Измеритель среднеквадратического значения скорости случайного процесса Советский патент 1986 года по МПК G06G7/52 G06G7/10 

112

Изобретение относится к измерениям вероятностных характеристик случайных процессов и может быть использовано, например, при испытаниях конструкций на случайную вибрацию для контроля эффективной частоты процесса нагружения.

Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей измерителя за счет измерения среднеквадрати- ческого значения скорости процесса, имеющего произвольный закон распределения .

На фиг.1 изображена общая блок- схема измерителя; на фиг.2 - конкрет ная схема измерителя.

Измеритель содержит фильтр 1 верхних частот, генератор 2 тактовых импульсов, дельта-модулятор 3, блок 4 памяти, логический блок 5 и блок 6 усреднения. Дельта- модулятор 3 включает ограничитель 7, интегратор 8, элемент НЕ 9, триггер 10, элемент 11 -задержки, элементы И 12 и 13, блок 4 памяти включает в себя элементы НЕ 14 и 15, триггер 16, логический блок содержит элементы И 17 и 18, элемент ИЛИ 19, интегратор 20.

Измеритель работает следующим образом.

Анализируемьй сигнал после центрирования фильтром 1 верхних частот поступает на вход дельта-модулятора 3, где в результате дельта-модуляции он аппроксимируется сигналом, который в момент поступления импульсов с генератора 2 тактовых импульсов имеет приращение либо + д , либо - л . В зависимости от этого выходной сигнал дельта-модулятора 3 принимает значение либо 1, либо О. Последо вательность 1 и О с выхода дельта-модулятора поступает на вход блока 4 памяти, где запоминается предыдущее значение выхода дельта-модулятора. Работа блока 4 памяти синхронизуется сигналом с генератора 2 тактовых импульсов. В зависимости от предыдущего и текущего значений выхода дельта-модулятора 3, поступающих с выхода блока 4 памяти на вход логического блока 5, формируется выход, эквивалентный квадрату скорости случайного процесса. Поскольку сигнал, аппроксимированный путем дельта модуляции, может иметь только три

значения скорости

(. -4-. - i- и 0.

0

5

где &t - интервал следования тактовых импульсов), то ее квадрат может

иметь только два значения - (--) и

0s которым соответствуют 1 и О на выходе логической схемы. Причем 1 появляется только в том случае, если совпадают текущее и предыдущее значения выхода дельта-модулятора, так как чередование 1 и О на выходе дельта-модулятора имеет место в случае постоянного входного сигнала, т.е. при нулевой скорости. В блоке 6 усреднения определяется текзпцее среднее значение выходного сигнала логического блока 5, которое является пропорциональным измеряемой величине среднеквадратического значения скорости случайного процесса. Причем время усреднения выбирается из условия статистической точности.

Формула изобретения

Измеритель среднеквадратического значения скорости случайного процесса, содержащий первый и второй триггеры, элемент ИЛИ, элемент И, первый элемент НЕ, выходы первого и второго элементов И подключены соответствен- но к первому и второму входам элемен- та ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ- ных возможностей за счет, обработки случайных процессов с произвольным законом распределения, в него введены второй и третий элементы НЕ, элемент задержки, интегратор, блок усреднения, ограничитель, фильтр верхних частот, генератор импульсов, ин- формахцюнный вход устройства соединен с входом фильтра верхних частрт - выход которого подключен к прямому входу ограничителя, выход которого соединен с входом установки в О первого триггера и входом первого элемента НЕ, выход которого подключен к входу установки в 1 первого триггера, первый вход первого элемента И объединен с входами второго и третьего элементов НЕ, первым входом третьего элемента И и соединен с прямым выходом первого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И,

выход которого соединен с инвертирзто- щим входом интегратора, выход которого подключен к инвертирующему входу ограничителя, прямой вход интегратора соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом четвертого элемента И и подключен к выходу та задержки, вход которого объединен с входами синхронизации первого и второго тригг еров и соединен с выходом генератора импулъсов, инверсный

выход второго триггера подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, второй вход первого элемента И подключен к прямому выходу второго триггера, вход установки в 1 которого соединен с выходом Третьего элемента НЕ, выход элемента ИЛИ подключен к входу блока усреднения, выход которого является выходом устройства.

Изобретение может найти применение, например, при вибрационных испытаниях механических конструкций. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерителя за. измерения среднеквад- ратического значения (С.К.З.) скорости процесса, имеющего произвольный закон распределения, а также повышение оперативности измерения за счет измерения текущего С.К.З. скорости процесса. Применение дельта-модулятора случайного процесса позволяет измерять текущее С.К.З. скорости процесса от закона его распределения. В устройство введены элементы НЕ, блок усреднения, дельта- модулятор, логический блок. 2 ил. (Л 1C 00 о ОО i;o 00

Фтг.1

с гти

Редактор М.Дьшын

Составитель И.Мухин Техред М.Ходанич

Заказ 7052/43Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор В.Бутяга