Budowa budżetu niepewności z zastosowaniem metody Monte Carlo do analizy właściwości algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów

• Autorzy: Krajewski M.

Warianty tytułu

EN

Construction of uncertainty budget using the Monte Carlo method for analysis of digital signal algorithm properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono sposób budowy budżetu niepewności pomiaru w oparciu o metodę Monte Carlo. Taki budżet umożliwia analizowanie właściwości metrologicznych dowolnych algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów. Zastosowanie proponowanej metody badań cyfrowych algorytmów zostało zilustrowane na przykładzie porównania właściwości dwóch algorytmów do wyznaczania wartości skutecznej napięcia sinusoidalnego.

EN

In many measuring systems there is the necessity of using the analog-digital processing of a measured signal which next is processed by an appropriate digital signal processing algorithm. In such systems all elements of the measuring circuit, including the algorithm, influence the measurement accuracy. The paper presents a new method of building the budget uncertainty, based on the Monte Carlo method. When developing this method there were applied recommendations for using the Monte Carlo method for determination of the measurement uncertainty, presented in the appendix to the Guide [4]. Such a budget allows analysing the metrological properties of any digital signal processing algorithms. Use of the proposed method of digital algorithms is illustrated on an example comparing properties of the algorithm DFT and DFT with the Hanning window to determine the effective value of a sinusoidal voltage. A high-accuracy sampling voltmeter HP3458A was used for measurements. The resulting uncertainty budget is given in Table 2. Summing up, construction of the budget uncertainty using the Monte Carlo method allows analysing the properties of an arbitrarily complex digital signal processing algorithm by comparing the individual uncertainties in the resulting budget. This makes it possible to test the algorithm sensitivity for individual sources of uncertainty, and also to determine the algorithm usefulness for a particular application. The use of the Monte Carlo method to create the uncertainty budget enables additionally determining the expanded uncertainty.

Słowa kluczowe

PL

budżet niepewności; metoda Monte Carlo; algorytmy cyfrowego przetwarzania sygnału

EN

uncertainty budget; Monte Carlo method; digital signal algorithms

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 9
• Strony: 770--772
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab. wzory

Twórcy

autor

Krajewski M.

• Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Metrologii Elektrycznej, ul. Ogrodowa 3b, 65-246 Zielona Góra,

Bibliografia

• [1] Novotny M., Sedlecek M.: RMS value measurement based on classical and modified digital signal processing algorithms. Measurement 41. 2008.
• [2] Dash P. K., Jena R. K., Panda G., Routray A: An Extended Complex Kalman Filter for Frequency Measurement of Distorted Signals. IEEE Trans. Instr. Meas., vol. 49, no. 4, August 2000.
• [3] Otomański P., Wilczyński G.: Analizator widma napięć w sieci elektroenergetycznej w ujęciu normatywnym. Pomiary Automatyka Kontrola, nr 9 bis, 2007.
• [4] Evaluation of measurement data - Supplement 1 to the “Guide to the expression of uncertainty in measurement” - Propagation of distributions using a Monte Carlo method. Joint Committee for Guides in Metrology 2008.
• [5] Dokument EA-4/02. Wyrażanie niepewności pomiaru przy wzorcowaniu. EA - Europejska Współpraca w dziedzinie Akredytacji. Grudzień 1999.
• [6] Krajewski M.: Analiza właściwości wybranych algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów w pomiarze zespolonego stosunku napięć. Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2010.