Измеритель дисперсии случайного процесса
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
равно времени измерения, и оно задается из справочника [3]. Принимаем его равным 0,05с., для данного дисперсиометра.
Так как у нас среднее время измерения равно 0,05с. (время усреднения), то время первого такта интегрирования равно:
с. (1.2),
где Tu - время измерения.
Для более точного расчёта примем с.
Примем, что одному вольту входного напряжения у нас соответствует Nx=100 импульсов, тогда так как максимальное время измерения Т1 =0,02с., то частота счётных импульсов поступивших со входа будет равно:
(1.3),
где fmin - минимальная частота входного сигнала.
(1.4)
Таким образом, частотный диапазон входного сигнала составляет: 5кГц - 50 кГц. Сигнал будет аналоговым постоянным. Общее входное сопротивление схемы примем из справочника равным 10 МОм. [5]
Большинство интеграторов основано на RC цепи, которую так же называют интегрирующей цепью. В нее входит резистор, с определенным сопротивлением и конденсатор, обладающий емкостью.
Зная частотный диапазон можно определить постоянную времени интегрирования:
(1.5)
где R - сопротивление резистора;
С - емкость конденсатора.
Так как в схеме помимо двух интеграторов находится и другие элементы, то для обеспечения общей погрешности ? = 0,01 , требуется, чтобы погрешность каждого интегратора не превышала значения ? = 0,001.
Погрешность интегрирования определяется из выражения:
(1.6),
где ti - длительность импульса, она равна максимальному времени измерения T1 = 0,02с.
Из выражения 1.6, зная погрешность интегрирования и длительность импульса, можно получить:
(1.7)
Подставив данные в выражение 1.7 , получим:
Таким образом постоянная времени интегрирования = 10.
Так как на вход интегратора подается сигнал с постоянным напряжением, то для этого сигнала справедливо выражение:
(1.8)
Из выражения 1.8 видно, что при RC = 10,
=.
Из всего этого можно сделать вывод, что при обеспечении погрешности интегрирования равной ? = 0,001 на интеграторе его выходное напряжениие будет в десять раз меньше, чем его входное напряжение. [2]
Процесс, реализуемый схемой дисперсиометра, будет являться стационарным неэргодическим, то есть это говорит о том, что вероятностные характеристики данного процесса не зависят от текущего времени, но зависят от номера реализации.
.3 Составление технического задания
Данное техническое задание составлено для разработки измерителя дисперсии случайного процесса, который используется в качестве вольтметра с двойным интегрированием.
.Наименование и область применения
.1Наименование изделия: Дисперсиометр
.2Область применения: измерение отклонений мгновенных значений напряжения от среднего значения.
.Основание для разработки
.1Основание для разработки: работа выполняется на основании задания на курсовую работу, утвержденного 17 февраля 2012 г.
.2Окончание работы: 23 мая 2012 г.
.3Тема разработки: Измеритель дисперсии случайного процесса
.4Руководитель Захаров М.Г.
.5Исполнитель Киреев А.Е.
.Цель и назначение разработки
.1Цель: разработка дисперсиометра соответствующего установленным параметрам и характеристикам.
.2Назначение: измерение дисперсии случайного процесса, то есть измерение отклонений мгновенных значений напряжения, взятого на определенном промежутке времени, от его среднего значения.
.Технические требования
.1Основные технические характеристики
вид входного напряжения: постоянное
диапазон входного напряжения: 1- 10 В;
общее входное сопротивление: 10 МОм.
частотный диапазон: 5кГц - 50кГц.
предел допускаемой погрешности: 1%
вид представления измерительной информации: цифровой
реализуемый процесс: стационарный неэргодический
время усреднения: 0,05 с.
.2 Рабочие условия эксплуатации:
температура окружающего воздуха: -10 - 50 С.
относительная влажность воздуха: не более 75%.
.3 Исполнение прибора В1 [4].
Список использованных источников
1.Б.Я. Авдеев, под ред. Е.М. Душина. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для ВУЗов: - 6-е изд., перераб. и доп., - Л.: Энергоатомиздат., 1978. - 480 с.: ил.
2.Гусев, В.Г. Электроника и микропроцессорная техника / В.Г. Гусев, Ю. М. Гусев. - М.: Высшая школа 1982 -495 с.
3.В.И. Тихонов. Нелинейные преобразования случайных процессов. - М.: Радио и связь, 1986. - 296 с.: ил.
4.ГОСТ 12997-84 Изделия ГСП. Общие технические условия [Текст]
.Цифровые интегральные микросхемы; Справочник. Минск. Беларусь, 1991 г.
.В.С. Кострома, В.Я. Яцкевич Электронные устройства в железнодорожной автоматике, телемеханике и связи. Методические указания по курсовому проектированию. Часть I. Разработка цифрового вольтметра.
Приложение А
Рисунок 1 - Структурная схема прототипа устройства