УСТРОЙСТВО ОЦЕНКИ СРЕДНЕЙ ПО СТАДУ ЖИВОЙ МАССЫ ЖИВОТНОГО ИЛИ ПТИЦЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБОРОЧНОМ ВЗВЕШИВАНИИ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ОСОБИ СТАДА Российский патент 2016 года по МПК A01K29/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к технологиям выращивания животных и птицы с выборочным контролем их живой массы в ходе самого процесса выращивания в животноводческих и птицеводческих помещениях и может быть использовано в отраслях промышленного животноводства и птицеводства.

Известны способ и устройство для выращивания птицы, в котором датчик временной продуктивности одной птицы содержит силоизмерительные датчики и счетчики количеств взвешиваний (патент РФ №2340172 C1, А01К 29/00. Способ и устройство для выращивания птицы / Дубровин А.В., Мусин А.М и др. // Опубликовано 12.10.2008. Бюл. №14). В помещении для выращивания птицы размещаются конструкции с силоизмерительными датчиками в помещении и со счетчиками количеств взвешиваний (например, количеств случайных по времени посадок только одной птицы на данный силоизмерительный датчик. На выходе второго сумматора накапливается случайный сигнал величины суммарной живой массы попавших на элементы (устройств взвешивания) животных или птиц. На выходе счетчика формируется сигнал количества взвешиваний животных или птиц. На выходе второго элемента деления получается оценка средней за сутки выращивания живой массы одного животного или птицы (бройлера). На первом выходе датчика временной продуктивности одной птицы в момент окончания текущих суток (выращивания) формируется сигнал измеренной продуктивности одной птицы.

Недостатком данного технического решения является невысокая точность измерения средней живой массы птицы по стаду поголовья.

Причиной этого является важная общая и без того сложная задача указанного изобретения и отсутствие сведений об учете статистических характеристик процесса, по существу, выборочного взвешивания случайно попавших на весоизмерительные элементы устройства отдельных птиц и о математически достоверной оценке этой информации при суждении о живой массе всего выращиваемого в птичнике поголовья. Также причиной этого является принятое по умолчанию в указанном аналоге допущение о вполне достаточной точности работы перечисленных в аналоге технических средств. Однако для высокоточных технологий аграрно-промышленного комплекса (АПК) следует иметь новые технические решения с наибольшей точностью измерения, в том числе и измерения живой массы выращиваемого поголовья для последующего высокоточного управления кормлением, микроклиматом, обогревом молодняка и многими другими взаимосвязанными технологическими процессами, в т.ч. так называемыми точными технологиями АПК.

В производственных помещениях сельскохозяйственного назначения, например, в промышленных птичниках, одновременно выращиваются или содержатся до нескольких десятков тысяч птиц, поэтому даже незначительная погрешность в определении реального значения живой массы всего поголовья в птичнике по результатам взвешивания случайных выборочных особей приводит к ошибкам управления многими технологиями и технологическими процессами. При этом дополнительные затраты, которые связаны только с погрешностями оценки суммарной живой массы поголовья в производственном помещении по результатам выборочного взвешивания случайных единичных животных или птиц из генеральной совокупности их в производственном помещении достигают больших значений и по стоимости становятся сопоставимыми с другими составляющими издержек производства. Взвесить же всю генеральную совокупность животных или птиц практически невозможно. Взвешивание всего поголовья приводит либо к чрезмерным трудовым и другим эксплуатационным (а также к дополнительным капитальным) затратам, либо будет так травмировать поголовье (стресс, прямые потери продуктивности поголовья, потери части самого поголовья и не допустимые технологией выращивания механические повреждения особей). Поэтому о сколько-нибудь существенной целесообразности такого, кажущегося на первый взгляд теоретически идеальным, подхода к повышению точности технологии взвешивания не приходится даже и говорить. Изначально умещающаяся на весах только одна особь животного или птицы при взвешивании позволяет устранить неоднозначность результата взвешивания в случае попадания на весоизмерительную платформу весов одновременно двух или более особей. Поэтому конструкция весоизмерительной платформы весов должна изначально допускать попадание на нее только одной, единственной, в контексте данного изобретения, единичной особи из всех животных или птиц стада.

Задачей изобретения является автоматизированная с заданной достоверностью и с заданной точностью оценка средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада для последующего точного управления технологиями и технологическими процессами животноводства и птицеводства.

В результате использования изобретения устанавливается с заданной достоверностью значение сигнала оценки средней живой массы животного или птицы по всему стаду поголовья в производственном помещении или в пространстве его обитания, обеспечивается практическая возможность с заданной точностью в автоматизированном режиме получить сигнал оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании особей стада в ходе технологии выращивания стада животных или птицы для последующего точного управления технологиями и технологическими процессами животноводства или птицеводства.

Вышеуказанный технический результат достигается способом оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада, включающим в себя случайное выборочное взвешивание произвольной особи стада животных или птицы и задание сигнала технологически минимального количества обязательных взвешиваний, при этом задают сигнал доверительной вероятности, задают сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, по заданному сигналу доверительной вероятности формируют соответствующий сигнал аргумента функции Лапласа, определяют сигнал факта события размещения особи на грузоприемной платформе весов и формируют сигнал события взвешивания, измеряют количество событий взвешиваний единичных особей стада и формируют сигнал количества взвешиваний произвольных особей стада, измеряют живую массу произвольной особи стада, формируют сигнал измеренной живой массы произвольной особи стада и запоминают полученные сигналы измеренной живой массы произвольных особей стада, суммируют сигналы измерений живой массы произвольных особей стада и полученный суммарный сигнал делят на сигнал количества взвешиваний произвольных особей стада, формируя при этом сигнал оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, который также является сигналом оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, формируют сигнал оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, причем величина этого сигнала пропорциональна квадратному корню из суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, формируют сигнал оценки требуемого объема выборки, пропорциональный произведению квадрата сигнала аргумента функции Лапласа и квадрата сформированного сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, деленного на квадрат заданного сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, сравнивают сформированный сигнал оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, в зависимости от результата сравнения либо продолжают статистическую обработку сигналов процесса взвешивания произвольных особей при превышении значением первого указанного сигнала значения второго указанного сигнала, либо прекращают статистическую обработку сигналов процесса взвешивания произвольных особей при равенстве значений этих указанных сигналов и при превышении значением второго указанного сигнала значения первого указанного сигнала и при дополнительном условии равенства и превышения значением сигнала количества случайных взвешиваний значения заданного сигнала технологически минимального количества обязательных взвешиваний и используют полученные сигналы количества взвешиваний произвольных особей стада, достоверной оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, сигнал оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду для достоверного информирования персонала сельскохозяйственного помещения, цеха или предприятия при осуществлении управленческих операторских действий с техническими средствами обеспечения технологии выращивания поголовья, а также для подачи их на соответствующие измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья.

Технический результат достигается тем, что устройство оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада содержит весы с грузоприемной платформой и электронным выходом (сокращенно: электронные весы), первый задатчик технологически минимального количества обязательных взвешиваний (первый задатчик), при этом в устройство введены второй задатчик сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду (второй задатчик), третий задатчик сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада (третий задатчик), первый формирователь сигнала аргумента функции Лапласа (первый формирователь), второй формирователь сигнала события взвешивания (второй формирователь), третий формирователь сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада, измеритель сигнала живой массы единичных особей стада, четвертый формирователь сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада (четвертый формирователь), первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада, сумматор сигналов измерений живой массы произвольной особи стада, делитель полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада, пятый формирователь сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, являющийся формирователем сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы (пятый формирователь), шестой формирователь сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду (шестой формирователь), второй блок вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов, третий блок возведения в квадратную (вторую) степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертый блок суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертый задатчик сигнала соответствия единице количества взвешиваний (четвертый задатчик), пятый блок разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, первый делитель суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, седьмой формирователь сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду (седьмой формирователь), второй делитель сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, первый элемент умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов, пятый задатчик сигнала значения в сто процентов (пятый задатчик), восьмой формирователь сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмой формирователь), шестой задатчик сигнала аргумента функции Лапласа (шестой задатчик), второй элемент умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа, третий делитель сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, элемент возведения в квадратную (вторую) степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки, первая схема сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, вторая схема сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний, управляемый ключ для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, блок индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания, измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами, блок управления работой устройства, при этом электронные весы представляют собой последовательное соединение измерителя сигнала живой массы единичных особей стада и четвертого формирователя сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада, выход которого через первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада подключен к соединению, которое является первым входом шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, входа сумматора сигналов измерений живой массы произвольной особи стада и первого входа второго блока вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов, второй вход которого является вторым входом, первым и вторым выходами шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду и подключен к соединению выхода пятого формирователя сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, первого входа второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, который является первым входом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, и первого входа управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, а выход второго блока вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов через последовательное соединение третьего блока возведения во вторую степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертого блока суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов, через первый вход и выход первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, через шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада подключен к соединению, которое является вторым входом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, вторых входов второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду и управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, выход которого подключен к соединению входов блока индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания и соответствующих измерительных, управляющих и задающих входов автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами, выход сумматора сигналов измерений живой массы произвольной особи стада соединен со вторым входом делителя полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада, первый вход которого является третьим входом шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду и подключен к соединению выхода третьего формирователя сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада с подключенным к его входу выхода второго формирователя сигнала события взвешивания, первого входа пятого блока разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, первого входа первой схемы сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, второго входа второй схемы сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого задатчика технологически минимального количества обязательных взвешиваний и со вторым управляющим входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, первый управляющий вход которого подключен к выходу первой схемы сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, второй вход которого через элемент возведения в квадратную (вторую) степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки соединен с выходом третего делителя сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, при этом выход элемента возведения в квадратную (вторую) степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки является выходом восьмогоформирователя сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмого формирователя), выход второго задатчика сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы является выходом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмого формирователя) и соединен с четвертым входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок и подключен к первому входу третьего делителя сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, второй вход которого соединен с выходом второго элемента умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа, первый вход которого является первым входом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмого формирователя) и также выходом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и соединен с выходом первого элемента умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов и третьим входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, ко второму входу второго элемента умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа подключен выход последовательного соединения третьего задатчика сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада, первого формирователя сигнала аргумента функции Лапласа, шестого задатчика сигнала аргумента функции Лапласа, вход которого является вторым входом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмого формирователя), первый и второй входы первого элемента умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов подключены соответственно к выходу пятого задатчика сигнала значения в сто процентов и к выходу второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, второй вход и выход пятого блока разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада подключены соответственно к выходу четвертого задатчика сигнала соответствия единице количества взвешиваний и ко второму входу первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, а блок управления работой устройства является управляющим блоком устройства.

Технический результат достигается также тем, что дополнительное устройство по способу содержит двое или более электронных весов, установленных в производственном помещении или в зоне обитания поголовья и соответствующее количество вторых формирователей и третьих формирователей, измерителей сигнала живой массы единичных особей стада, четвертых формирователей, причем блок управления работой устройства, обеспечивающий в устройстве по способу разнообразные действия: суммирование сигналов количеств случайных взвешиваний произвольных особей поголовья в разных зонах, накопление, запоминание и суммирование случайных сигналов взвешенной живой массы произвольных особей стада по всем контролируемых электронными весами локальным зонам обитания, - в дополнительном устройстве исключает наложение друг на друга одновременно пришедших в устройство сигналов количеств взвешиваний и сигналов живой массы от различных электронных весов из различных зон обитания, производит их соответствующее разделение по времени и вырабатывает соответствующие их временные задержки по отношению друг к другу, а выходы третьих формирователя подключены к соответствующим входам введенного в дополнительное устройство блока формирования суммарного сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных областях территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья, выходы электронных весов или выходы формирователей сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья (четвертых формирователей) подключены к соответствующим входам введенного в дополнительное устройство блока формирования суммарного сигнала измеренной живой массы произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примером. Таблица значений функции Лапласа - это вероятность того, что случайная величина примет значение, принадлежащее заданному интервалу. При решении задач по теории вероятностей, как правило, требуется найти значение функции Лапласа по известному значению аргумента или, наоборот, по известному значению функции Лапласа требуется найти значение аргумента. Для этого пользуются таблицей значений функции Лапласа. Таблица значений функции Лапласа незаменима при изучении теории вероятностей, так как решать интеграл (функцию Лапласа) сложно, а запомнить таблицу значений функции Лапласа просто невозможно. Функция Лапласа при разных значениях t: F(-t)=-F(t). Это функция нормального распределения (см.: сайт: webmath.ru).

Под «достоверностью», уровнем достоверности понимают показатель вероятности того, что истинное значение изучаемого параметра генеральной совокупности попадет в доверительный интервал. Чем выше задаваемый уровень достоверности, тем больше должна быть выборка. Под доверительным интервалом понимают диапазон, в который попадет истинное значение изучаемого параметра генеральной совокупности при данном уровне достоверности. Чем он меньше, тем больше должна быть выборка. Именно доверительный интервал именуют «допустимой погрешностью» выборки. Ее исследователи задают (назначают) сами или рассчитывают по специальным формулам в зависимости от заданного объема выборки. Измеряется «допустимая погрешность» в процентных пунктах - п.п. Часто их путают с процентами, - %. Это серьезная ошибка (см.: сайт: cityexclusive.ru>books/igor-berezin/dostovernost-…).

Величина статистических погрешностей определяется так. Допустим, надо оценить некий параметр р (живую массу). С этой целью проводится статистическое измерение (живой массы) на выборке n. Отметим, что число р есть абсолютно точное значение искомого параметра, которое не известно и не может быть известно в принципе, но которое надо оценить методом статистических измерений. Доверительная вероятность и соответствующий ей доверительный интервал определяется так. Проводя статистическое измерение, можно получить оценку р* нашего искомого параметра р. Наша оценка р* будет находиться где-то вблизи истинного значения параметра р, и, скорее всего, не будет точно равна р. Распределение возможных значений оценок значения искомого параметра f(p*), подчиняется, в общем случае, нормальному (Гаусса) закону. Величина σ - это так называемое среднее квадратическое отклонение (СКО), величина, зависимая от объема выборки n: чем больше выборка, тем меньше это отклонение. Площадь, ограниченная гауссовой кривой и горизонтальной осью, равна единице. Рассмотрим процент А% площади под кривой Гаусса вблизи р в границах от р-х до р+х. С вероятностью А% полученная оценка р* будет находиться в границах от р-х до р+х. Вероятность А% называют доверительной вероятностью. Говорят: с вероятностью А% оценка р* будет находиться в интервале между нижней границей р-х и верхней границей р+х вблизи р. Или сокращенно - «р%х». Принята стандартная величина доверительной вероятности А=95%, в этом случае наш интервал будет иметь границы %2σ вблизи р. Или -р%2σ (advlab.ru>articles/article72.htm).

Выборочные характеристики, определяемые на основе ограниченного числа наблюдений, могут приближаться к истинным значениям характеристик генеральной совокупности лишь с определенной точностью. Точность выборочного наблюдения (эксперимента) может задаваться в единицах измерения исследуемой величины, в единицах выборочного значения и в процентах исследуемой величины или характеристики. Интервал, в который в общем случае может быть произвольным, называется доверительными границами, а соответствующая вероятность - доверительной вероятностью или, как часто говорят, надежностью.

Вероятность ошибки характеризует долю риска в оценке истинного значения оцениваемой величины и часто называется уровнем значимости. Для удобства величину доверительного интервала устанавливают в долях среднеквадратического отклонения. Тогда доверительную вероятность определяют как площадь, ограниченную кривой нормального распределения на интервале. Определяют доверительный интервал в такой последовательности: вычисляют параметр выборки, выбирают доверительную вероятность; определяют соответствующее выбранному значению число из таблицы табулированных значений стандартного нормального распределения; вычисляют доверительный интервал. С увеличением количества замеров достоверность эксперимента возрастает, а доверительный интервал уменьшается. Таблица используется в том случае, когда о дисперсии исследуемой величины нельзя составить определенного мнения. Если же на основании априорных сведений или предварительных опытов, значение дисперсии известно, то по формуле случайной выборочной ошибки, равной половине длины доверительного интервала определяют необходимое число замеров, гарантирующее требуемую надежность результата выборочной оценки.

При обработке числовых массивов результатов эксперимента, как случайных величин, на практике применяют следующие выборочные оценки:

- математическое ожидание

- дисперсия

- коэффициент асимметрии

- коэффициент эксцесса

где x_i - значение результата в i-м опыте; N - число результатов в массиве; σ_х - среднее квадратическое отклонение:

Производная оценка от величины математического ожидания М_х и дисперсии D_x или среднего квадратического отклонения σ_х является коэффициент вариации V, определяемый в процентах по формуле:

Дисперсия D_x, среднее квадратическое отклонение σ_х и коэффициент вариации V являются количественными характеристиками оценки рассеивания значений результатов эксперимента как случайной величины и применяются при изучении различных действий со случайным исходом. Коэффициент асимметрии и коэффициент эксцесса являются характеристиками более высокого порядка. Первый характеризует «скошенность распределения», а второй - степень его «островершинности». Вычисленные по экспериментально наблюдаемым случайным величинам и случайным функциям статистические характеристики несут информацию не обо всей генеральной совокупности, которая в общем случае бесконечна, а лишь о некоторой ее части - выборке, элементы которой измерены с определенными ошибками. В связи с этим в результате эксперимента получают лишь некоторые оценки параметров генеральной совокупности. Следовательно, и любая выборочная оценка - это случайная величина, точность определения которой и возможные при этом ошибки необходимо контролировать. Следует также иметь в виду, что вычисленные моменты распределения являются точечными оценками выборочных величин, так как каждый из них оценивает параметры генеральной совокупности с помощью единственного числа. Они позволяют судить о значении вычисленной статистической характеристики в данной точке и ничего не говорят о возможных пределах варьирования самой оценки.

К вычисляемым в результате эксперимента оценкам случайных величин предъявляются три основных требования: состоятельности, несмещенности и эффективности. Полагают, что оценка состоятельна, если с ростом объема выборки она стремится по вероятности к истинному значению, не смещена, если ее математическое ожидание стремится к истинному значению, и эффективна, когда оценка обладает наименьшим рассеянием по сравнению с любыми другими оценками. Из двух оценок эффективнее та, которая обладает меньшей дисперсией, т.е. значения которой рассеиваются в более узком интервале.

На уровень рассеивания оценок значительное влияние оказывают ошибки, имеющие место при эксперименте.

Как известно, при выборочном наблюдении встречаются ошибки трех видов: грубые, систематические и случайные. Грубые ошибки, отличающиеся большим отклонением от центра группирования выборки, отсеиваются на этапе первичного анализа материалов.

Точность измерений любой физической величины характеризуется, как известно, абсолютной и относительной ошибками (здесь - истинное значение), которые, в свою очередь, состоят из суммы систематических δ и случайных ξ ошибок.

Систематические ошибки δ постоянны при определении каждого члена выборки и зависят от технического уровня измерительной аппаратуры и техники эксперимента. Эти ошибки можно свести к минимуму периодической тарировкой приборов с помощью более совершенных и повышением точности метода определения исследуемых переменных.

Случайные ошибки обусловлены влиянием большого количества факторов. Их появление неодинаково и случайно от измерения к измерению и не может быть предварительно учтено из-за их зависимости от изменения условий измерений и изменчивости самих измеряемых величин. Однако при достаточно большом количестве экспериментов суммарное значение случайных ошибок, изменяющихся примерно одинаково в положительную и отрицательную сторону, приближается к нулю. Случайные ошибки в подавляющем большинстве подчиняются нормальному закону распределения с математическим ожиданием, равным «0». В практике исследований сельскохозяйственных машин систематические и случайные ошибки близки друг к другу и совместно определяют ошибку измерений. При оценке точности измерений рекомендуется учитывать суммарную ошибку

где σ_ξ - среднее квадратическое отклонение случайной величины ξ при числе измерений n.

Для величин, определяемых косвенно - методом расчета по другим измеренным случайным величинам, оценка погрешностей осуществляется вычислением статистических оценок по соответствующим функциональным зависимостям.

Выборочные характеристики M_x, σ_х и др., определяемые на основе ограниченного числа наблюдений, могут приближаться к истинным значениям характеристик генеральной совокупности лишь с определенной точностью ε:

Точность выборочного наблюдения (эксперимента) может задаваться в единицах измерения исследуемой величины, в единицах выборочного значения σ_x и в процентах исследуемой величины или характеристики. Систематическая ошибка, будучи постоянной, при этом может не учитываться. Вероятность того, что истинное значение характеристик генеральной совокупности находится в отмеченных пределах, равна

и называется надежностью данной оценки. Так как математическое ожидание любой выборки само является случайной величиной, то полезно установить такой интервал, в котором с заданной степенью достоверности будет заключено значение оцениваемого параметра. Интервал M_x+ε, в который в общем случае может быть произвольным [a_i, b_i], называется доверительными границами, а соответствующая вероятность - доверительной вероятностью или, как часто говорят, надежностью. Доверительную вероятность для удобства обозначают как

Соответственно а есть вероятность ошибки, которая на кривой распределения изображается в виде двух половинок α/2. Вероятность ошибки характеризует долю риска в оценке истинного значения оцениваемой величины и часто называется уровнем значимости. Для удобства величину доверительного интервала устанавливают в долях среднеквадратического отклонения ±zσr_z. Здесь величина z есть, по существу, критерий Стьюдента t, или аргумент функции Лапласа. Тогда доверительную вероятность определяют, как площадь, ограниченную кривой нормального распределения на интервале ±zσ_z. Используя формулу стандартного нормального распределения

доверительную вероятность записывают в таком виде:

где - оценка среднего значения генеральной совокупности.

Доверительный интервал для дисперсии

Определяют доверительный интервал в такой последовательности: вычисляют параметр выборки , выбирают доверительную вероятность 1-α определяют соответствующее выбранному значению (1-α) числом из таблицы табулированных значений стандартного нормального распределения; вычисляют доверительный интервал a≤M_к<b.

С увеличением количества замеров достоверность эксперимента возрастает, а доверительный интервал уменьшается. Таблица используется в том случае, когда о дисперсии исследуемой величины нельзя составить определенного мнения. Если же на основании априорных сведений или предварительных опытов ах, известно, то по формуле случайной выборочной ошибки, равной половине длины доверительного интервала

определяют необходимое число замеров, гарантирующее требуемую надежность

Точность и надежность оценки выборочных характеристик не следует смешивать с точностью исследования, которую часто вычисляют по такой формуле:

где V - коэффициент вариации выборочного наблюдения, % (в случае оценки точности для сельскохозяйственных машин и процессов считается достаточным, если V=3…5%), δ - систематическая ошибка.

Вычисленные по экспериментально наблюдаемым случайным величинам и случайным функциям статистические характеристики несут информацию не обо всей генеральной совокупности, которая в общем случае бесконечна, а лишь о некоторой ее части - выборке, элементы которой измерены с определенными ошибками. В связи с этим в результате эксперимента получают лишь некоторые оценки параметров генеральной совокупности. Следовательно, и любая выборочная оценка - это случайная величина, точность определения которой и возможные при этом ошибки необходимо контролировать. Следует также иметь в виду, что вычисленные моменты распределения являются точечными оценками выборочных величин, так как каждый из них оценивает параметры генеральной совокупности с помощью единственного числа. Они позволяют судить о значении вычисленной статистической характеристики в данной точке и ничего не говорят о возможных пределах варьирования самой оценки (см.: 4. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ. 4.5. Корректность математической обработки результатов эксперимента - залог достоверности научных положений по диссертации. Сайт: aspirinby.org).

При планировании выборочного наблюдения с заранее заданным значением допустимой ошибки выборки необходимо правильно оценить требуемый объем выборки. Этот объем может быть определен на основе допустимой ошибки при выборочном наблюдении исходя из заданной вероятности Р, гарантирующей допустимую величину уровня ошибки (с учетом способа организации наблюдения). Формулы для определения необходимой численности выборки n легко получить непосредственно из формул предельной ошибки выборки. Так, из выражения для предельной ошибки (абсолютной, т.е. в единицах измерения случайной величины, в данном случае в кг):

непосредственно определяется объем выборки n:

Эта формула показывает, что с уменьшением предельной ошибки выборки Δ существенно увеличивается требуемый объем выборки n, который пропорционален дисперсии σ² и квадрату критерия Стьюдента t (см.: сайт: grandars.ru>Статистика>Выборочный метод).

Если задано значение доверительной вероятности, то сразу же по этому значению функции Лапласа становится известным значение заданного аргумента функции Лапласа. Задание значения допустимой выборочной погрешности сразу же дает заданное значение предельной ошибки (абсолютной, т.е. в единицах измерения случайной величины, в данном случае в кг). В формуле (18) остается не известным для дальнейших расчетов только значение среднего квадратического отклонения случайной величины, в размерностью также в данном случае в кг. Поэтому определить требуемый объем выборки n можно лишь после определения среднего квадратического отклонения.

Так и построен способ оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада, включающий случайное выборочное взвешивание произвольной особи стада животных или птицы и задание сигнала технологически минимального количества обязательных взвешиваний, при этом задают сигнал доверительной вероятности, задают сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, по заданному сигналу доверительной вероятности формируют соответствующий сигнал аргумента функции Лапласа, определяют сигнал факта события размещения особи на грузоприемной платформе весов и формируют сигнал события взвешивания, измеряют количество событий взвешиваний единичных особей стада и формируют сигнал количества взвешиваний произвольных особей стада, измеряют живую массу произвольной особи стада, формируют сигнал измеренной живой массы произвольной особи стада и запоминают полученные сигналы измеренной живой массы произвольных особей стада, суммируют сигналы измерений живой массы произвольных особей стада и полученный суммарный сигнал делят на сигнал количества взвешиваний произвольных особей стада, формируя при этом сигнал оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, который также является сигналом оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, формируют сигнал оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, причем величина этого сигнала пропорциональна квадратному корню из суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, формируют сигнал оценки требуемого объема выборки, пропорциональный произведению квадрата сигнала аргумента функции Лапласа и квадрата сформированного сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, деленного на квадрат заданного сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, сравнивают сформированный сигнал оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, в зависимости от результата сравнения либо продолжают статистическую обработку сигналов процесса взвешивания произвольных особей при превышении значением первого указанного сигнала значения второго указанного сигнала, либо прекращают статистическую обработку сигналов процесса взвешивания произвольных особей при равенстве значений этих указанных сигналов и при превышении значением второго указанного сигнала значения первого указанного сигнала и при дополнительном условии равенства и превышения значением сигнала количества случайных взвешиваний значения заданного сигнала технологически минимального количества обязательных взвешиваний и используют полученные сигналы количества взвешиваний произвольных особей стада, достоверной оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, сигнал оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду для достоверного информирования персонала сельскохозяйственного помещения, цеха или предприятия при осуществлении управленческих операторских действий с техническими средствами обеспечения технологии выращивания поголовья, а также для подачи их на соответствующие измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья.

Используя величину оценки коэффициента вариации V*, равного отношению оценки среднего квадратического отклонения σ* к оценке математического ожидания М_х (см. формулу (6)), получаем окончательную формулу определения оценки требуемого объема выборки:

Из выражения для предельной ошибки Δ_кг (абсолютной, т.е. в единицах измерения случайной величины, в данном случае в кг) оценка требуемого объема выборки по (18):

где - оценка относительной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, %; σ* - оценка среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду от оценки математического ожидания живой массы особи по стаду , кг; n - количество взвешиваний произвольной особи поголовья животных или птицы, отн. ед.; V^* - оценка коэффициента вариации, %.

Зависимость (19) используется при преобразовании соответствующих сигналов в способе и устройстве для получения достоверного сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду.

Таким образом, технолог животноводства или птицеводства задает уровень достоверности и допустимую относительную или абсолютную погрешность измерения средней живой массы особи по стаду поголовья данного вида и возраста. Другими словами, задается требуемая точность определения этой величины, от значения которой прямо зависит точность управления технологией выращивания и сопровождающими эту технологию многочисленными технологическими процессами. Этой погрешности соответствует требуемый объем выборки, то есть наименьшее допустимое количество взвешиваний особей для получения результатов с заданной достоверностью. Как только количество случайных по времени взвешиваний случайных единичных особей станет равным и превысит вычисленное значение требуемого объема выборки, появляется достоверная информация о средней живой массе особи по стаду животных или птицы.

Поэтому только непрерывная в реальном времени высокоточная автоматизированная оценка средней по стаду живой массы животного или птицы при дискретном во времени случайном выборочном взвешивании единичных особей стада в ходе технологии выращивания стада животных или птицы позволяет при управлении выращиванием поголовья найти выгодные компромиссы между затратами корма и приростом живой массы поголовья. А также между затратами энергии на обогрев, на другие технологические процессы и расчетными потерями результирующей продуктивностью поголовья в их ценовом выражении. При этом необходима статистическая обработка измеряемых и вычисляемых сигналов о живой массе особи стада.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4.

На фиг.1 приведена общая схема технологии и технологического оборудования при выращивании птицы в условиях общего лучистого обогрева цыплят и птичника в промышленном птицеводстве: 1 - теплозащитные ограждающие конструкции помещения (здания) птичника; 2 - утепленный пол (древесностружечная подстилка) птичника; 3 - приточная вентиляция; 4 - вытяжная вентиляция; 5 - поголовье птицы; 6 - обогреватели; 7 - энергетическая магистраль; 8 - регулятор температуры; 9, 10 и 11 - весоизмерительная грузоприемная платформа электронных весов для определения живой массы животного или птицы в зоне обитания в производственном помещении.

На фиг.2 приведена общая схема устройства для осуществления способа, т.е. функциональная схема устройства оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада: 1 - весы с грузоприемной платформой и электронным выходом (электронные весы); 2 - первый задатчик технологически минимального количества обязательных взвешиваний (первый задатчик); 3 - второй задатчик сигнала наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы (второй задатчик); 4 - третий задатчик сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада (третий задатчик); 5 - первый формирователь сигнала аргумента функции Лапласа (первый формирователь); 6 - второй формирователь сигнала события взвешивания (могут быть использованы: схема сравнения с задатчиком порогового сигнала, триггер с дифференцирующей цепочкой на его входе и т.п.) (второй формирователь); 7 - третий формирователь сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада (могут быть использованы: генератор пилообразного напряжения, фантастрон, линейка триггеров, счетчик импульсов и т.п.) (третий формирователь); 8 - измеритель сигнала живой массы единичных особей стада, 9 - четвертый формирователь сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада (в аналоговой, либо в цифровой форме) (четвертый формирователь); 10 - первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада; 11 - сумматор сигналов измерений живой массы произвольной особи стада; 12 - делитель полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада, 13 - пятый формирователь сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы (или формирователь сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы) (пятый формирователь); 14 - шестой формирователь сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду (шестой формирователь); 15 - второй блок вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов; 16 - третий блок возведения в квадратную (вторую) степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов; 17 - четвертый блок суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов; 18 - четвертый задатчик сигнала соответствия единице количества взвешиваний (четвертый задатчик); 19 - пятый блок разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада; 20 - первый делитель суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада; 21 - шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада; 22 - седьмой формирователь сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду (седьмой формирователь); 23 - второй делитель сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду; 24 - первый элемент умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов; 25 - пятый задатчик сигнала значения в сто процентов (пятый задатчик); 26 - восьмой формирователь сигнала оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду (восьмой формирователь); 27 - шестой задатчик сигнала аргумента функции Лапласа (шестой задатчик); 28 - второй элемент умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа; 29 - третий делитель сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, 30 - элемент возведения в квадратную (вторую) степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки, 31 - первая схема сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, элемент извлечения квадратного корня из сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада; 32 - вторая схема сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний; 33 - управляемый ключ для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок; 34 - блок индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания; 35 - измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами; 36 - блок управления работой устройства (от суток к очередным суткам выращивания поголовья, очередностью действий над сигналами и т.д.).

На фиг.3 дана таблица некоторых значений функции Лапласа: F(t) - функция Лапласа, t - аргумент функции Лапласа.

На фиг.4 показаны дополнения к функциональной схеме устройства при нескольких электронных весах, установленных в производственном помещении или в зоне обитания поголовья (показаны элементы трех электронных весов 1₁, 1₂, 1₃) и соответствующем количестве элементов вторых формирователей 6 и третьих формирователей 7 (показаны элементы трех вторых формирователей 6₁, 6₂, 6₃ и третьих формирователей 7₁, 7₂ 7₃): 8₁, 8₂, 8₃ - измерители сигнала живой массы единичных особей стада; 9₁, 9₂, 9₃ - четвертые формирователи сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада в различных локальных областях территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья (в аналоговой, либо в цифровой форме) (четвертые формирователи); 36 - блок управления работой устройства, обеспечивающий суммирование сигналов количеств случайных взвешиваний произвольных особей поголовья в разных зонах, накопление, запоминание и суммирование случайных сигналов взвешенной живой массы произвольных особей стада по всем контролируемых электронными весами локальным зонам обитания, исключающий наложение друг на друга одновременно пришедших в устройство сигналов количеств взвешиваний и сигналов живой массы, производящий их соответствующее разделение по времени и соответствующие их временные задержки. (За неимением дополнительного места в данном описании изобретения по существу и в связи с громоздкостью дополнительного описания достаточно хорошо известных и в целом традиционных действий и технических средств блока управления работой устройства 36 подробное описание его состава и внутренних и внешних связей связи в рамках данного изобретения существенного значения не имеет, поэтому будет неоправданно перегружать описание настоящего изобретения и потому считается излишним и в соответствии с этим утверждением не приводится); 37 - блок формирования суммарного сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных областях территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья; 38 - блок формирования суммарного сигнала измеренной живой массы произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья.

Способ осуществляется следующим образом. Особь стада поголовья в ходе нормально протекающих технологических процессов технологии выращивания заходит на грузоприемную платформу электронных весов. Формируется сигнал живой массы случайной особи. По этому сигналу в целом уже можно, но с весьма большим приближением (с большой ошибкой), судить о средней живой массе особи по всему стаду поголовья: для точной оценки надо взвесить всех особей стада. Однако, это технологически невозможно из-за чрезмерных потерь поголовья в результате стрессовых ситуаций, связанных с вмешательством персонала, или специального дополнительного оборудования, в среду обитания животных или птицы. Также велики эксплуатационные (труд, энергия, отчисления на капитальные вложения и т.п.) и капитальные затраты. Поэтому измеряемые, формируемые, сравниваемые и другие сигналы (материальные объекты информационных характеристик процессов) в ходе материальных действий по способу подвергаются математической статистической обработке другими соответствующими сформированными сигналами. Производят дискретное во времени, в момент захода на весоизмерительную платформу весов, случайное выборочное взвешивание произвольной особи стада в ходе технологии выращивания стада животных или птицы, задают сигнал технологически минимального количества обязательных взвешиваний. По нормативным документам бройлерного птицеводства количество взвешиваемых птиц в выборке из всего многотысячного поголовья птицеводческого помещения равно ста бройлерам. Задают сигнал наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы, задают сигнал доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи стада. В зависимости от этого сигнала доверительной вероятности, численно равной площади под кривой линией нормального распределения Гаусса, ограниченной доверительным интервалом аргумента, путем вычисления или путем извлечения из памяти соответствующих технических средств запомненных данных в соответствии с таблицей функции Лапласа формируют сигнал аргумента функции Лапласа. Определяют сигнал факта события размещения особи на грузоприемной платформе весов и формируют сигнал события взвешивания, измеряют количество событий взвешиваний единичных особей стада и формируют сигнал количества взвешиваний произвольных особей стада. Измеряют живую массу произвольной особи стада, формируют сигнал измеренной живой массы произвольной особи стада и запоминают полученные сигналы измеренной живой массы произвольных особей стада. Суммируют сигналы измерений живой массы произвольных особей стада и полученный суммарный сигнал делят на сигнал количества взвешиваний произвольных особей стада, формируя при этом сигнал оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, который также является сигналом оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы. Формируют сигнал оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, причем величина этого сигнала пропорциональна квадратному корню из суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, и обратно пропорциональна разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада. Затем формируют сигнал оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, пропорциональный умноженному на значение в сто процентов отношению сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду к сигналу оценки математического ожидания живой массы особи по стаду. Формируют сигнал оценки требуемого объема выборки, пропорциональный произведению квадрата сигнала аргумента функции Лапласа и квадрата сформированного сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, деленного на квадрат заданного сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду. Сравнивают сформированный сигнал оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада. В зависимости от результата сравнения либо продолжают статистическую обработку сигналов процесса взвешивания произвольных особей при превышении значением первого указанного сигнала значения второго указанного сигнала. Либо прекращают статистическую обработку сигналов процесса взвешивания произвольных особей при равенстве значений этих указанных сигналов и при превышении значением второго указанного сигнала значения первого указанного сигнала и при дополнительном условии равенства и превышения значением сигнала количества случайных взвешиваний значения заданного сигнала технологически минимального количества обязательных взвешиваний. Последнее действие производят при дополнительном условии равенства и превышения значением сигнала количества случайных взвешиваний значения заданного сигнала технологически минимального количества обязательных взвешиваний. Используют полученные сигналы оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, заданный сигнал оценки погрешности измерения средней живой массы особи по стаду для достоверного информирования персонала сельскохозяйственного помещения, цеха или предприятия. Это необходимо при осуществлении управленческих операторских действий с техническими средствами обеспечения технологии выращивания поголовья, а также для подачи этих сигналов на соответствующие измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья.

Дополнительное условие достижения или превышения заданного по технологии минимального количества взвешиваний имеет простое объяснение. Пусть первые два случайных взвешивания дали одинаковый результат. Это означает, что по всего-навсего только двум опытам сразу получена оценка математического ожидания средней живой массы особи по стаду поголовья. При этом и дисперсия (мощность) отклонения оценки случайной величины живой массы от оценки ее среднего значения оценки (от оценки математического ожидания), и собственно среднее квадратическое отклонение оценки случайной величины живой массы от оценки ее среднего значения оценки (от оценки математического ожидания) равны нулю. Тогда равен нулю и коэффициент вариации, и зависящая от этого коэффициента вариации величина сигнала требуемого объема выборки. Полученное значение величины сигнала требуемого объема выборки формально равно нулю. Тогда можно, казалось бы, сразу останавливать процесс выборочного взвешивания, даже не приступая к нему. Однако этот вывод в корне неверен. Продолжение взвешиваний и последующие их результаты покажут, что достоверный сигнал оценки требуемого объема выборки связан и с величиной сигнала оценки среднего квадратического отклонения, и с величиной сигнала оценки погрешности выборочного взвешивания. Поэтому задание по технологии минимального количества обязательных взвешиваний имеет глубокий и теоретический, и практический смысл.

На фиг.2 приведена схема устройства для осуществления способа.

Устройство для осуществления способа содержит весы с грузоприемной платформой и электронным выходом (сокращенно: электронные весы) 1, первый задатчик технологически минимального количества обязательных взвешиваний (первый задатчик) 2, при этом в устройство введены второй задатчик сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду (второй задатчик) 3, третий задатчик сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада (третий задатчик) 4, первый формирователь сигнала аргумента функции Лапласа (первый формирователь) 5, второй формирователь сигнала события взвешивания (могут быть использованы: схема сравнения с задатчиком порогового сигнала, триггер с дифференцирующей цепочкой на его входе и т.п.) (второй формирователь) 6, третий формирователь сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада (могут быть использованы: генератор пилообразного напряжения, фантастрон, линейка триггеров, счетчик импульсов и т.п.) (третий формирователь) 7, измеритель сигнала живой массы единичных особей стада 8, четвертый формирователь сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада (в аналоговой, либо в цифровой форме) (четвертый формирователь) 9, первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада 10, сумматор сигналов измерений живой массы произвольной особи стада 11, делитель полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада 12, пятый формирователь сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, являющийся формирователем сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы (пятый формирователь) 13, шестой формирователь сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду (шестой формирователь) 14, второй блок вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов 15, третий блок возведения в квадратную (вторую) степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов 16, четвертый блок суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов 17, четвертый задатчик сигнала соответствия единице количества взвешиваний (четвертый задатчик) 18, пятый блок разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 19, первый делитель суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 20, шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 21, седьмой формирователь сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду (седьмой формирователь) 22, второй делитель сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду 23, первый элемент умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов 24, пятый задатчик сигнала значения в сто процентов (пятый задатчик) 25, восьмой формирователь сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмой формирователь) 26, шестой задатчик сигнала аргумента функции Лапласа (шестой задатчик) 27, второй элемент умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа 28, третий делитель сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду 29, элемент возведения в квадратную (вторую) степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки 30, первая схема сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада 31, вторая схема сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний 32, управляемый ключ для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок 33, блок индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания 34, измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами 35, блок управления работой устройства 36, при этом электронные весы 1 представляют собой последовательное соединение измерителя сигнала живой массы единичных особей стада 8 и четвертого формирователя сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада 9, выход которого через первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада 10 подключен к соединению, которое является первым входом шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду 14, входа сумматора сигналов измерений живой массы произвольной особи стада 11 и первого входа второго блока вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов 15, второй вход которого является вторым входом, первым и вторым выходами шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду 14 и подключен соединению выхода пятого формирователя сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы 13, первого входа второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду 23, который является первым входом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду 22, и первого входа управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок 33, а выход второго блока вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов 15 через последовательное соединение третьего блока возведения во вторую степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов 16, четвертого блока суммирования Полученных сигналов квадратов разностей сигналов 17, через первый вход и выход первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 20, через шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 21 подключен к соединению, которое является вторым входом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду 22, вторых входов второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду 23 и управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок 33, выход которого подключен к соединению входов блока индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания 34 и соответствующих измерительных, управляющих и задающих входов автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами 35, выход сумматора сигналов измерений живой массы произвольной особи стада 11 соединен со вторым входом делителя полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада 12, первый вход которого является третьим входом шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду 14 и подключен к соединению выхода третьего формирователя сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада 7 с подключенным к его входу выхода второго формирователя сигнала события взвешивания 6, первого входа пятого блока разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 19, первого входа первой схемы сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада 31, второго входа второй схемы сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний 32, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого задатчика технологически минимального количества обязательных взвешиваний 2 и со вторым управляющим входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок 33, первый управляющий вход которого подключен к выходу первой схемы сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада 31, второй вход которого через элемент возведения в квадратную (вторую) степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки 30 соединен с выходом третего делителя сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду 29, при этом выход элемента возведения в квадратную (вторую) степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки 30 является выходом восьмой формирователь сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмой формирователь) 26, выход второго задатчика сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы 3 является выходом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмой формирователь) 26 и соединен с четвертым входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок 33 и подключен к первому входу третьего делителя сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду 29, второй вход которого соединен с выходом второго элемента умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа 28, первый вход которого является первым входом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмой формирователь) 26 и также выходом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду 22 и соединен с выходом первого элемента умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов 24 и третьим входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок 33, ко второму входу второго элемента умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа 28 подключен выход последовательного соединения третьего задатчика сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада 4, первого формирователя сигнала аргумента функции Лапласа 5, шестого задатчика сигнала аргумента функции Лапласа 27, вход которого является вторым входом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмой формирователь) 26, первый и второй входы первого элемента умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов 24 подключены соответственно к выходу пятого задатчика сигнала значения в сто процентов 25 и к выходу второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду 23, второй вход и выход пятого блока разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 19 подключены соответственно к выходу четвертого задатчика сигнала соответствия единице количества взвешиваний 18 и ко второму входу первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 20, а блок управления работой устройства 36 является управляющим блоком устройства.

Устройство работает следующим образом. Весы с грузоприемной платформой и электронным выходом (электронные весы) 1 выдают устойчивый сигнал живой массы взвешиваемой произвольно зашедшей на грузоприемную платформу случайной особи стада животных или птицы. С выхода третьего формирователя сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада (могут быть использованы: генератор пилообразного напряжения, фантастрон, линейка триггеров, счетчик импульсов и т.п.) (третий формирователь) 7 в устройство поступает сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада. Первый задатчик технологически минимального количества обязательных взвешиваний (первый задатчик) 2, второй задатчик сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду (второй задатчик) 3, третий задатчик сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада (третий задатчик) 4 и первый формирователь сигнала аргумента функции Лапласа (первый формирователь) 5 формируют соответствующие сигналы. Блоки, названные как шестой формирователь сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду (шестой формирователь) 14, седьмой формирователь сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду (седьмой формирователь) 22 и восьмой формирователь сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмой формирователь) 26, формируют соответствующие сигналы по известным из математической статистики количественным соотношениям. При сравнении соответствующих сигналов в первой схеме сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада 31 и во второй схеме сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний на их выходах в какие-то моменты времени появляются и затем действуют сигналы, управляющие моментом начала и затем временем достоверного информированием персонала о параметрах взвешиваемого поголовья. Эти два сигнала поступают на управляющие входы управляемый ключ для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок 33. Схема совпадения предусмотрена в двухвходовой входной цепи ключа 33, и в целях экономии места в описании на фиг.2 не показана. На блок индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания 34 и на измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами 35 посредством блока управления работой устройства 36 подается высоко точная информация о параметрах процесса выборочного взвешивания особей. Перечень некоторых из действий блока 36: управление устройством от суток к очередным суткам выращивания поголовья, очередностью действий над сигналами. А также, например, действие исключения операции деления на нуль при формировании сигнала среднего квадратического отклонения. Производится путем управления началом работы первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада 20 со второго по счету взвешивания особи от момента начала процесса взвешиваний и многие другие традиционные хорошо известные действия управления.

На фиг.4 приведены дополнительные элементы функциональной схемы устройства по способу при нескольких электронных весах, установленных в производственном помещении или в зоне обитания поголовья схема устройства для осуществления способа.

Дополнительное устройство по способу содержит двое или более электронных весов, установленных в производственном помещении или в зоне обитания поголовья (показаны элементы трех электронных весов 1₁, 1₂, 1₃) и соответствующее количество вторых формирователей 6 и третьих формирователей 7 (три вторых формирователя 6₁, 6₂, 6₃ и три третьих формирователя 7₁, 7₂ 7₃), измерителей сигнала живой массы единичных особей стада 8₁, 8₂, 8₃, четвертых формирователей сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья (четвертых формирователей) 9₁, 9₂, 9₃, причем блок управления работой устройства 36, обеспечивающий в устройстве по способу разнообразные действия: суммирование сигналов количеств случайных взвешиваний произвольных особей поголовья в разных зонах, накопление, запоминание и суммирование случайных сигналов взвешенной живой массы произвольных особей стада по всем контролируемых электронными весами локальным зонам обитания, - в дополнительном устройстве исключает наложение друг на друга одновременно пришедших в устройство сигналов количеств взвешиваний и сигналов живой массы от различных электронных весов из различных зон обитания, производит их соответствующее разделение по времени и соответствующие их временные задержки по отношению друг к другу, а выходы третьих формирователя 7₁, 7₂ 7₃ подключены к соответствующим входам дополнительно введенного в устройство блока формирования суммарного сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных областях территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья 37, выходы электронных весов 1₁, 1₂, 1₃ или выходы формирователей сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья (четвертых формирователей) 9₁, 9₂, 9₃ подключены к соответствующим входам дополнительно введенного в устройство блока формирования суммарного сигнала измеренной живой массы произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья 38.

Устройство работает следующим образом. Увеличение количества весов имеет своей целью не только увеличение количества взвешиваний. Весы в количестве более одной штуки можно так разместить в производственном помещении или на территории обитания взвешиваемого поголовья, что будет дополнительно учтена и неоднородность живой массы особей стада: ведь в разных зонах среды обитания выращиваемого поголовья условия могут различаться достаточно сильно. Это и наличие сквозняков, и локальных (местных) тепловых и других излучений от размещенного оборудования, различное расстояние линии кормораздачи от ее начала до места кормления особей стада и т.п. Наличие нескольких правильно выбранных технологом мест, оборудованных весами, существенно повышает достоверность оценки живой массы особи по всему стаду. Более полной становится и оценка однородности стада поголовья по величине коэффициента вариации. При этом расширяется перечень функций (действий) блока управления работой устройства 36, обеспечивающего в основном устройстве своевременное суммирование сигналов количеств случайных взвешиваний произвольных особей поголовья в разных зонах, накопление, запоминание и соответствующее суммирование случайных сигналов взвешенной живой массы произвольных особей стада по всем контролируемых электронными весами локальным зонам обитания. Блок 36 также исключает наложение друг на друга одновременно пришедших от различных весов в устройство сигналов количеств взвешиваний и сигналов живой массы, производит их соответствующее разделение по времени и соответствующие их временные задержки. (За неимением дополнительного места в данном описании изобретения по существу и в связи с громоздкостью дополнительного описания достаточно хорошо известных и в целом традиционных действий и технических средств блока управления работой устройства 36 подробное описание его состава и внутренних и внешних связей связи в рамках данного изобретения существенного значения не имеет, поэтому будет неоправданно перегружать описание настоящего изобретения и потому считается излишним и в соответствии с этим утверждением не приводится).

Технология выборочного взвешивания идет по пути возможно более полного снижения методической погрешности измерения живой массы особи по всему стаду поголовья животных или птицы. Обеспечивается наилучшее для технологий выращивания в данном производственном помещении и для предприятия в целом соотношение между получаемой точностью измерения живой массы продукции животноводства и птицеводства и количеством случайных взвешиваний особей поголовья (например, бройлеров в птицеводстве). При этом обеспечивается точная статистическая оценка показателей процесса автоматизированного выборочного взвешивания особей поголовья животных и птицы.

Пояснительные подписи к фигурам

Фиг.1. Общая схема технологии и технологического оборудования при выращивании птицы в условиях общего лучистого обогрева цыплят и птичника в промышленном птицеводстве: 1 - теплозащитные ограждающие конструкции помещения (здания) птичника; 2 - утепленный пол (древесностружечная подстилка) птичника; 3 - приточная вентиляция; 4 - вытяжная вентиляция; 5 - поголовье птицы; 6 - обогреватели; 7 - энергетическая магистраль; 8 - регулятор температуры; 9, 10 и 11 - грузоприемная платформа электронных весов для определения живой массы животного или птицы в зоне обитания в производственном помещении.

Фиг.2. Функциональная схема устройства оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада: 1 - весы с грузоприемной платформой и электронным выходом (электронные весы); 2 - первый задатчик технологически минимального количества обязательных взвешиваний (первый задатчик); 3 - второй задатчик сигнала наибольшей допустимой погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы (второй задатчик); 4 - третий задатчик сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада (третий задатчик); 5 - первый формирователь сигнала аргумента функции Лапласа (первый формирователь); 6 - второй формирователь сигнала события взвешивания (могут быть использованы: схема сравнения с задатчиком порогового сигнала, триггер с дифференцирующей цепочкой на его входе и т.п.) (второй формирователь); 7 - третий формирователь сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада (могут быть использованы: генератор пилообразного напряжения, фантастрон, линейка триггеров, счетчик импульсов и т.п.) (третий формирователь); 8 - измеритель сигнала живой массы единичных особей стада, 9 - четвертый формирователь сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада (в аналоговой, либо в цифровой форме) (четвертый формирователь); 10 - первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада; 11 - сумматор сигналов измерений живой массы произвольной особи стада; 12 - делитель полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада, 13 - пятый формирователь сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы (или формирователь сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы) (пятый формирователь); 14 - шестой формирователь сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду (шестой формирователь); 15 - второй блок вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов; 16 - третий блок возведения в квадратную (вторую) степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов; 17 - четвертый блок суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов; 18 - четвертый задатчик сигнала соответствия единице количества взвешиваний (четвертый задатчик); 19 - пятый блок разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада; 20 - первый делитель суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада; 21 - шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада; 22 - седьмой формирователь сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду (седьмой формирователь); 23 - второй делитель сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду; 24 - первый элемент умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов; 25 - пятый задатчик сигнала значения в его процентов (пятый задатчик); 26 - восьмой формирователь сигнала оценки требуемого объема выборки (восьмой формирователь); 27 - шестой задатчик сигнала аргумента функции Лапласа (шестой задатчик); 28 - второй элемент умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа; 29 - третий делитель сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, 30 - элемент возведения в квадратную (вторую) степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки, 31 - первая схема сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, элемент извлечения квадратного корня из сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада; 32 - вторая схема сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний; 33 - управляемый ключ для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок; 34 - блок индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания; 35 - измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами; 36 - блок управления работой устройства (от суток к очередным суткам выращивания поголовья, очередностью действий над сигналами и т.д.).

Фиг.3. Таблица некоторых значений функции Лапласа: F(t) - функция Лапласа, t - аргумент функции Лапласа.

Фиг.4. Дополнительные элементы функциональной схемы устройства при нескольких электронных весах, установленных в производственном помещении или в зоне обитания поголовья (показаны элементы трех электронных весов 1₁, 1₂, 1₃) и соответствующем количестве элементов вторых формирователей 6 и третьих формирователей 7 (показаны элементы трех вторых формирователей 6₁, 6₂, 6₃ и третьих формирователей 7₁, 7₂ 7₃): 8₁, 8₂, 8₃ - измерители сигнала живой массы единичных особей стада; 9₁, 9₂, 9₃ - четвертые формирователи сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада в различных локальных областях территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья (в аналоговой, либо в цифровой форме) (четвертые формирователи); 36 - блок управления работой устройства, обеспечивающий суммирование сигналов количеств случайных взвешиваний произвольных особей поголовья в разных зонах, накопление, запоминание и суммирование случайных сигналов взвешенной живой массы произвольных особей стада по всем контролируемых электронными весами локальным зонам обитания, исключающий наложение друг на друга одновременно пришедших в устройство сигналов количеств взвешиваний и сигналов живой массы, производящий их соответствующее разделение по времени и соответствующие их временные задержки. (За неимением дополнительного места в данном описании изобретения по существу и в связи с громоздкостью дополнительного описания достаточно хорошо известных и в целом традиционных действий и технических средств блока управления работой устройства 36 подробное описание его состава и внутренних и внешних связей связи в рамках данного изобретения существенного значения не имеет, поэтому будет неоправданно перегружать описание настоящего изобретения и потому считается излишним и в соответствии с этим утверждением не приводится).

Изобретение относится к технологиям выращивания животных и птицы в отраслях промышленного животноводства и птицеводства. Устройство содержит электронные весы, различные задатчики сигналов, формирователи сигналов, измерители сигналов, различные блоки памяти сигналов, схемы сравнения, сигналы оценки, управляемый ключ, автоматизированное технологическое оборудование для управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами, блок управления работой устройства, которые соединены между собой через соответствующие входы и выходы. Обеспечивается повышение точности оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада для последующего точного управления технологиями и технологическими процессами животноводства и птицеводства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство оценки средней по стаду живой массы животного или птицы при случайном выборочном взвешивании произвольной особи стада, содержащее весы с грузоприемной платформой и электронным выходом, первый задатчик технологически минимального количества обязательных взвешиваний, отличающееся тем, что в устройство введены второй задатчик сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, третий задатчик сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи стада, первый формирователь сигнала аргумента функции Лапласа, второй формирователь сигнала события взвешивания, третий формирователь сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада, измеритель сигнала живой массы единичных особей стада, четвертый формирователь сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада, первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада, сумматор сигналов измерений живой массы произвольной особи стада, делитель полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада, пятый формирователь сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, являющийся формирователем сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, шестой формирователь сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, второй блок вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов, третий блок возведения в квадратную степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертый блок суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертый задатчик сигнала соответствия единице количества взвешиваний, пятый блок разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, первый делитель суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, седьмой формирователь сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, второй делитель сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, первый элемент умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов, пятый задатчик сигнала значения в сто процентов, восьмой формирователь сигнала оценки требуемого объема выборки, шестой задатчик сигнала аргумента функции Лапласа, второй элемент умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа, третий делитель сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, элемент возведения в квадратную степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки, первая схема сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, вторая схема сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний, управляемый ключ для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, блок индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания, измерительные, управляющие и задающие входы автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья и соответствующими ей технологическими процессами, блок управления работой устройства, при этом электронные весы представляют собой последовательное соединение измерителя сигнала живой массы единичных особей стада и четвертого формирователя сигнала измеренной живой массы произвольной особи стада, выход которого через первый блок памяти полученных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада подключен к соединению, которое является первым входом шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду, входа сумматора сигналов измерений живой массы произвольной особи стада и первого входа второго блока вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов, второй вход которого является вторым входом, первым и вторым выходами шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду и подключен к соединению выхода пятого формирователя сигнала оценки средней живой массы особи по стаду животных или птицы, первого входа второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, который является первым входом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, и первого входа управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, а выход второго блока вычисления и формирования сигналов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы и запоминания вычисленных и сформированных сигналов через последовательное соединение третьего блока возведения во вторую степень и запоминания полученных сигналов квадратов разностей сигналов, четвертого блока суммирования полученных сигналов квадратов разностей сигналов, через первый вход и выход первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, через шестой блок извлечения квадратного корня из сигнала полученного результата деления сигнала суммы квадратов разностей запомненных сигналов измеренной живой массы произвольной особи стада и сигнала оценки математического ожидания живой массы особи по стаду животных или птицы, деленной на разность сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, подключен к соединению, которое является вторым входом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду, вторых входов второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду и управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, выход которого подключен к соединению входов блока индикации для обслуживающего персонала текущих во времени работы устройства сигналов заключительных достоверных оценок требуемых технологических параметров взвешивания и соответствующих измерительных, управляющих и задающих входов автоматизированного технологического оборудования управления технологией выращивания поголовья, и соответствующими ей технологическими процессами, выход сумматора сигналов измерений живой массы произвольной особи стада соединен со вторым входом делителя полученного суммарного сигнала на сигнал количества взвешиваний произвольной особи стада, первый вход которого является третьим входом шестого формирователя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду и подключен к соединению выхода третьего формирователя сигнала количества взвешиваний произвольной особи стада с подключенным к его входу выхода второго формирователя сигнала события взвешивания, первого входа пятого блока разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, первого входа первой схемы сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, второго входа второй схемы сравнения сигнала количества случайных взвешиваний с заданным сигналом технологически минимального количества обязательных взвешиваний, первый вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого задатчика технологически минимального количества обязательных взвешиваний и со вторым управляющим входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, первый управляющий вход которого подключен к выходу первой схемы сравнения сформированного сигнала оценки требуемого объема выборки со сформированным сигналом количества взвешиваний произвольных особей стада, второй вход которого через элемент возведения в квадратную степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки соединен с выходом третьего делителя сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, при этом выход элемента возведения в квадратную степень полученного результата деления и формирования сигнала оценки требуемого объема выборки является выходом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки, выход второго задатчика сигнала допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду животных или птицы является выходом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки и соединен с четвертым входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок и подключен к первому входу третьего делителя сигнала полученного произведения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и сигнала аргумента функции Лапласа на заданный сигнал допустимой выборочной погрешности измерения средней живой массы особи по стаду, второй вход которого соединен с выходом второго элемента умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа, первый вход которого является первым входом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки и также выходом седьмого формирователя сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду и соединен с выходом первого элемента умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов и третьим входом управляемого ключа для разрешения дальнейшего прохождения в устройстве сигналов достоверных оценок, ко второму входу второго элемента умножения сигнала оценки коэффициента вариации живой массы особей по стаду на сигнал аргумента функции Лапласа подключен выход последовательного соединения третьего задатчика сигнала доверительной вероятности попадания сигнала оценки средней по стаду живой массы животного или птицы в доверительный интервал сигналов случайного выборочного взвешивания произвольной особи произвольной особи стада, первого формирователя сигнала аргумента функции Лапласа, шестого задатчика сигнала аргумента функции Лапласа, вход которого является вторым входом восьмого формирователя сигнала оценки требуемого объема выборки, первый и второй входы первого элемента умножения сигнала результата деления на значение в сто процентов подключены соответственно к выходу пятого задатчика сигнала значения в сто процентов и к выходу второго делителя сигнала оценки среднего квадратического отклонения живой массы особи по стаду на сигнал оценки математического ожидания живой массы особи по стаду, второй вход и выход пятого блока разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада подключены соответственно к выходу четвертого задатчика сигнала соответствия единице количества взвешиваний и ко второму входу первого делителя суммы полученных сигналов квадратов разностей сигналов на сигнал разности сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада и сигнала единицы количества взвешиваний произвольной особи стада, а блок управления работой устройства является управляющим блоком устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит двое или более электронных весов, установленных в производственном помещении или в зоне обитания поголовья и соответствующее количество вторых формирователей и третьих формирователей, измерителей сигнала живой массы единичных особей стада, четвертых формирователей, причем блок управления работой устройства, обеспечивающий в устройстве по способу разнообразные действия: суммирование сигналов количеств случайных взвешиваний произвольных особей поголовья в разных зонах, накопление, запоминание и суммирование случайных сигналов взвешенной живой массы произвольных особей стада по всем контролируемым электронными весами локальным зонам обитания, - в дополнительном устройстве исключает наложение друг на друга одновременно пришедших в устройство сигналов количеств взвешиваний и сигналов живой массы от различных электронных весов из различных зон обитания, производит их соответствующее разделение по времени и вырабатывает соответствующие их временные задержки по отношению друг к другу, а выходы третьих формирователя подключены к соответствующим входам введенного в дополнительное устройство блока формирования суммарного сигнала количества взвешиваний произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных областях территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья, выходы электронных весов или выходы формирователей сигналов измеренной живой массы произвольных особей стада в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья (четвертых формирователей) подключены к соответствующим входам введенного в дополнительное устройство блока формирования суммарного сигнала измеренной живой массы произвольных особей стада на нескольких электронных весах в различных локальных зонах территории производственного помещения или в локальных зонах обитания поголовья.