Устройство для получения распределении

 

ОllЙСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

362306

Союз Советских

Социалистических

Республик

За висим;.е от авт. свидетельства №

Заявлено 12 1!1.1971 (№ 16353ОЗ/18-24) с пр|исоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. С 06f 15/36

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 13.XII 1972. Бюллетень № 2 за 1973

Дата опубликования описания 12.II.1973

УДК 681.3:519.2 (088.8) Авторы изобретения

Г. М. Фролов и О. E. Хабаров

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ

ЭКСТРЕМУМОВ КОЛЕБАНИЙ СЛУЧАЙНЫХ

ПРОЦЕССОВ

Предлагаемое устройство предназначено для амплитудного анализа случайных процессов, а именно построения распределений по двум параметрам: максимумам и минимумам, в процессе автоматической обработки опытных данных, например напряжений в различных металлических деталях машиностроительных конструкций.

Устройство устанавливается в стационарной лаборатории. Ввод исследуемой информации производится с помощью известного магнитографа.

Известны устройства для амплитудного анализа случайных процессов, с помощью которых производится определение асимметрии колебаний между моментами изменения знака производной сигнала, т. е. между всеми экстремумами (в том числе и локальными).

Данные обработки представляются в виде треугольной таблицы, которая накапливается с помощью электромеханических счетчиков.

К недостаткам известных устройств относятся следующие: данные, полученные в виде треугольной таблицы, содержат значительно меньше информации, чем в квадратной таблице; наличие электромеханических счетчиков предопределяет необходимость списывания их показаний вручную.

В предлагаемом устройстве величина размаха измеряется между максимумом-максиморумом и минимумом-миниморумом, которых достигает сигнал за время каждого ко5 лебания.

Это позволяет устранить из анализа размахи между локальными экстремумами, возникающими при наложении вредных помех, устранить которые с помощью известного уст10 ройства невозможно.

Накопление результатов в предлагаемом устройстве производится в электронном блоке памяти, позволяющем осуществить вывод информации на перфоратор для последующе15 ro ее ввода в ЭЦВМ.

Накопление данных в виде квадратной корреляционной таблицы позволяет при однократной обработке получить сразу четыре распределения различных параметров коле20 баний сигнала.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, которое включает в себя магнитограф

1, инвертор 2, селектор 3, содержащий амплитудный селектор 4 и нуль-орган 5, блок 6

25 выделения максимумов (пересчетную схему), блок 7 выделения минимумов, блок памяти 8 и блок 9 управления записью; на фиг. 2 приведена временная диаграмма работы устройства: 2, а — график исследуемого сигнала;

З0 2, б — импульсы блока 9 управления за362306 писью; 2,в — импульсы блока выделения максимумов; 2, г — минимумов.

Магнитограф 1 служит для записи и воспроизведения исследуемых процессов в виде электрического напряжения по методу частотной модуляции. Инвертор 2 содержит усилитель постоянного тока и два диода, подключенных на вход и выход усилителя. Лмплитудный селектор 4 блока 8 состоит из набора ячеек, каждая из которых настроена на определенный уровень срабатывания.

Ячейка включает два триггера — с одним и двумя устойчивыми состояниями. Нуль-орган

5 и блок 9 — триггеры с одним устойчивым состоянием. Блоки б и 7 выделения максимумов и минимумов включают в себя электронные ключи, управляемые блоком 9, и пересчетные схемы на триггерах. Блок памяти 8 представляет собой набор ферритовых ячеек, собранных на отдельных платах.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал (см. фиг. 2, а) в виде электрического напряжения поступает с магнитографа 1 на инвертор 2, в котором отрицательный полупериод изменяет полярность, а положительный полупериод проходит через диод без изменения. Таким образом, на вход селектора 8, т. е. амплитудного селектора 4 и нуль-органа 5, оба полупериода поступают в положительной полярности.

Ячейки амплитудного селектора срабатывают по мере нарастания величины входного сигнала (ступенчатая красивая на фиг. 2, a), В моменты пересечения сигналом очередного уровня ячейки вырабатывают импульсы (см. фиг. 2, в и г).

Сброс триггеров ячеек в исходное состояние производится нуль-органом 5 в моменты пересечения сигналом нулевого уровня.

Импульсы селектора поступают на входы блоков выделения максимумов и минимумов.

Электронные ключи этих блоков открываются поочередно нуль-органом блока 9, на который поступает сигнал непосредственно с магнитографа. Таким образом, на пересчетную схему блока б выделения максимумов поступают импульсы селектора за время положительного полупериода (см. фиг. 2, в), а на пересчетную схему блока 7 — за время отрицательного полупериода сигнала (см. фиг. 2,г).

Все ячейки блока памяти разбиты на десять групп по десять ячеек в каждой группе. Пересчетная схема блока б выбирает номер ячейки, а блока 7 — номер группы в соответствии с количеством импульсов, поступивших на эти блоки, и подключает соответствующие

5 шины блока памяти.

Например, для случая, изображенного на фиг. 2, максимуму соответствует шесть импульсов (см. фиг. 2,в), минимуму — четыре импульса (см. фиг. 2, г).

10 Команда на запись подается нуль-органом блока 9 в момент завершения полного колебания (положительный импульс на фиг. 2, б).

По выбранным шинам посылается импульс записи и в ячейку, стоящую на пересечении

15 открытых шин, добавляется единица к той информации, которая была ранее накоплена для данного сочетания экстремумов. Далее процесс измерения повторяется для каждого колебания. В результате обработки реализа20 ции достаточной длительности в блоке памяти накопятся данные прямоугольной корреляционной таблицы двух величин — максимумов и минимумов.

При однократной автоматической обработ25 ке одновременно получают четыре одномерных распределения, что значительно ускоряет процесс анализа.

С целью машинного определения статистических оценок, величины асимметрии или

30 других показателей данные таблицы выводятся через перфоратор на ЭЦВМ.

Предмет изобретения

35 Устройство для получения распределений экстремумов колебаний случайных процессов, содержащее магнитограф, селектор, выход ко торого соединен с первым входом блока выделения максимумов, выход которого соеди40 нен с первым входом блока памяти, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно дополнительно содержит инвертор, выход которого соединен со входом селектора, а вход подключен к маг45 нитографу и к дополнительно введенному блоку управления записью, выходы которого подключены соответственно ко второму входу блока выделения максимумов и к первому входу дополнительно введенного блока выде50 ления минимумов, второй вход которого соединен с выходом селектора, а выход подключен ко второму входу блока памяти.

362306

Фия. 2

Составитель Э. Сечина

Корректоры: Л. Бадылама и Н. Стельмах

Редактор Б. Нанкина

Техред Т. Миронова

Заказ 242/7 Изд. № 1019 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2