СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР Советский патент 1970 года по МПК G06G7/52 

Анализатор относится к области техники контроля и управления производством массовой продукции, иапример полупроводниковых приборов и может также найти применение, при обработке статистических экспериментальных данных паучиых исследований.

Предлагаемый анализатор отличается большей простотой и возможностями автоматического вычисления среднего значения и дисперсии. Это достигается тем, что в нем накопительный конденсатор через эмиттерный повторитель подключен к самопишущему миллиамперметру дисперсии, вторая клема которого соединена через квадратор с выходом ключевой схемы умножения, а вход ключевой схемы связан с генератором пилообразного иапряжения, подключенного к запоминаюш:ему устройству.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Самопишуш.ий вольтметр Л проградуированный в единицах измеряемого параметра, подключен к источнику 2 иилообразного иаиряжения через последовательио соединеииые ключ 3 умножения, интегратор 4, диод 5 в нрямом направлении и эмиттерный повторитель 6. К выходу интегратора 4 подключен разряжающий ключ 7, управляемый через дифференцнрующую цепочку 8 от источника 2 пилообразного напряження, а между «землей и точкой соединения диода 5 с эмиттерпым повторителем 6 включен накоиительный конденсатор 9. Самопишущий миллиамиерметр W, проградуирозапный в единицах дисПерсии, подсоединен с одной стороны к выходу эмиттерного повторителя 5, а с другой через реверсивпый квадратор 11 - к выходу ключа 3 умножения. Входной преобразователь 12 соединен с заноминаюи нм устройством 13, откуда сиихронизирующий сигиал поступает на источник 2, а воспроизводимый сигиал - на усилитель 14 и затем через аиалого-временной иреобразователь 15-на управляющий вход ключа 3 умноження. Выход нсточника 2 иилообразного напряження, кроме включей, соединяется еще и с входиым преобразователем. Аналого-временной преобразователь 15 собран по классической схеме, когда преобразуемый и эталонный пилообразный снгналы от генератора 16 пилообразного напряжеппя поданы на схему сравнения 17, выход которой соединен с одним из входов триггера 18, другой вход которого соединен с выходом генератора 9 импульсов, занускающего также н генератор 16 (причем его частота намного больше частоты источника 2). Выход триггера 18 соединен с управляющим входом ключа 3 умножения. Имеются также устройства, показывающие долю брака 20 и Работает анализатор следующим образо.м. Известно, что средняя арифметическая величина статистического раснределеиня (Аср) и диснерсия а2 могут быть определены как; Sf. 2 (,р)щ ° -vi ЧL Ч где Х -мгновенное значение измеряемой величины;wZj -количество за1меров с данной величиной ; т -объем выборки. Как видно из двух нижних равенств, знамеиатели у обеих величин равны, и ностоянны, так как объем выборки мы задаем. Следовательио, деление из него мы не производить, а вводить вместо него какой-то коэффициент, например, с помощью регулировки коэффициента передачи усилителя М. Сомиожнтель /и в обеих формулах тоже одинаков, так что и умножение на него можно ироизводить одннм устройством. В анализаторе оно выполняется по принципу время-импульсного умножения. Геиератор 19 вырабатывает имнульсы, необходимые для запуска генератора 16 пилообразного наиряжепия и установки триггера 18 в нулевое положение. По приходе импульсов от генератора 19 триггер устанавливается в нулевое ноложение, и ключ 3 иодключает ианряженне источиика 2 иилообразного напряжения, пропорциональное Х н ннтегратору 4; одновременно заиускается геиератор 16. Напряжение с источиика 2 будет нодключено ко входу интегратора до тех нор, нока пилообразное напряжение с геиератора 16 не сравняется по величине с преобразуемым напряженней с выхода усилителя 14. В этот момент схема сравнения 17 вырабатывает импульс и переводит триггер 18 в другое иоложение. Велнчииа выходного нотенциала триггера измеияется, и ключ 3 отключает источник 2 от последующей схемы. Ключ закрыт до момента прихода следующего импульса от генератора 19. С приходом этого импульса ироцесс повторяется. Следовательно, напряжение с выхода усилителя 14, пронорциоиальиое т, нреобразуется в серню имнульсов, длительиость которых нропорциоиальна этому напряжению. На выходе ключа получается импульсное напряжение, иостоянная составляющая этого напряження пропорциональна Ввиду того что развертка исследуемой кривой периодически повторяется, для предотвращения суммирования нескольких-кривых поставлен разряжающий ключ, открывающийся от крутого источника 2 пнлообразного напряжения, продифференцированного ценочкой S. Для получения постоянного и сглаженного от пульсаций напряжения на выходе интегратора включен накоинтельный конденсатор 9, включенный через диод 5. Благодаря этому иа конденсаторе будет поддерживаться ностоянження на выходе интегратора, которое пропорционально величине и отсчитывается по шкале самонншущего вольтметра 1, включенного через согласующий эмнттериый повторитель 6. Для вычисления днсиерснн иеобходнмо найти разность (), которая получается как разница в напряжениях между мгиовеиным значением пилообразного напряжения, снимаемого с источника 2, и величиной X на выходе эмиттерного повторителя 6. Самопишущий миллиамнерметр 10, иоказывающий величину днсперсни, выбран электродинамической системы, нечувствительный к полярности измеряемого напряжения, благодаря чему можио не учитывать нолярности члена (X - )- Возведение ее в квадрат производится квадраторным функциональным устройством (квадратором) 11, в иростейщем случае представляющем собой специально нодобранный ио форме прямой ветви характеристики полупроводниковый диод (или несколько последовательно соединенных диодов). Учитывая, что ток может быть двух направлений, квадратор вынолнен реверсивным благодаря параллельно включенному в другом направлении донолнительиому квадратору. Умножение величины ( - ) на т нроизБодится тем же ключом 3 (модулирующим ток, ПрОПОрЦИОИаЛЬНЫЙ (Х - Аср)2, HMnyvlbсами, длительность которых иропорциональна Суммироваине (интегрирование) происходит благодаря ииерциониым свойствам подвижиой системы стрелочного нрнбора, всегда показывающего среднее значение иротекающего через него тока. Входной преобразователь 12, запоминающее устройство 13, усилитель 14, источиик 2 пилообразного наиряжения и визуальиое устройство для нросмотра кривой распределения гистограммы 21 выполнены по нзвестной структуре. Заноминающее устройство 13 выполнено, например, в виде барабана, покрытого слоем магнитного пли ненрозрачного легкоповреждаемого материала. Входной нреобразователь 12 преобразует аналоговую велнчипу в пропорциональный ей отрезок времени и на равномерно вращающемся барабане делает отметку, удаленность которой от условного начала отсчета иропорциоиальна измеряемой велич не (начало отсчета - начало роста иилообразного нанряжения). Чем чаще расиоложены отметки на барабане, тем, следовательно, чаще встречаются близкие между собой измеряемые величины. Воспроизводящее устройство, работающее иа усилитель 14, реагирует на :густоту меток н выдает сигнал, нронорциональный количеству замеров т с данной величиной иараметра Х .

роиство, вычислитель среднего значения с интегратором, вычислитель дисперсии с квадратором, счетчик доли брака, время - импульсное множительное устройство с ключевой схемой, отсчетные устройства и визуальный индикатор кривой распределения, генератор пилообразного напряжения, накопительный конденсатор с диодом и разрядной цепью интегратора, отличающийся тем, что, с целью

его упрощения, в нем накопительный конденсатор через эмиттерный повторитель подключен к самопишущему миллиамперметру дисперсии, вторая клемма которого соединена через квадратор с выходом ключевой схемы умнол ;ения, а вход ключевой схемы связан с генератором пилообразного «апряжения, подключенного к запоминающему устройству.