Способ измерения среднеквадратического отклонения случайного процесса Советский патент 1985 года по МПК G06G7/52 G06F17/18 

Изобретение относится к области техники, где одновременно с процессом измерений возникает необходимос оценивать среднеквадратическую погрешность, измерений, в частности . в ядерной физике при автоматизации экспериментальных исследований, в информационно-измерительных системах.

Известен способ, заключающийся в выделении переменной составляющей сигнала, ее выпрямлении, преобразовнии текущего значения сигнала в частоту и одновременное преобразование того же сигнала во временной интервал, их заполнение импульсами, полученными при частотно-импульсном преобразовании, суммировании пачек импульсов и последующей их математичекой обработке (1. .

Этот способ не позволяет достичь высокой точности в случаях, когда . ошибки измерений имеют нормальное или аппроксим1-фуемое нормальным законом распределение, когда измеряемый параметр изменяется на интервале измерения, при этом уменьшение объема выборки приводит к уменьшению точности измерений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ оценивания среднеквадратической погрешности случайного сигнала, заключающийся в определении.первых разностей исходного и задержанного сигналов, формировании абсолютного значения первых разностей и определении длительности сигналов первых разностей в пределах интервалов измерения 2J.

Однако известный способ не обладает достаточной оперативностью из-за необходимости выполнения операции взятия абсолютных разностей в значениях двух соседних измерений

Целью изобретения является повышение оперативности и упрощение последовательности операций. I

Поставленная цель достигается

тем, что согласно способу измерения среднеквадратического отключения случаного процесса, заключающемуся во времяимпульсном преобразовании исходаого и задержанного сигналрв, определении сигналов первых разностей исходного и задержанного сигналов и определении длительности .сигналов первых разностей в пределах

интервала измерения, сигналы первых разностей формируют в виде последовательности прямоугольных импульсов, длительность которых равна временному интервалу между исходным и задержанным времяимпульсными сигналами.

На фиг. 1 представлены временные диаграммы, поясняющие общую схему измерения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип преобразования сигнала.

Если измерять некоторый постоянны параметр (фиг. 1«), то резузьтаты измерений не будут представлять собой последовательность импульсов одинаковой амплитуды. В результате появле- . кия ошибок измерения (шумы каналов, фиг. 1 S), имеющих нормальное распределение, параметр принимает статистический разброс (фиг. 1 в). При формировании потока сигналов, представляющих разность в двух соседних отсеках (фиг. 1 г) и оценивания математического ожидания модулей, оказывается, что ереднеквадратичеекая погрешность с точностью до постоянного коэффициента г определяется значением этого математического ожидания.

Если измеряемый параметр изменя-, ется во времени, то известными способами не удается достичь высокой точности, так как процесс ошибок накладывается на нелинейный тренд (фиг. 1 е).

Последовательность операций , определяемых предлагаемым способом, поясняется временными диаграммами, изображенными на фиг. 2.

Исходный сигнал с наложенными на него ошибкамилизмерений при дискретных отсчетах представлен на фиг. 2« . Информация о величине измеряемого параметра заключена в амплитуде исходного сигнала. Поток отсчетов преобразуется в поток временных интервалов посредством времяимпульсного преобразования (фиг. 2 6), когда информация о величине измеряемого параметра заключена в величине временного интервала между опорным и измерительным импульсами (или между началом измерительной шкалы, и измерительным импульсом).

Из измерительных импульсов незадержанной и задержаннЬй последовательностей импульсов формируют последовательность стробов (фиг. 2 г). 5 . . ,, 1 причем первый по времени измерительный импульс в какдой паре отсчетов является началом строба, а второй его окончанием. В пределах интервала интегрирования суммируют длительности импульсов стробов, которые с точностью до постоянного коэффициента F/2n равны среднеквадратйческому отклонению на интервале усреднения, п- объем статистической выборки. 24 Результаты машинного модел1фрвания и эксперимента подтверждают, что не менее чем п 1,5 раза снижается погрешность измерений; существенно расширяется класс процессов (особенно нестационарных) измерения napai eTров KOTopbtx должны снабжаться оценками среднеквадратической погрешнос- . ти измерений требуемой достовер- ности.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕI I гI II t Г I Т I (Л Од о (ia СО ю I t I IM I КВАДРАТИЧЕСКОГО ОТКЛОНЕНИЯ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, заключающийся во времяимпульсном преобразовании исхсздного и задержанного сигналов,, определении сигналов первых разностей исходного и задержанного сигналов и определи- НИИ длительности сигналов первых разностей в пределах интервала измерения, о тл и ч а ющ ийс я тем, что, с целью повышения оперативности и упрощения, сигналы первых разностей формируют в виде последовательности прямоугольных импульсов, длительность которых равна временному интервалу между исходным и задержанньм времяимпульсными сигналами. rmirri-ттГГШ д

X,Xi

b.j.

-t f о но и о и о и о но и

rfili-4ilr-hlrf--ilr-hlr4-ili-4i

Xi ft r;

,1л4,1Д иГг4п

li п я

r:l

Фиг.2