Устройство для повышения точности измерений
Владельцы патента RU 2601177:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П.Королева" (RU)
Изобретение относится к устройству для повышения точности измерений. Технический результат заключается в повышении точности измерения величин. Устройство состоит из блоков памяти, блока деления, тестового блока и блока умножения, характеризующееся тем, что в устройство дополнительно введен пульт оператора, состоящий из блока индикации информации, вход которого является входом устройства, и блока управления, один выход тестового блока подключен на вход блока индикации информации, выход которого подключен на вход блока управления, выходы которого через первый и второй блок памяти подключены на вход блока деления, выход которого подключен на вход третьего блока памяти, выход которого и второй выход тестового блока подключены на входы блока умножения, выход которого является выходом устройства. 3 ил.
Изобретение относится к обучающим системам и может быть использовано для профотбора, а также в области социально-экономических исследований.
Известны различные способы и устройства для сбора и обработки информации с помощью метода экспертных оценок.
Важнейшей проблемой является прогноз развития социально-экономического процесса. При сборе первичных данных в маркетинге самый распространенный метод сбора данных является опрос, а также метод экспертной оценки (см. Котлер Ф. Основы маркетинга. М.: Бизнес-книга, 1995).
Существует три метода прогнозирования: оценочные, экспертные, статистические.
Недостатком известных устройств является невысокая достоверность результатов измерений, обусловленная субъективной оценкой человеческого фактора.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существующих признаков и достигаемому результату является устройство для повышения точности результатов измерения, содержащее блоки сложения, умножения и деления, а также блок формирования тестового сигнала (см. Бромберг Э.М., Куликовский К.Л. Тестовые методы повышения точности измерений. - М.: Энергия, 1978, стр. 11-14, 52-59).
Однако в известных устройствах обеспечивается компенсация только части погрешности измерения.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является увеличение точности и упрощение процедуры измерения.
Указанная задача решается за счет того, что в устройство для компенсации погрешности измерения, состоящее из блока памяти, тестового блока, блока деления и блока умножения, дополнительно введен пульт оператора, состоящий из блока индикации информации, вход которого является входом устройства, и блока управления, один выход тестового блока подключен на вход блока индикации информации, выход которого подключен на вход блока управления, выходы которого через первый и второй блок памяти подключены на вход блока деления, выход которого подключен на вход третьего блока памяти, выход которого и второй выход тестового блока подключены на входы блока умножения, выход которого является выходом устройства.
При решении поставленной задачи создается технический результат, заключающийся в компенсации мультипликативной погрешности измерения.
Известно (см. Бромберг Э.М., Куликовский К.Л. Тестовые методы повышения точности измерений. - М.: Энергия, 1978, стр. 11-14, 52-59), что обобщенную характеристику измерительного процесса можно представить в виде
где х - измеряемая величина; у - выходная величина в процессе измерения; а…в - параметры измеряемой величины.
Под действием внешних и внутренних факторов на измерительный процесс, параметры, а...в изменяют свои значения, что приводит к погрешности измерения.
В общем случае при тестовых методах повышения точности измерений процесс состоит из нескольких тактов. Сначала измеряется основная величина, затем тесты, каждый из которых является некоторой функцией измеряемой величины х, результаты основного и дополнительного измерений формируют так называемый тестовый алгоритм, который позволяет обеспечить повышение точности результатов измерения того или иного процесса.
На практике наиболее часто встречающимися являются линейные трендовые модели вида У=ах,
где а - угол наклона измеряемой характеристики.
При различного рода воздействия на процесс измерения изменяется параметр а, что приводит к погрешностям измерения:
- изменение параметра а приводит к мультипликативной погрешности измерения.
Для уменьшения влияния этой погрешности на процесс измерения предлагается устройство с использованием тестовых методов повышения точности.
Суть работы устройства заключается в совершении ряда измерительных процедур с включением в алгоритм повышения точности заранее установленной тестовой величины Q, которая идентична измеряемому параметру х.
Запишем реальную прогнозную модель изменения цены в течение года x(t) на продукты питания (колбасные изделия) в виде
b - коэффициент, характеризующий скорость изменение цены продукта в течение времени (руб/год),
t - временной параметр (год).
Тренд изменение цены на продукты питания, построенный с помощью экспертной оценки У1(t), обладает мультипликативной погрешностью измерения, обусловленной человеческим фактором.
Пример конкретного выполнения устройства для повышения точности измерений
На фиг. 1 - схема устройства повышения точности измерения.
Устройство содержит: 1 - тестовый блок Q; 2 - пульт оператора ПО, состоящий из: 3 - блока индикации информации БИ и 4 - блока управления БУ; 5 первый блок памяти измеряемой величины БП1; 6 - второй блок памяти тестовой величины БП2; 7 - блок деления БД; 8 - третий блок памяти операции деления БП3; 9 - блок умножения БУ.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
1. На вход блока 3 пульта оператора поступает информация об измеряемой величине x(t). Эксперт дает экспертную оценку этой величины, которую с помощью БУ пульта управления записывает в блок памяти БП1.
где а - мультипликативная погрешность измерения тренда с помощью экспертных оценок.
2. На вход блока БИ пульта оператора поступает информации о тестовой величине Q. Эксперт дает экспертную оценку этой величины, которую с помощью БУ пульта оператора записывает в блок памяти БП2.
Полученный результат записываются в блок памяти БП2.
3. В блоке деления БД осуществляется операция деления уравнения (3) на уравнение (2), в результате чего мы компенсируем погрешность измерения, обусловленную коэффициентом - а. Полученный результат записывается в блок памяти БП3
4. Умножим уравнение (4) на тестовую величину Q, получим измеряемую величину без погрешности - а
Таким образом, компенсируя погрешность а, обусловленную неточностью экспертной оценки, мы повышаем точность измерения маркетингового исследования.
Сравнительные данные экспериментальной проверки точности измерений предлагаемого устройства.
Для проверки принципа работы «Устройства повышения точности измерений» разработана имитационная модель с помощью программы Mathcad (фиг. 2 - проверка работы способа повышения точности измерений). Проведены измерения реального тренда x(t) и тренда, полученного с помощью метода экспертной оценки У1(t, a, b), без компенсации погрешности измерения (фиг. 2).
Xr(t, a, b, Q) - тренд, полученный экспертным путем с помощью тестовых методов повышения точности результатов измерения (сплошная линия);
У1(t, a, b) - тренд, полученный методом экспертной оценки без компенсации погрешности измерения (точечная линия);
x(t) - реальный тренд (пунктирная линия).
Как видно из фиг. 2, возникла большая погрешность измерения - s (t, a, b, Q), расчеты которой приведены на фиг. 3 - относительная погрешность измерений.
При использовании предлагаемого устройства повышения точности измерений, позволяющего компенсировать эту погрешность, получен тренд - Xr(t, a, b, Q) (фиг. 2. сплошная линия), который практически не отличается от реального х(t) (пунктирная линия).
Проведенные исследования показали, что реальный тренд х(t) (пунктирная линия) и расчетный тренд, полученный экспертным путем с помощью тестовых методов повышения точности результатов измерения У1(t,а,b) (сплошная линия) практически идентичны. Тренд, полученный методом экспертной оценки без компенсации мультипликативной погрешности У1(t, a, b) (точечная линия), обладает большой погрешностью.
Устройство для повышения точности измерения, состоящее из блоков памяти, блока деления, тестового блока и блока умножения, характеризующееся тем, что в устройство дополнительно введен пульт оператора, состоящий из блока индикации информации, вход которого является входом устройства, и блока управления, один выход тестового блока подключен на вход блока индикации информации, выход которого подключен на вход блока управления, выходы которого через первый и второй блок памяти подключены на вход блока деления, выход которого подключен на вход третьего блока памяти, выход которого и второй выход тестового блока подключены на входы блока умножения, выход которого является выходом устройства.
