by the centered input signal is counted; in counter 11, the total number of signal values arriving at the dispersion meter input. The readings of the meters II and 12 go to divider 13. In block 7, the truncated dispersion value arriving at the first input of this block is corrected according to formula (5). The magnitude of the truncated dispersion arrives at the first input of the divider 16, the second input of which receives readings from the output of the subtractor 15. In the latter, the difference between the relative emission frequency of ° C coming from the output of the divider 13 and the constant

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Дисперсиометр, содержащий блок определения математического ожидания, квадратор, усредняющий блок, блок центрирования, ключ, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повы- 15 шения точности, в него введены два счетчика, два делителя, регистр памяти, вычитатель, блок формирования величины порога, элемент задержки, пороговый элемент и синхронизатор, 20 информационные входы блока определения математического ожидания и элемента задержки являются информационным входом дисперсиометра, выходы элемента задержки и блока определе- 25 ния математического ожидания соединены с первым и вторым информационными входами блока центрирования соответственно, выход блока центрирования соединен с информационным вхо- ₃θ дом порогового элемента, выход Меньше” и выход Больше которого соединены с входом квадратора и информационным входом ключа сбответственно, а вход задания порога соединен с выходом блока формирования величины порога, входы первого и второго счетчиков соединены с выходом ключа иA dispersion meter containing a mathematical expectation determination unit, a quadrator, an averaging unit, a centering unit, a key, with the exception that, in order to increase accuracy, two counters, two divisors, are introduced into it memory register, subtractor, threshold value generation unit, delay element, threshold element and synchronizer, 20 information inputs of the mathematical expectation determination unit and the delay element are the information input of the dispersion meter, outputs of the delay element and the mathematical determination unit 25 zhidaniya connected to the first and second data inputs respectively centering unit, the centering unit is connected to data output vho- ₃ θ house threshold element, yield less "and yield more of which are connected to the input of the squaring and data input key sbotvetstvenno and threshold reference input connected to the output the threshold value generating unit, the inputs of the first and second counters are connected to the output of the key and 5 первым выходом синхронизатора соответственно, выходы первого и второго счетчиков соединены соответственно с первым и вторым информационными входами первого делителя, первый и второй входы вычитания соединены с выходами регистра памяти и первого делителя соответственно, первый и второй входы второго делителя соединены с выходами усредняющего блока и вычитателя соответственно, информационный вход усредняющего блока соединен с выходом квадратора, вход блока формирования величины порога соединен с выходом второго делителя и является выходом дисперсиометра, первый выход синхронизатора соединен с тактовыми входами элемента задержки, блока определения математического ожидания и блока формирования величины порога, второй выход синхронизатора соединен с входами разрешения выдачи результата квадратора и управляющим входом ключа,третий выход синхронизатора соединен с выходами разрешения выдачи результата первого делителя и усредняющего блока, четвертый выход синхронизатора соединен с входом разрешения выдачи результата второго делителя.5 by the first synchronizer output, respectively, the outputs of the first and second counters are connected respectively to the first and second information inputs of the first divider, the first and second subtraction inputs are connected to the outputs of the memory register and the first divider, respectively, the first and second inputs of the second divider are connected to the outputs of the averaging unit and subtractor accordingly, the information input of the averaging unit is connected to the output of the quadrator, the input of the threshold value generating unit is connected to the output of the second divider and is the output of the dispersion meter, the first output of the synchronizer is connected to the clock inputs of the delay element, the mathematical expectation determination unit and the threshold value generating unit, the second output of the synchronizer is connected to the enable outputs of the quadrator result and the key control input, the third output of the synchronizer is connected to the output outputs of the first divider and averaging unit, the fourth output of the synchronizer is connected to the input enable output of the result of the second divider.