Подключение дифавтомата своими руками

Проводка должна быть обеспечена защитой от ситуаций, связанных с перегрузками и утечками тока. При этом прибегают к помощи защитного автомата и УЗО. Данную задачу можно решить, если использовать дифференциальный защитный автомат. Он как бы объединяет два прибора в один. Они даже расположены в одном корпусе. Чтобы прибор функционировал полноценно, его следует правильно подключить.

Условия подбора дифавтомата

Немаловажным моментом является экономическая сторона вопроса. Купить один прибор обойдется дешевле, чем приобретать два устройства. Наконец, потребуется лишь определение номинала автоматы защиты. УЗО встраивается по умолчанию в соответствии с необходимыми характеристиками.

К сожалению, не обошлось и без недостатков. Если из строя выйдет лишь какая-то часть прибора, то замене будет подлежать автомат полностью. Понятно, что это сопряжено с дополнительными расходами.

Далеко не все подобные автоматы снабжаются флажком, с помощью которого определяется причина срабатывания прибора, выяснение которой принципиально важно.

Читайте также статью ⇒ Как отличить узо от дифавтомата.

Характеристика и выбор дифференциального автомата

Поскольку прибор состоит из двух устройств, требуется вести учет характеристик каждого из них.

На схемах дифавтоматы обозначаются следующим образом:

Примеры обозначения дифференциальных автоматов, включенных в состав различных схем подключения

При выборе подходящей модели следует учитывать следующие характеристики:

1. Номинальный ток.

Под ним следует понимать величину максимального тока, которую в течение определенного времени выдерживает автомат, не теряя при этом своей работоспособности. Эта величина указана на панели корпуса. Она носит стандартный характер и находится в диапазоне от 6 до 63 А.

Аппараты малого номинала (10-16 А) устанавливают на осветительных линиях. Приборы со средним номиналом связаны с серьезным потребителем и группами розеток. Использование мощных устройств (40 А и выше) применяются на линиях ввода.

Совет №1: Подбор прибора следует осуществлять в соответствии с сечением кабеля.

2. Время и электромагнитный расцепитель.

Обозначение ведется латинскими буквами B, C, D. Определяет величину перегрузки, при которой отключится автомат.

На корпусе приборов указываются их основные технические характеристики и параметры работы

3. Категорийность, обозначаемая буквами, имеет следующую градацию:

• В – превышение тока в 3-5 раз;
• С – номинал превышен в 5-10 раз;
• D – превышение составляет 10-20 раз.

4. Величина номинального напряжения и частоты сети

Имеется ввиду специфика сети, для которой предназначается конкретный аппарат, проще говоря, 220 либо 380 В, частотой 50 Гц. Иных вариантов в розничной продаже просто не бывает:

Устройство может иметь двойную маркировку — 230/400 V. Это является свидетельством того, что он применяется, как на сети 220, так и 380 В. Если сеть трехфазная, то установка подобных устройств имеет отношение к розеточным группам. При одной фазе они связаны с отдельными потребителями.

Вводные дифавтоматы в трехфазных сетях должны иметь четыре вывода. По причине своих приличных габаритов спутать их с чем-то другим весьма проблематично.

5. Номинальный отключающий дифференциальный ток

Этот показатель связан с чувствительностью прибора по отношению к возникающим утечкам. Он определяет условия срабатывания защиты.

В бытовом плане проводят использование лишь двух номиналов:

• линия с одним мощным устройством;
• сочетание двух опасных факторов, связанных с электроэнергией и водой (посудомоечная машина).

Если речь идет о группе розеток и наружном освещении, то устанавливают дифавтоматы на 30 А. Местом их расположения является линия освещения. Они не монтируются внутри дома из соображений экономии.

6. Класс

Этот показатель характеризует тип тока утечки, от которого защищает устройство. Классность защиты определяется типом нагрузки. Техника, имеющая микропроцессоры подпадает под класс А. Линии, идущие на освещение или питание обычных устройств, имеют классность АС. Для частных домов и квартир установка устройств классности В проводится довольно редко, поскольку отсутствует потребность в «отлавливании» всех типов утечек тока.

Класыс S и G используются в многоуровневых схемах защиты. Их устанавливают на входах, если далее схема предполагает наличие других дифференциальных устройств.

Если сработает один из расположенных ниже по схеме приборов, входное устройство будет оставаться в работе.

7. Величина номинальной отключающей способности.

Если возникнет короткое замыкание, этот показатель определит величину тока, которую сможет отключить автомат. Все номиналы носят стандартный характер. Их диапазон составляет от 3000 до 10 000 А.

Учитывая этот тип, подбор автомата проводят в соответствии с расстоянием, на котором расположена подстанция. Если она находится на значительном удалении, то в квартире или доме устанавливают автомат на 6000 А. При близком расположении подстанции используют аппарат на 10 000 А.

Корпус снабжен квадратиком, в который заключена цифра, характеризующая это значение.

Величина рабочего отключения нанесена на корпус прибора и заключено в квадрат

8. Классность по токоограничению.

Ток становится максимальным при коротком замыкании через определенное время. Чем быстрее отключится питание, тем меньше шансов получить повреждение. Градация классности в этом плане выражается значениями от 1 до 3. Лучшим является третий класс. Он быстрее всех отключит линию. Несмотря на то, что цена на такие устройства самая высокая, они надежнее всех.

9. Характеристика температурного режима.

Практически все автоматы предназначаются для работы в помещении. Температурный разброс составляет от -5 до +35 градусов. Корпус таких приборов не имеет никакой, связанной с этим маркировки. Но есть и такие устройства, которые устанавливаются в щитках на улице. Температурный диапазон у них немного шире и составляет от -25 до +40 градусов. На корпус таких приборов нанесен специальный знак.

Подключение автомата

Обычно с подключением не возникает никаких сложностей. Крепиться автомат может разными способами, но наиболее распространенным вариантом является крепление на DIN-рейку. На ней имеются специальные выступы, которые и удерживают устройство:

Совет №2: Автомат следует подключать с помощью проводов, имеющих изоляцию. Выбор сечения определяется номиналом. Схема нанесена на корпус.

Проверка работоспособности выполняется после установки автомата. На корпусе имеется кнопку «Тест». После ее нажатия должно произойти срабатывание. Если этого не случилось, проверяется точность подключения. Если все сделано правильно, но срабатывания не происходит, то это свидетельствует о неисправности прибора.

Читайте также статью ⇒ Причины срабатывания дифавтомата.

Варианты схем

Схем существует достаточно много. Все они подходят для любых условий в плане удобства и безопасности. Наличие простых схем предполагает минимальные затраты. Они используются там, где присутствует минимум бытовой техники (дачный коттедж).

Самая простая схема

Используется тогда, когда нет необходимости в установке множества защитных устройств. Вполне достаточной будет установка лишь одного входного автомата. Другое устройство будет относиться к розеточным группам и осветительной линии.

Схема подключения дифференциального автомата, отличающаяся наибольшим удобством и простотой исполнения

Вариант с большей надежностью

Часто приходится ставить автомат применительно к помещениям «мокрой» группы (ванная). Здесь уже нужна большая безопасность.

Надежная схема, применяющаяся преимущественно для помещений с повышенным уровнем влажности

Селективный вариант

Разветвленная сеть предполагает еще более надежную дорогостоящую систему. Здесь устанавливаются автоматы с классностью S или G. В отношении каждой группы устанавливается отдельный автомат.

Подключение дифференциального автомата по селективной схеме для каждой группы нагрузок

Если отключится лишь одно какой-то один прибор, оставшиеся будут функционировать.

Ошибки при подключении и монтаже

Частой ошибкой является несоблюдение указанной в паспорте устройства схемы подключения.

Нередко встречается также и  ошибочное соединение нуля и защитного проводника за дифавтоматом.

Еще одной ошибкой является неполнофазное подключение, при котором фаза соединяется с устройством, а ноль подключается непосредственно к нулевой шине.

Также зачастую осуществляется подключение нулевой жилы к общей шине после автомата.

Ошибочным также является соединение нулей от различных автоматов в распределительной коробке.

Оцените качество статьи:

Как подключить дифференциальный автомат

 

Решить проблему защиты проводки от перегрузок и токов утечки можнопри помощи пары устройств — защитного автомата и УЗО. Но та же задача решается  дифференциальным защитным автоматом, который объединяет в одном корпусе оба эти устройства. О правильном подключение дифавтомата и его выборе и пойдет дальше речь.

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 327
Источник: https://stroychik.ru/elektrika/vybor-i-podklyuchenie-difavtomata

Разделы статьи

Конструктивные особенности дифференциальных автоматов

Как уже было сказано, установка в сеть дифавтомата позволяет обеспечить защиту от утечек электротока, перегрузок и сверхтоков КЗ. Этот прибор является комбинированным, и в его состав входят две основных составляющих:

• Защитный автомат с электромагнитным (катушка) и тепловым (биметаллическая пластина) расцепителями. Первый отключает питание линии при возникновении в ней короткого замыкания, а второй обесточивает сеть при появлении нагрузки, превышающей расчетную. АВ в дифавтоматах могут иметь 2 или 4 полюса, в зависимости от того, какую сеть они защищают – однофазную или трёхфазную.

• Устройство защитного отключения. В состав этого элемента входит реле, на которое при нормальном функционировании сети воздействуют магнитные потоки одинаковой силы, не давая разъединить линию. При возникновении утечки (ухода электричества в землю) равномерность потоков нарушается, в результате чего происходит переключение реле с обесточиванием линии.

Кроме АВ и УЗО, автомат имеет в своем составе дифференциальный трансформатор, а также электронный элемент усиления.

Блок: 2/9 | Кол-во символов: 1112
Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/kak-podklyuchit-difavtomat

Конструкция и принцип работы дифференциального выключателя

Все корпуса дифавтоматов изготавливаются с использованием не проводящих электрический ток материалов. На задней стенке модуля устанавливается защелка для крепления к DIN-рейки. Монтаж устройства выполняется так же, как и простого автоматического выключателя или УЗО. В однофазных сетях с напряжением 220 В устанавливаются двухполюсные модули с четырьмя контактами, для ввода и вывода фазных и нулевых проводников.

В трехфазных сетях с напряжением в 380 В используются четырехполюсные дифавтоматы с восемью контактами, для подключения входных и выходных проводников трех фаз и нейтрали.

Защиту цепей электропитания в дифференциальном автомате от КЗ и перегрузок по мощности выполняет встроенный блок автоматического выключения, состоящий из механизма расцепления электрических контактных площадок, который срабатывает на выключение подачи электроэнергии при превышении расчетного тока нагрузки. Кроме этого, модуль дифавтомата снабжен специальной рейкой ручного включения/выключения. Для защиты людей и животных от удара электрическим током предназначен второй блок дифавтомата, включающий в себя управляющий дифференциальный трансформатор с электромагнитной катушкой выключения устройства, мгновенно обесточивающей сеть при опасной разнице значений между входной и выходной величиной тока.

Дифференциальные автоматические выключатели с успехом используется как в трехфазных, так однофазных линиях передачи переменного электрического тока. Эти электротехнические изделия в значительной степени повышают безопасность эксплуатации различной бытовой техники и электроприборов. Но для того чтобы дифавтомат выполнял свои защитные функции, его необходимо правильно подключить к сети, соблюдая нормы ПУЭ (правил устройства электроустановок). Ниже мы рассмотрим схемы подключения дифференциальных защитных автоматов.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1869
Источник: https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/podklyuchenie-difavtomata.html

Как подключить дифавтомат

Начнем со способов монтажа и порядка подключения проводников. Все очень просто, никаких особых сложностей нет. В большинстве случаев монтируется он на динрейку. Для этого есть специальные выступы, которые удерживают устройство на месте.

Крепление на динрейку

Электрическое подключение

Подключение дифавтомата к электросети происходит проводами в изоляции. Сечение выбирается исходя из номинала.  Обычно линия (подвод питания) подключается в верхние гнезда — они подписываются нечетными цифрами, нагрузка — в нижние — подписываются четными цифрами.

Так как к дифференциальному автомату подключается и фаза и ноль, чтобы не перепутать, гнезда для «ноля» подписаны латинской буквой N.

Схема подключения дифавтомата обычно есть на корпусе

В некоторых линейках подключать линию можно и в верхние, и в нижние гнезда. Пример такого устройства на фото выше (слева). В этом случае на схеме пишется нумерация через дробь — 1/2 вверху и 2/1 внизу, 3/4 вверху и 4/3 внизу. Это и обозначает, что не имеет значения сверху или снизу подключать линию.

Подключение дифавтомата на распределительном щитке

Перед подключением линии с проводов снимают изоляцию примерно на расстоянии 8-10 мм от края. На нужной клемме слегка ослабляют крепежный винт, вставляют проводник, винт затягивают с достаточно большим усилием. ЗАтем провод несколько раз дергают, чтобы убедиться что контакт нормальный.

Проверка работоспособности

После того, как вы подключили дифавтомат, подали питание, необходимо проверить работоспособность системы и правильность установки. Для начала тестируем сам агрегат. Для этого есть специальная кнопка, подписанная «Test» или просто буквой T. После того, как перевели переключатели в рабочее состояние, нажимаем на эту кнопку. При этом устройство должно «выбить». Эта кнопка искусственно создает ток утечки, так что мы проверили работоспособность дифавтомата. Если сработки не было — надо проверить правильность подключения, если все верно, устройство неисправно

Если при нажатии кнопки «Т» дифавтомат сработал, он работоспособен

Дальнейшая проверка — подключение простой нагрузки к каждой розетке. Этим вы проверите правильность расключения розеточных групп. И последнее — поочередное включение бытовой техники, на которую заведены отдельные линии электропитания.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 2288
Источник: https://stroychik.ru/elektrika/vybor-i-podklyuchenie-difavtomata

Схемы подключения

Основное правило, которое должна учитывать любая схема подключения дифференциального автомата, гласит: АВДТ нужно подсоединять к фазам и нулевому проводнику исключительно той линии или ответвления, для защиты которой предназначен этот прибор.

Вводной автомат

Дифференциальный автомат в щитке в этом случае устанавливается на вводном проводе. Такая схема подключения дифавтомата получила свое название потому, что устройство защищает все группы и ветки сети, к которой оно подсоединено.

При подборе АВДТ для этой схемы необходимо учитывать все рабочие параметры линии, в том числе и потребляемую мощность. Такой способ подключения защитного устройства имеет ряд плюсов, к которым относятся:

• Экономия, поскольку на всю сеть устанавливается единственный автомат.
• Компактность, так как одно устройство не занимает в щитке много места.

Минусы этой схемы таковы:

• При возникновении нарушений в сети обесточивается вся квартира или дом.
• При любой неисправности на ее поиск и устранение уйдет много времени, поскольку нужно будет найти ветку, на которой произошел сбой, а также установить конкретную причину неполадок.

Наглядные схемы подключения дифавтоматов на видео:

Отдельные автоматы

Этот метод подключения предусматривает установку нескольких дифференциальных АВ. Установка дифавтомата производится на каждую отдельную ветку или мощный потребитель. Кроме того, дополнительный АВДТ ставится перед группой самих защитных устройств. К примеру, на осветительные приборы устанавливается один аппарат, на розеточную группу – другой, а на электроплиту – третий.

Преимуществом этого способа является максимальный уровень обеспечения безопасности, а также достаточно легкий поиск возможных неисправностей. Недостаток его – большие затраты, связанные с покупкой нескольких дифференциальных автоматов.

Блок: 4/9 | Кол-во символов: 1809
Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/kak-podklyuchit-difavtomat

Монтаж дифференциального автомата в распределительном щите

После выбора схемы подключения дифавтомата необходимо его правильно установить с интеграцией в электрическую сеть. Чаще всего, дифференциальный выключатель монтируется в распределительном щите, где установлен счетчик электроэнергии, но иногда набор модульных устройств устанавливают в дополнительной распределительной коробке, которая находится внутри помещения. В обеих случаях, правила и этапы подключения устройства одинаковы.

Технология монтажа дифавтомата, на первый взгляд, очень проста! Но даже такие работы можно выполнить с ошибками, о которых мы расскажем ниже.

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 716
Источник: https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/podklyuchenie-difavtomata.html

Устанавливаем изделие

После того как Вы определитесь со способом подключения, нужно переходить к не менее важному этапу – установочным работам. На самом деле установка диф автомата не представляет ничего сложного, главное делать все правильно и согласно инструкции. Чтобы читатели «Сам электрика» смогли быстро и без проблем установить дифавтомат в щитке, предоставляем следующую пошаговую инструкцию:

1. Осмотрите корпус на наличие дефектов и механических повреждений. Любая трещина в корпусе может стать причиной неправильной работы изделия.
2. Отключите электроэнергию в доме и убедитесь что напряжение в сети отсутствует, использовав индикаторную отвертку (либо мультиметр). О том, как проверить напряжение в розетке, мы рассказывали в соответствующей статье!
3. Установите дифавтомат на DIN-рейку, как показано на фото.
4. Зачистите изоляцию на подсоединяемых жилах, для этого рекомендуется использовать инструмент для снятия изоляции, который не повредит токоведущий контакт.
5. Подключите фазные и нулевые проводники, согласно схеме, в специальные разъемы на корпусе дифавтомата. Обращаем Ваше внимание на то, что вводные жилы обязательно должны крепиться сверху.
6. Включите электропитание и проверьте работоспособность устройства.

Вот и вся технология установки дифференциального автомата. Рекомендуем использовать продукцию только от известных производителей: Legrand (легранд), ABB, IEK и Dekraft (декрафт).

Также советуем Вам обязательно ознакомиться с ошибками при подключении, которые мы предоставили ниже.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 1504
Источник: https://samelectrik.ru/kak-podklyuchit-difavtomat.html

Основные ошибки подключения дифавтоматов

Иногда после подключения дифавтомата он не включается или вырубается при подключении любой нагрузки. Это значит, что что-то сделано не так. Есть несколько типичных ошибок, которые встречаются при самостоятельной сборке щитка:

• Провода защитного нуля (земля) и рабочего нуля (нейтраль) где-то объединены. При такой ошибке дифавтомат вообще не включается — рычаги не фиксируются в верхнем положении. Придется искать где объединены или перепутаны «земля» и «ноль».
• Иногда при подключении дифавтомата ноль на нагрузку или на ниже расположенные автоматы взят не с выхода устройства, а напрямую с нулевой шины. В таком случае рубильники становятся в рабочее положение, но при попытке подключить нагрузку, они моментально отключаются.
• С выхода дифавтомата ноль подается не на нагрузку, а идет обратно на шину. Ноль на нагрузку тоже берется с шины. В этом случае рубильники становятся в рабочее положение, но кнопка «Тест» не работает и при попытке включить нагрузку происходит отключение.
• Перепутано подключение ноля. С нулевой шины провод должен идти на соответствующий вход, обозначенный буквой N, который находится вверху, а не вниз. С нижней нулевой клеммы провод должен уходить на нагрузку. Симптомы аналогичны: рубильники включаются, «Тест» не работает, при подключении нагрузки происходит срабатывание.
• При наличии в схеме двух дифавтоматов перепутаны нулевые провода. При такой ошибке оба устройства включаются, «Тест» работает на обоих устройствах, но при включении любой нагрузки выбивает сразу оба автомата.
• При наличии двух дифавтоматов, идущие от них нули где-то дальше соединили. В этом случае оба автомата взводятся, но при нажатии на кнопку «тест» одного из них, вырубаются сразу два устройства. Аналогичная ситуация возникает при включении любой нагрузки.

Теперь вы не только можете выбрать и подключить дифференциальный автомат защиты, но и понять почему он выбивает, что именно пошло не так и самостоятельно исправить ситуацию.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 2011
Источник: https://stroychik.ru/elektrika/vybor-i-podklyuchenie-difavtomata

Что нужно помнить при подключении дифференциального автомата?

Независимо от того, в однофазную или трехфазную сеть подключается защитное устройство, при его установке должны соблюдаться нижеперечисленные правила:

• Питающие кабели следует подсоединять к верхней части прибора, а провода, идущие на потребители – к нижней. На корпусной части большинства дифференциальных АВ имеется принципиальная схема, а также обозначение разъемов.

Очень важно правильно подключить дифавтомат, поскольку неверное подсоединение проводников с высокой долей вероятности станет причиной сгорания устройства. Если кабели недостаточно длинны, их нужно заменить или нарастить. Как вариант – аппарат можно перевернуть на ДИН-рейке, но в этом случае можно запутаться по ходу дальнейшей установки.

• Необходимо соблюдать полярность контактов. Все защитные устройства в соответствии с международными стандартами имеют маркировку разъемов: для фазных – L, для нулевых – N. Подводящий кабель обозначается цифрой 1, а отводящий – 2. Если контакты будут подключены неправильно, то прибор, скорее всего, не сгорит, но при этом не будет реагировать на неполадки в сети.
• Во многих аппаратах схема подключения предусматривает подсоединение всех нулевых проводников к общей перемычке. Но в случае с дифференциальным АВ этого делать нельзя, иначе питание будет постоянно отключаться. Чтобы не вызвать сбоев в работе, нулевой контакт каждого дифавтомата следует соединять только с той веткой, которую он защищает.

Блок: 6/9 | Кол-во символов: 1474
Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/kak-podklyuchit-difavtomat

Видео по теме

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 55
Источник: https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/podklyuchenie-difavtomata.html

Кол-во блоков: 14 | Общее кол-во символов: 20080
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

1. https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/kak-podklyuchit-difavtomat: использовано 3 блоков из 9, кол-во символов 4395 (22%)
2. https://samelectrik.ru/kak-podklyuchit-difavtomat.html: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 4807 (24%)
3. https://stroychik.ru/elektrika/vybor-i-podklyuchenie-difavtomata: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 4626 (23%)
4. https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/podklyuchenie-difavtomata.html: использовано 4 блоков из 7, кол-во символов 6252 (31%)

10.08.2015, Ошибки при подключении дифавтоматов и УЗО — 2015 — Блог — Пресс-центр — Компания

Видеоблогер и профессиональный щитовик Дмитрий, ведущий авторский блог «Заметки электрика», подготовил видеоматериал, в котором рассказал о самых распространенных ошибках при подключении УЗО и дифференциальных автоматов. Автор подчеркивает, что от неправильного соединения проводов не застрахованы даже опытные электрики, не говоря о новичках. Отметим, что в качестве примера для видеообзора Дмитрий использовал дифференциальные автоматы от компании КЭАЗ. Это аппараты серии OptiDin VD63 с номинальным током 16А, характеристикой «С» и током уставки 30 (мА).

У дифавтомата OptiDin компании КЭАЗ конструктивно выполнено разделение при срабатывании токовой защиты (теплового и электромагнитного расцепителя), а также токов утечки. Если автомат отключился и зеленая рукоятка осталась в верхнем положении, то сработала защита от перегрузки или короткого замыкания в цепи. Если зеленая рукоятка тоже отключилась, то в цепи произошла утечка. Это очень удобно, так как сразу видна причина неполадки.

Если УЗО или дифавтомат подключен неправильно, то устройство не будет выполнять свои функции, начнет ложно срабатывать, либо игнорировать вероятные утечки и короткие замыкания.
Чтобы убедиться в исправности дифавтомата, нужно проверить его кнопкой «тест». Для этого взводим рычажки и наживаем на «тест». Аппарат должен отключиться.

Ошибка №1 — соединение нуля (N) и защитного проводника (РЕ) после дифавтомата или УЗО. Это самая распространенная ошибка при монтаже, когда рабочий ноль соединяют с защитным проводником (PE). Так обычно поступают электрики «старой закалки», выполняя таким образом зануление. В этом случае ток, прошедший через фазный полюс дифавтомата, будет меньше, чем ток, вернувшийся через нулевой полюс. При этом, часть тока пройдет через защитный проводник PE, что приведет к срабатыванию автомата. При таком подключении не удастся даже взвести рычажки, так как УЗО или дифавтомат будет сразу же отключаться, даже если в розетку ничего не включено.

Ошибка №2 — неполнофазное подключение дифавтомата. В таком случае фазу с выхода подключают на нагрузку (розетку), а ноль пропускают мимо, то есть проводят его к нулевой шинке (N). Тогда дифавтомат можно включить, но при малейшей нагрузке он сразу же отключится, ведь ток вначале пройдет через аппарат, но обратно он будет двигаться не через нулевой полюс, а по нулевой шине в сеть. При включении обычной лампочки дифференциальный автомат сразу отключится. Кнопка «тест» здесь будет работать.

Ошибка №3 — соединение нулевого провода (N) после дифавтомата с общей нулевой шиной. Здесь с УЗО уходит один фазный проводник, а к нулевой клемме ничего не подключено. При такой ошибке ноль подключают на нулевую шину, а с нее — на нагрузку, игнорируя нулевую клемму. В итоге УЗО или дифавтомат без проблем взводится, но кнопка «тест» не работает. При подключении нагрузки аппарат сразу же срабатывает.

Ошибка №4 — при подключении одного из полюсов дифференциального автомата. В данном примере приходящая фаза идет на входную клемму, а уходит — на розетку (нагрузку). Здесь все правильно, однако смысл ошибки в том, что при подключении полюсов меняются местами клеммы, и ноль попадает на нулевую шину и уходит с нее на выходную клемму вместо входного нуля. В результате оказывается, что нулевой полюс подключен сонаправлено по отношению к фазному полюсу. Здесь аппарат включается, но кнопка «тест» не работает. В таком случае при подключении любой нагрузки происходит срабатывание.

Ошибка №5 — соединение нулей (N) разных групп. Не менее распространенная ошибка, когда в щите установлены, например, два дифавтомата. При подключении фаз ошибки не возникло, но нулевую жилу одного кабеля подключили к выходу второго, а ноль второго — к выходу первого. Здесь нули получились перепутаны и подключены на соседние устройства. В таком случае дифавтоматы взводятся и кнопка «тест» работает, однако при включении нагрузки оба аппарата отключаются. То есть без нагрузки все функционирует нормально, но при подключении электрического прибора в любую из розеток, оба автомата отключаются, так как в каждом устройстве ток будет проходить только по одному полюсу, что и вызовет срабатывание.

Ошибка №6 — объединение нулей после двух дифавтоматов. Происходит, когда соединяют нули от двух аппаратов между собой. Такое случается при ошибочном соединении в распределительной коробке. Здесь кнопки «тест» работают по отдельности, но при заведении рычажков обоих аппаратов и нажатии «тест» на одном из них, срабатывают оба устройства. Если подключить нагрузку в любую из розеток, то дифавтоматы отключатся.

Также в данном материале автор обращает внимание, что с продукцией КЭАЗ он знаком долгое время через «легендарные» автоматы АП-50, а также АЕ-20 и ВА51-35. Он отмечает прекрасное качество изделий Курского электроаппаратного завода, но в OptiDin ВД63 выделяет небольшой недостаток в плане габаритов — он занимает в щитке 4 модуля, когда у конкурентов есть более компактные аналоги.

Перейти в каталог

как подключить, устройство, использование, советы электриков

Наличие защитной автоматики на вводе напряжения в квартиру или частный дом – это необходимость, продиктованная обеспечением безопасности. На прилавках магазинов сегодня можно найти разнообразные устройства, которые могут помочь в решении этого вопроса. Но зачастую люди не до конца понимают, для чего предназначено то или иное устройство, путая, к примеру, УЗО с другими видами защиты. Данная статья приоткроет завесу и объяснит, что такое дифференциальный автомат, как подключить подобное устройство, на что стоит обратить внимание при выборе.

Что собой представляет подобное защитное устройство

Дифференциальные автоматы устанавливаются в водных распределительных щитах и оберегают человека от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции на корпус бытового прибора, а также короткого замыкания. Это технически сложный прибор, который объединяет в себе свойства УЗО и автоматического выключателя. На упомянутых устройствах стоит остановиться подробнее, чтобы понять выполняемую ими работу.

Автоматический выключатель: устройство и принцип действия

Такое устройство предназначено для защиты домашней или промышленной электросети от перегрузки и короткого замыкания. Автомат состоит из соленоида и подвижного штока. При нормальной нагрузке напряжение на катушке удерживает шток в нейтральном положении. В случае короткого замыкания или перегрузки сети соленоид выталкивает шток, который размыкает контакт. В результате этого подача напряжения в помещения прекращается.

УЗО действует по совершенно иному сценарию. Через него проходят оба провода – фазный и нулевой. При подаче напряжения, ток на обоих жилах сбалансирован. В случае пробоя изоляции на корпус бытового прибора и прикосновении к нему человека, разность потенциалов изменяется, в результате чего автоматика срабатывает, отключая питание. Реакция УЗО на аварийную ситуацию моментальна, она составляет доли секунды, что позволяет защитить человека от наступления последствий поражения электрическим током.

Проблема устройства защитного отключения в том, что оно не реагирует на короткое замыкание. Именно поэтому УЗО устанавливают в паре с автоматическим выключателем. В противном случае при возникновении КЗ устройство просто сгорит, так и не отключив подачу электроэнергии на силовую сеть квартиры или частного дома, что может привести к плачевному результату.

Вопрос комплексной защиты можно решить иным способом, установив вместо пары «отсекатель/УЗО» дифференциальный автомат. Такое решение имеет как множество достоинств, так и недостатков, а значит, следует разобраться в этом подробнее.

Особенности дифференциальных автоматов и их принцип работы

Подобные защитные устройства способны отключить подачу электроэнергии на силовую сеть квартиры при перегрузке или коротком замыкании, но в то же время срабатывают и на утечку тока, по аналогии с УЗО. Трехфазные или однофазные дифференциальные автоматы обеспечивают комплексную защиту, направленную на предупреждение выгорания проводки и поражения человека при соприкосновении с поверхностями, оказавшимися под напряжением.

Для проверки работоспособности и качества обеспечиваемой защиты можно провести небольшой опыт. Ровно срезанный кабель, подключенный к обычному автоматическому выключателю, опускают в ведро с обычной водопроводной водой. При этом совершенно ничего не происходит, что неудивительно – солей в такой жидкости мало, полноценным проводником она стать не может. Далее кабель подключается через установленный дифавтомат. При опускании обрезанного края в воду происходит моментальная отсечка, устройство отключается. Этот опыт явно доказывает преимущество дифференциального автомата перед обычным.

Достоинства и недостатки подобных защитных устройств

Положительных качеств у подобного оборудования достаточно. АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока) значительно экономит место в распределительном щите. Особенно это важно, когда на ДИН-рейке в небольшом боксе необходимо уместить множество устройств. При применении АВДТ монтаж становится значительно проще – отсутствуют лишние провода и соединения. Качество защиты устройства также на довольно высоком уровне. Однако без недостатков тоже не обошлось.

Стоимость любого типа дифференциального автомата (однофазный или трехфазный, вводной или отдельный) значительна. Она превышает, к примеру, цену, которую придется заплатить за УЗО. При этом если АВДТ отключился, бывает сложно понять причину – перегрузка это, короткое замыкание или утечка тока. Конечно, на российском рынке сегодня предлагаются устройства со специальной индикацией, но стоимость их еще выше. Проблему составляет и поломка – при выходе из строя одного узла придется менять АВДТ целиком, в то время как при установке пары «автомат/УЗО» есть возможность поменять лишь один из элементов защиты.

Как подключить дифференциальный автомат в щитке: нюансы и часто допускаемые ошибки

При монтаже АВДТ неопытные домашние мастера довольно часто идут по неверному пути. В основном причиной этому становится недостаточный объем знаний по темам защитного заземления и зануления. Результатом будет беспричинное периодическое отключение автоматики.

Несмотря на отличия дифференциального автомата и УЗО, суть монтажа у этих устройств схожа. Если в процессе работы нейтраль соприкасается с заземлением, АВДТ расценивает это как утечку и отключает напряжение. Это очень важный момент, который нельзя упускать из виду. Дифференциальный автомат может срабатывать и при неправильной разводке домашней электросети, ошибках в монтаже розеток.

Порядок подключения: пошаговая инструкция

Если полностью понять суть алгоритма работ, то сложностей при их выполнении не возникнет. Перед тем как подключить дифференциальный автомат в щитке, напряжение необходимо снять, это обязательное условие. Убедившись в отсутствии тока при помощи индикаторной отвертки, можно приступить к монтажу. АВДТ устанавливается после прибора учета электроэнергии. Между ним и счетчиком дополнительная защита, как в случае с УЗО, не требуется. Убедившись, что маркировки на лицевой стороне не перевернуты, можно зафиксировать устройство на ДИН-рейке.

Контакты на корпусе дифавтомата отмечены литерами N (нейтраль) и цифрами 1, 2, 3 (если прибор однофазный, то только единицей). К верхним контактам АВДТ подходит ввод, снизу идет распределение по группам. Заземляющий провод не соприкасается с контактами, он тянется напрямую от шины в щите к главной распределительной коробке квартиры. Вот и ответ на вопрос, как правильно подключить дифференциальный автомат. Однако даже при безошибочном монтаже в работе АВДТ могут возникнуть сбои.

Почему дифавтомат отключается без видимой причины

Чаще всего проблема заключается в неправильном подключении розеток. Многие «умельцы» считают, что если поставить перемычку с нулевого контакта на заземляющий, дорогой бытовой прибор будет основательно защищен. Это довольно опасное заблуждение. Для того чтобы понять причину, остановимся немного подробнее на теории.

К розетке, в идеале, подходят три жилы – фаза, нейтраль и заземление. Последние две расключены в распределительном щите по всем правилам. Происходит пробой фазного провода на корпус бытового прибора. При соприкосновении человека с металлической поверхностью, оказавшейся под напряжением, ток устремляется по пути наименьшего сопротивления, через тело к земле. Именно это и создает утечку, которую улавливает дифференциальный автомат, моментально отключая подачу электроэнергии.

Теперь стоит рассмотреть, что происходит при соединении нулевого провода с заземляющим контактом. При отсутствии нагрузки на розетке никаких изменений АВДТ не улавливает, однако стоит включить в нее любой бытовой прибор, имеющий на вилке заземляющий контакт, как происходит повторение описанного выше – кратковременная небольшая утечка приводит к отсечке, электроэнергия отключается. Именно поэтому перед тем, как подключить дифференциальный автомат, стоит проверить разводку розеток, если их монтаж производился не самим домашним мастером.

Монтаж АВДТ без заземляющей шины

В распределительных щитах домов старой постройки редко можно встретить шину заземления. Это не мешает монтажу, но значительно повышает опасность поражения электрическим током. Перед тем как подключить дифференциальный автомат без заземления стоит подумать, есть ли смысл приобретать дорогостоящее устройство. Да, оно защитит от коротких замыканий, перегрузки и резких скачков напряжения, но с этим справится и обычный автоматический выключатель.

Если приобретен частный дом и контур заземления вокруг него отсутствует, ради собственной безопасности и для защиты бытовой техники имеет смысл его оборудовать. Много времени это не займет, да и здоровье близких дороже. Для многоквартирных домов такое тоже возможно, но сопряжено с некоторыми трудностями при согласовании.

Обычный и раздельный монтаж АВДТ: отличия

В зависимости от количества потребителей и влажности в помещении, где устанавливается распределительный щит, применяют разные типы подключения. Если квартира небольшая и нагрузка на электросеть невелика, монтаж производится обычным способом – дифференциальный автомат устанавливается после прибора учета электроэнергии и отвечает за защиту всех групп. Однако этого не всегда достаточно.

Так как подключить дифференциальные автоматы, если потребляемая мощность велика или влажность в помещении повышена? В этом случае придется приобрести несколько защитных устройств, установив каждый на отдельную группу. Схема подключения такова. Питание распределяется по группам, к примеру:

1. Кухонные бытовые приборы.
2. Спальня и прихожая.
3. Гостиная и детская.

При таком расключении потребуется 3 дифавтомата, питание к которым подключается после счетчика в параллель. От каждого из них, в этом случае, будет отходить отдельная линия. Подобная установка дифавтоматов увеличивает финансовые затраты, но значительно улучшает защитные характеристики всей схемы.

Среди специалистов ведется достаточно много споров о рациональности применения дифференциальных автоматов. Но иногда у мастера просто нет другого выхода – места в распределительных шкафах не всегда достаточно. Можно отметить одно – приобретая подобное защитное оборудование, не стоит стараться приобрести что-то подешевле. Лучше отдать предпочтение более дорогим изделиям известных фирм-производителей, которые зарекомендовали себя на российском рынке с положительной стороны.

В заключение темы

Установка защитной автоматики необходима, спорить с этим утверждением бессмысленно. Но следует понимать, что все действия надо выполнять, соблюдая правила и технику безопасности. Если внимательно разобраться с вопросом, как подключить дифференциальный автомат лишь один раз, впоследствии никаких сложностей подобная работа не вызовет. Главное – это правильный выбор защитного устройства. Если домашний мастер с ним не ошибся, АВДТ прослужит долгое время, исключив саму возможность возникновения аварийных и опасных ситуаций.

Дифференциальное машинное обучение

AAD произвел революцию как в машинном обучении, так и в финансах. В ML, где это называется обратным распространением, это позволило обучить глубокие нейронные сети (NN) за разумное время и обеспечить последующий успех, например, компьютерное зрение или обработка естественного языка. В сфере финансов AAD вычисляет огромное количество дифференциальной чувствительности с аналитической точностью и удивительной скоростью, обеспечивая мгновенную калибровку модели и отчеты о рисках сложных торговых книг в реальном времени.

AAD сделал дифференциалы доступными в финансовой сфере, открыв мир возможностей, о которых мы только прикоснулись.Отчеты о рисках в реальном времени — это только начало.

Вспомните , как мы составляем отчеты о рисках Монте-Карло. Сначала мы вычисляем путевых дифференциалов , чувствительности (адекватно сглаженных) выплат (суммы денежных потоков) по рыночным переменным, путь за путем между симуляциями, см. Этот учебник для обновления. Затем мы усредняем чувствительности по путям Монте-Карло, чтобы составить отчет о рисках, сворачивая большого объема информации в агрегированные метрики.Например, рассмотрим европейский колл с дельта-хеджированием. Отчет о рисках показывает только нулевую дельту, с этой точки зрения это может быть пустая книга. Но до того, как превратилось в отчет о рисках, путевые дифференциалы измеряли нелинейное влияние базовой цены на конечный результат в большом количестве сценариев . Это огромный объем информации, из которого мы можем, например, извлекать основные факторы риска в течение срока действия транзакции , определять статические хеджирования и измерять их эффективность или изучать функцию ценообразования и риска состояний рынка на будущие даты .

В Danske Bank, где AAD был полностью внедрен в производство на раннем этапе, анализируемая чувствительность сложных торговых книг легко доступна для исследования и разработки улучшенных стратегий управления рисками. Superfly analytics, отдел количественных исследований Danske Bank, инициировал крупный проект по обучению нового поколения моделей машинного обучения методам поэтапной дифференциации для изучения эффективных функций ценообразования и управления рисками. Обученные модели способны вычислять функции стоимости и рисков состояния рынка с почти аналитической скоростью, эффективно решая вычислительную нагрузку отчетов о рисках на основе сценариев, бэктестинг стратегий хеджирования или правил, таких как XVA, CCR, FRTB или SIMM-MVA.

Как и ожидалось, мы обнаружили, что модели, обученные на дифференциалах с соответствующими алгоритмами, значительно превосходят существующие методологии машинного обучения и глубокого обучения (DL).

Мы опубликовали подробное описание в рабочем документе вместе с численными результатами и огромным количеством дополнительного материала (математические доказательства, детали практической реализации и расширения для других моделей машинного обучения, кроме NN) в онлайн-приложениях. Мы также разместили простую реализацию TensorFlow в сопутствующем репозитории GitHub.Вы можете запустить его в Google Colab. Не забудьте включить поддержку GPU в меню Runtime.

В качестве простого примера рассмотрим 15 акций в коррелированной модели Башелье. Мы хотим узнать цену опциона на корзину в зависимости от 15 акций. Конечно, правильное решение известно в закрытой форме, поэтому мы можем легко измерить производительность. Мы обучили стандартную модель DL на м смоделированных примерах с начальным состоянием X (вектор в размерности 15) вместе с выплатой Y (действительное число), a la Longstaff-Schwartz.Мы также обучили модель дифференциала DL на обучающем наборе , дополненном путевыми дифференциалами Z = dY / dX, , и проверили производительность по правильной формуле на независимом наборе данных.

Дифференциальное обучение обучается с поразительной точностью на небольших наборах данных, что делает его применимым в реальных ситуациях. Результаты переносятся на транзакции и имитационные модели или произвольную сложность. Фактически, улучшение от дифференциального ML значительно возрастает со сложностью.Например, мы смоделировали денежные потоки набора неттинга Danske Bank среднего размера, включая одно- и кросс-валютные свопы и свопции в 10 различных валютах в собственной модели XVA Danske Bank, где процентные ставки моделируются с помощью четырехфакторной многофакторной модели с шестнадцатью состояниями. Модель Cheyette для каждой валюты и сравнила производительность стандартной модели DL, обученной на 64k путях, с дифференциальной моделью, обученной на 8k путях. Очевидно, у нас нет закрытой формы для сравнения, вместо этого мы запустили вложенных симуляций за ночь в качестве справки.На диаграмме ниже показана производительность на независимом наборе тестов с правильными (вложенными) значениями по горизонтальной оси и прогнозами обученных моделей машинного обучения по вертикальной оси.

Мы видим, что дифференциальное машинное обучение обеспечивает высокое качество аппроксимации небольших наборов данных, что немыслимо со стандартным машинным обучением даже на гораздо больших обучающих наборах. Правильная артикуляция AAD и ML дает нам неоправданно эффективное приближение цены в реалистичное время.

Кроме того, основная идея очень проста, и ее реализация очевидна, как это видно на ноутбуке TensorFlow.

Обученная нейронная сеть аппроксимирует цену в своем выходном слое путем прямого вывода из переменных состояния во входном слое. Градиент цены относительно состояния эффективно вычисляется методом обратного распространения ошибки. Сделав backprop частью сети , мы получим сеть twin , способную прогнозировать цены вместе с греками.

Все, что осталось, — это обучить двойную сеть предсказывать правильные цены и Greeks путем минимизации функции стоимости, объединяющей ошибки предсказания на значениях и дифференциалах , по сравнению с дифференциальными метками , a.к.а. путевые дифференциалы, вычисленные с помощью AAD:

Дифференциальная тренировка накладывает штраф на неверных греков точно так же, как традиционная регуляризация, такая как Тихонов, способствует малым весам. В отличие от обычной регуляризации, дифференциальный ML эффективно снижает переоснащение , не внося смещения . Чтобы убедиться в этом, рассмотрим тренировку только на дифференциалах. Мы доказываем в математическом приложении, что обученная модель сходится к приближению со всеми правильными дифференциалами, т.е.е. правильная функция ценообразования по модулю аддитивной константы. Следовательно, нет компромисса смещения и дисперсии или необходимости настраивать гиперпараметры путем перекрестной проверки. Просто работает.

Дифференциальное машинное обучение больше похоже на расширение данных , которое, в свою очередь, можно рассматривать как лучшую форму регуляризации. Расширение данных применяется последовательно, например в области компьютерного зрения с подтвержденным успехом. Идея состоит в том, чтобы создать несколько изображений с метками из одного, например путем кадрирования, масштабирования, поворота или перекраски.В дополнение к расширению обучающего набора с незначительными затратами, увеличение данных учит модель машинного обучения важным инвариантам. Точно так же ярлыки производных не только увеличивают объем информации в обучающем наборе за очень небольшую стоимость (при условии, что они вычисляются с помощью AAD), но также обучают модели машинного обучения модели и функций ценообразования.

Рабочий документ: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3591734

Репозиторий

Github: https://github.com/differential-machine-learning

Об авторах

Антуан Савин и Брайан Хьюдж являются сотрудниками Superfly Analytics в Danske Bank, получившего награду RiskMinds 2019 за выдающиеся достижения в области управления рисками и моделирования.

До прихода в Danske Bank в 2013 году Антуан занимал несколько руководящих должностей в области количественных финансов, включая главу отдела исследований в BNP-Paribas. Он также преподает волатильность и вычислительные финансы в Копенгагенском университете. Он наиболее известен своей работой над волатильностью и ставками, и он оказал влияние на широкое распространение сценариев движения денежных средств в финансах. В Danske Bank Антуан написал книгу об AAD вместе с Wiley и был одним из основных участников банковской системы XVA, получившей награду «Внутренняя система года 2015» за риски.

Брайан работает в количественном исследовании Danske Bank с 2001 года и внес очень заметный вклад в количественные финансы с Йеспером Андреасеном, включая культовый ZABR: расширение для масс или метод интерполяции волатильности LVI в сочетании с алгоритмом случайной сетки, победителем конкурса Quant of of награда за 2012 год за риски. Все эти алгоритмы реализованы в Superfly, собственной платформе управления рисками Danske Bank, и используются каждый день для управления торговыми книгами банка.

Антуан и Брайан имеют докторскую степень по математике Копенгагенского университета. Они регулярно выступают на мероприятиях QuantMinds и RiskMinds.

Двигатели | Двигатель Бэббиджа

Двигатели

Чарльз Бэббидж (1791–1871), пионер компьютеров, разработал два класса двигателей: разностные двигатели и аналитические двигатели.Разностные машины называются так из-за математического принципа, на котором они основаны, а именно метода конечных разностей. Прелесть метода в том, что он использует только арифметическое сложение и устраняет необходимость умножения и деления, которые сложнее реализовать механически.

Разностные двигатели — это строго калькуляторы. Они вычисляют числа единственным способом — путем многократного сложения по методу конечных разностей. Их нельзя использовать для общих арифметических расчетов.Аналитическая машина — это гораздо больше, чем просто калькулятор, и она отмечает прогресс от механизированной арифметики вычислений к полноценным вычислениям общего назначения. На разных этапах развития его идей было как минимум три дизайна. Так что говорить об Аналитических машинах во множественном числе строго правильно.

Обнаружение двоичных, десятичных чисел и ошибок

Вычислительные машины Бэббиджа — десятичные цифровые машины. Они являются десятичными в том смысле, что используют знакомые десять чисел от «0» до «9», и являются цифровыми в том смысле, что только целые числа распознаются как действительные.Числовые значения представлены шестеренками, и каждая цифра числа имеет свое собственное колесо. Если колесо останавливается в положении, промежуточном между целочисленными значениями, значение считается неопределенным, и двигатель рассчитан на заклинивание, чтобы указать, что целостность расчета была нарушена. Замедление — это форма обнаружения ошибок.

Бэббидж рассматривал возможность использования систем счисления, отличных от десятичной, включая двоичную, а также систему счисления 3, 4, 5, 12, 16 и 100. Он остановился на десятичной системе из соображений технической эффективности — чтобы уменьшить количество движущихся частей — а также для их повседневное знакомство.

Разница Двигатель № 1

Бэббидж начал в 1821 году с разностной машины № 1, предназначенной для вычисления и табулирования полиномиальных функций. Конструкция описывает машину, которая автоматически вычисляет ряд значений и выводит результаты в таблицу. Неотъемлемой частью концепции дизайна является печатающее устройство, механически связанное с вычислительной секцией и являющееся неотъемлемой частью ее. Разностная машина № 1 — это первая законченная разработка для автоматической вычислительной машины.

Время от времени Бэббидж менял мощность двигателя.На схеме 1830 года изображена машина, рассчитывающая с шестнадцатью цифрами и шестью порядками разницы. Для Engine потребовалось около 25 000 деталей, поровну разделенных между вычислительной секцией и принтером. Если бы он был построен, он весил бы около четырех тонн и был около восьми футов в высоту. Строительство двигателя было остановлено в 1832 году из-за спора с инженером Джозефом Клементом. Государственное финансирование было окончательно прекращено в 1842 году.

Аналитическая машина

Когда строительный проект застопорился и освободился от гаек и болтов детальной конструкции, Бэббидж задумал в 1834 году более амбициозную машину, позже названную Analytical Engine, универсальную программируемую вычислительную машину.

Аналитическая машина обладает многими важными функциями, присущими современным цифровым компьютерам. Его можно было программировать с помощью перфокарт, идея заимствована из жаккардового ткацкого станка, который использовался для ткачества сложных узоров на тканях. Механизм имел «Хранилище», где можно было хранить числа и промежуточные результаты, и отдельную «Мельницу», где выполнялась арифметическая обработка. Он имел внутренний репертуар из четырех арифметических функций и мог выполнять прямое умножение и деление. Он также был способен выполнять функции, для которых у нас есть современные названия: условное ветвление, цикл (итерация), микропрограммирование, параллельная обработка, итерация, фиксация, опрос и формирование импульсов, среди прочего, хотя Бэббидж нигде не использовал эти термины.Он имел множество выходных документов, включая распечатку на бумаге, перфокарты, построение графиков и автоматическое создание стереотипов — лотки из мягкого материала, в которые впечатывались результаты, которые можно было использовать в качестве форм для изготовления печатных форм.

Логическая структура аналитической машины была по существу такой же, как и та, которая доминировала в компьютерном дизайне в электронную эпоху — отделение памяти («Магазин») от центрального процессора («Мельница»), последовательная работа с использованием «цикл выборки-выполнения», а также средства для ввода и вывода данных и инструкций.Назвать Бэббиджа «первым компьютерным пионером» — не просто дань уважения.

Новый двигатель отличия

Когда новаторская работа над аналитической машиной была в основном завершена к 1840 году, Бэббидж начал рассматривать новую разностную машину. Между 1847 и 1849 годами он завершил разработку разностной машины № 2, улучшенной версии оригинала. Этот механизм вычисляет числа длиной тридцать одну цифру и может табулировать любой многочлен до седьмого порядка. Конструкция была элегантно простой и требовала всего лишь около трети деталей, требуемых в разностном двигателе No.1, обеспечивая при этом аналогичную вычислительную мощность.

Модель

Difference Engine № 2 и аналитическая машина имеют одинаковую конструкцию для принтера — устройства вывода с замечательными характеристиками. Он не только производит печатную копию чернильной распечатки на бумаге в качестве контрольной копии, но также автоматически стереотипирует результаты, то есть впечатляет результаты на мягком материале, например, на гипсе, который может использоваться в качестве формы, из которой может быть использована печатная форма. сделал. Аппарат автоматически набирает результаты и допускает программируемое форматирование i.е. позволяет оператору предварительно настроить расположение результатов на странице. Изменяемые пользователем функции включают переменную высоту строки, переменное количество столбцов, переменные поля столбцов, автоматический перенос строк или перенос столбцов и оставление пустых строк через каждые несколько строк для удобства чтения.

Физическое наследие

За исключением нескольких частично завершенных механических сборок и тестовых моделей небольших рабочих секций, ни один из проектов Бэббиджа не был полностью реализован физически при его жизни.Основная сборка, которую он завершил, была одна седьмая разностного двигателя № 1, демонстрационного образца, состоящего из примерно 2000 деталей, собранных в 1832 году. Он работает безупречно по сей день и является первым успешным автоматическим вычислительным устройством, воплощающим математические правила в механизме. Небольшая экспериментальная часть аналитической машины строилась во время смерти Бэббиджа в 1871 году. Многие из небольших экспериментальных сборок уцелели, как и исчерпывающий архив его чертежей и записных книжек.

Проекты огромных механических вычислительных машин Бэббиджа считаются одним из поразительных интеллектуальных достижений 19 ^-го -го века. Лишь в последние десятилетия его работа была подробно изучена, и масштабы того, чего он достиг, становится все более очевидным.

История дифференциального двигателя Пера-Георга и Эдварда Шойца

Дифференциальный двигатель Пера-Георга и Эдварда Шойца

Швед Пер Георг Шойц (см. Биографию Пера Георга Шойца) (1785–1873) был замечательным человеком — юрист, переводчик и изобретатель.Когда он прочитал описание дифференциального двигателя Бэббиджа в 1834 году, он решил построить такую ​​машину. И, несмотря на то, что он не был математиком (как Бэббидж), он не был инженером, у него не было денег, и он жил в стране, которая сильно отставала от Англии в технологическом отношении. зрения, тем не менее ему это удалось. Ему (со своим сыном Эдвардом) удалось построить первый работоспособный дифференциальный двигатель и первую в мире печатную вычислительную машину.

Шойц впервые узнал о Чарльзе Бэббидже и его машине, когда он начал переводить несколько глав из очень успешной книги Бэббиджа «Экономика машин и производств » для своего журнала для Manufakturer och Hushållning в 1832 году. Из этой книги Шойц узнал также о методике составления математических таблиц с использованием «метода разностей». Заинтригованный этим рассказом в «Экономике Бэббиджа», Шойц обнаружил более подробное обсуждение машины Бэббиджа, которое появилось в июльском номере журнала Edinburgh Review за июль 1834 года, в котором автор статьи «Счетная машина Бэббиджа», ирландский популяризатор естествознания Дионисий Ларднер (1793–1859) рассмотрел набор из семи публикаций, относящихся к машине, от отчетов Бэббиджа за 1822 и 1823 годы до отчета комитета Королевского общества за 1829 год.Ларднер не только представил набросок нескольких основных таблиц, созданных за предыдущие пятьдесят лет, используя их, чтобы проиллюстрировать сложность и важность создания большого количества безошибочных копий, но также описал в относительно нетехнической манере работу машины и Концепция механической записи Бэббиджа.

После более подробного ознакомления с вычислительной техникой и конструкции разностной машины Бэббиджа , в начале 1837 года Шойц построил несколько предварительных моделей из дерева, картона и проволоки, которые, казалось, подтверждали эту точку зрения.Летом того же года его сын Эдвард, студент Технологического института в Стокгольме, попросил и получил разрешение отца расширить грубую модель разностного двигателя и изготовил металлическую версию. К концу лета Эдвард настолько продвинулся в своей работе, что казалось вполне возможным создать двигатель в сборе. Успехи Эдварда достаточно обрадовали его отца, поэтому 3 октября 1837 года он отправил длинное письмо в Королевскую академию наук.В нем он заявил, что открыл более простую и дешевую конструкцию для разностного механизма, чем Бэббидж, и предложил построить такой улучшенный механизм, который, включая блок печати стереотипов, будет в 19 раз меньше, чем у Бэббиджа! В то время как в 1829 году двигатель Бэббиджа стоил 15000 фунтов стерлингов, «он все еще оставался незавершенным», Шойц (как он утверждал) смог построить двигатель для 20000 риксдаллерских банок (около 1638 фунтов) в течение максимум одного-двух лет. Академия отказалась поддержать запрос, потому что это будет стоить «слишком дорого для такой страны, как Швеция, с ее ограниченными ресурсами».

Эдвард и его отец продолжали свои усилия, несмотря на этот первоначальный отказ. Работа продвигалась медленно из-за отсутствия хороших инструментов и денег. Эдвард продолжал возиться с моделью, в то время как старший Шойц пытался получить финансовую поддержку. В 1838 году Георг попытался продать машину во Франции, но безуспешно. К 1840 году у них уже была пятизначная машина, которая вычисляла один порядок разностей. В течение следующих двух лет машина была увеличена для вычисления различий до трех порядков.В начале 1843 года печатный механизм был завершен. При правильной интеграции печатного компонента летом полная модель машины была готова к испытаниям. В том же 1843 году для проверки машины была приглашена комиссия Шведской королевской академии наук. Ниже приводится часть их заявления:
Нижеподписавшиеся берут разрешение на составление следующего заявления относительно счетно-печатной машины, которую им было предложено осмотреть и которая была разработана аудитором г-ном.Георга Шойца и доведен до законченной формы его сыном Эдвардом Шойцем, студентом Королевского технологического института, который также изобрел несколько важных частей машины.
Общая цель машины состоит в том, чтобы предоставить решение той же проблемы, для которой была разработана английская вычислительная машина, построенная Бэббиджем, а именно для представления в табличной форме и печати в стереотипах последовательных членов арифметических рядов. Таким образом, его можно использовать для построения таблиц, в которых разница определенного порядка становится постоянной.Рассматриваемая машина состоит из трех частей:
1-я — Вычислительный блок . Это, конечно, не может иметь дело с арифметическими рядами более высокой степени, чем третья, и не может дать полных терминов, где требуется более пяти цифр, но в природе механизма нет ничего, что препятствовало бы расширению его производительности. для включения серий произвольной степени и членов с любым необходимым количеством цифр. Для этого необходимо только поставить дополнительные детали машин, аналогичные уже имеющимся, т.е.е. высота и длина машины увеличены. В своем нынешнем состоянии он [sic], тем не менее, может при определенных обстоятельствах печатать 10-значные числа. Последние пять цифр уже указаны правильно, и при условии, что члены не растут слишком быстро, шестая вместе со всеми цифрами слева от нее увеличивается на 1 или, альтернативно, несколько последующих членов становятся постоянными. Этот механизм машины был снабжен другим устройством, которое позволяло отображать недостающие цифры в терминах, превышающих 99999.В нашем присутствии были правильно представлены конкретные термины для пяти различных серий третьей степени, предоставленных нами. Здесь можно заметить, что в случае убывающего ряда машина давала не сами отрицательные члены, а их дополнения относительно 100000. Однако, если машина останавливается на том члене, где ряд изменяется с положительного на отрицательный, а дополнения на различия, возникающие с этого момента, вставляются, в результате возникают отрицательные термины, а не их дополнения.
2nd — Печатный блок. Каждый член, передаваемый вычислительным блоком, представлен в виде напечатанных цифр, расположенных рядами рядом друг с другом, как в печатной таблице, и строки сразу же печатаются на каком-либо материале, что позволяет делать гальванопластические или стереотипные копии. Печать выполняется с помощью обычного принтера, который, однако, в случае более крупной машины или когда цифры должны быть напечатаны на меди, потребует, чтобы она была сделана из стали или другого твердого металла, а строки должны быть установлены с большой точностью, один под другим в одном вертикальном столбце.В ходе проведенного теста цифры были напечатаны тонким слоем свинца.
3-й — Нумератор . Блок печати объединен с другим механизмом, который перед каждым термином печатает соответствующий ему аргумент.
Машина управляется поворотом ручки, с помощью которой без каких-либо дополнительных мер можно выполнять как расчет, так и расположение и печать цифр и строк. В своем нынешнем виде он занимает корпус 2 фута 8 дюймов в длину, 2 фута в ширину и 8 дюймов в высоту.При размещении на столе, достаточно большом, чтобы поддерживать его, его могут поднимать и перемещать вместе со столом два человека.
Наконец, можно отметить, что машина, будучи просто моделью, была построена без доступа к тем механическим инструментам, которые требуются для более точной работы с металлом, и поэтому она не обладает тем совершенством, которое характерно для крупномасштабной модели, разработанной для реального использования и выполненный в более благоприятных обстоятельствах, будет и должен обладать. Тем не менее, в своем нынешнем виде он способен оценивать определенные классы математических формул, когда задействованные переменные получают постоянно возрастающие определенные значения.

Разностный двигатель Scheutz (статья на первой полосе в The Illustrated London News в 1855 году)

Вышеупомянутое заявление научного комитета подтвердило концептуальную и технологическую надежность предложенной машины. Чтобы превратить работающую модель в товарный продукт, оставалось поддерживать капитал. Это было не по силам Шойцам. Попытки Георга Шойца найти покупателя на полноразмерную машину за рубежом (в Англии и Франции) постоянно терпели неудачу.В 1844 году он снова подал заявку на грант в размере 10000 риксдаллеров от шведской короны на создание полномасштабной модели. Но академия, свидетельствуя о физической возможности создания такой машины, не была готова гарантировать от ее постройки преимущества для нации, соизмеримые с затратами. Не имея уверенности в том, что создание механизма различий будет в национальных интересах, правительство отклонило просьбу Шойца, и модель бездействовала в течение нескольких лет.

В 1851 году Георг Шойц снова обратился к короне, на этот раз за меньшим размером в 3333 риксдаллера.И снова неудача, в короне отказано из-за нехватки средств. Однако на этот раз Шведская королевская академия наук одобрила их, и шведский парламент (сейм) выдвинул 5 000 риксдаллер при условии, что изобретатели завершат проект к концу 1853 года. В противном случае деньги придется вернуть.

В отличие от Бэббиджа, Шойцы были в высшей степени практичной парой, и Табулирующая машина , как они ее называли, была завершена по графику (хотя и не в рамках бюджета и подвержена ошибкам).Первая машина, которая была готова в октябре 1853 года, была построена под руководством Эдварда Шойца в мастерской промышленника Бергстрёма. Машина (см. Нижнюю фотографию) могла обрабатывать числа из 15 цифр и табулировать функции с 4 порядками разницы (четвертый — постоянный) и распечатывать результаты с округлением до восьми цифр на формах, из которых можно было отливать металлические печатные формы. .

Разностный двигатель Scheutz (любезно предоставлен Нико Баайенсом, www.calculi.nl)

Общие размеры машины: 56 см x 170 см x 58 см.

Все узлы и подвижные части в машине приводились в действие вручную с помощью кривошипа. Приложенная сила передавалась системой шестерен на кулачки, рычаги и стойки, которые приводили в действие вычислительный блок. Под ним были две тележки (одна из них на колесах), которые двигались по рельсам, которые были изогнуты соответствующим образом, чтобы пять вертикальных осей могли двигаться вверх и вниз. Печатный стол в печатной секции приводился в действие кривошипно-шатунным механизмом.
Расчет таблицы производился в четыре этапа:
1.Начальные значения рассматриваемой таблицы были рассчитаны вручную.
2. Числовые колеса в счетном блоке были установлены на начальные значения с помощью специального инструмента.
3. К слайду печатного стола прикрепляли кусок матричного материала, воска, картона или свинца. Затем слайд вдвигали до тех пор, пока крючки подачи не достигли первой выемки храповика. Числитель был установлен на ноль.
4. Рукоятка двигателя проворачивалась и после каждого 6-го оборота выводился результат.
Табличные значения и различия были представлены количеством зубчатых колес, расположенных горизонтально в виде массива 15 на 5. Верхний ряд из 15 цифр представляет собой табличные значения; второй ряд, первые отличия; третий ряд, вторые отличия; четвертый ряд, третий; и пятый ряд — постоянные четвертые разности. В начале вычислений числовые колеса устанавливались вручную. Каждое колесо имело механизм добавления, состоящий из комбинации «ловушка-ловушка». К верхней части колеса прикреплен направленный вверх фиксатор, соответствующий фиксатор — к центральной оси, окруженной этим колесом, в точке примерно на полпути между ним и колесом над ним.При вращении осей ловушки вращались внутри счетных колес. У каждой ловушки была рука, которая касалась фиксатора колеса под ней, когда ловушка вращалась.
В зависимости от направления этого вращения, он либо давил на часть защелки и свободно проходил через нее, либо был захвачен ею и поднимался. Когда ловушка поднималась, она включала числовое колесо над ней, тем самым поворачивая ее. Соответствующий шпилька и рычажный механизм обеспечивают перемещение верхнего колеса с 9 на 0 (или с 5 на 0 в случае «сексуальных» колес.Небольшая шпилька между этими двумя пальцами упиралась в рычаг, когда колесо переходило с 9 на 0. Этот рычаг выдвигался влево перед предыдущим колесом. Несущее действие было вызвано движущимся вертикальным «столбом». Если штифт прижимался к рычагу, он затем соприкасался со стойкой, в результате чего поворотный рычаг на этой стойке зацеплял колесо за рычагом и сдвигал его вперед на одну единицу, таким образом осуществляя перенос.

Крупным планом вид печатающего механизма машины Scheutz (Предоставлено Смитсоновским институтом)

Печатающий механизм (см. Верхнюю фотографию) был присоединен к верхнему ряду машины, потому что должны быть напечатаны только окончательные значения.Набор горизонтальных валов располагался под прямым углом к ​​рядам номерных колес. Посредством набора из восьми кулачков и «улиток» (ступенчатых цилиндрических сегментов) эти валы связывали вертикальные оси, соответствующие восьми ведущим цифрам, с набором стоек, привязанных к колесам восьми типов. Стойки были параллельны рядам номерных колес. Пока машина добавлялась, штанга удерживала типовые колеса в неподвижном состоянии. После того, как расчеты были завершены, стержень был удален, освободив набор грузов. Подвешенные на дисках, прикрепленных к горизонтальным валам, эти грузы соединялись с осями восьми ведущих колес с помощью комбинации улитки и кулачка.После выпуска они приводили в действие колесики шрифтов, нанося 8-значные числа на полоски бумаги длиной 8 дюймов. Эти полосы обычно покрывали черным свинцом, чтобы облегчить изготовление из них стереотипных пластинок.

Разностный двигатель Scheutz питался от падающих грузов, как это видно на фотографии ниже.

Разностная машина Шойца, приводимая в движение падающими грузами (любезно предоставлено Смитсоновским институтом)

В конце 1854 года Шойц со своей машиной отправился в Англию с помощью фирмы Брайана Донкина, известного английского инженера и промышленника, который в 1829 году помогал Чарльзу Бэббиджу в создании его дифференциального двигателя.Они сразу же подали заявку на патент, который был выдан в следующем году. Машина была открыта для демонстраций, и ряд английских газет и журналов представили обзоры патента и описания машины. В 1855 году комитет, назначенный Королевским обществом, исследовал машину и отметил, что, хотя Шойц принял предложение Бэббиджа действовать противоположным образом на четных и нечетных различиях, чтобы с ними можно было работать одновременно, механизм машины Шойца отличается от механизма Бэббиджа.К удивлению многих, сам Бэббидж (всегда джентльмен) не только продемонстрировал положительное отношение к машине, но и в последующие годы будет поддерживать довольно сильного Шойца, несмотря на многие проблемы.

В августе 1855 года машина была перевезена и установлена ​​на выставке Universelle des produits de l ’Agriculture, de l’Industrie et des Beaux-Arts в Париже, Франция. Бэббидж также прибыл в Париж и представил публике машину. Машина выиграла золотую медаль, отчасти благодаря Бэббиджу, который был очень уважаемым членом Института Франции и лоббировал их интересы.В следующем году Шойцы получили золотую медаль (Medaille d’Honneur) за изобретение своего разностного двигателя Парижской выставки от принца Чарльза на церемониях в Королевском дворце в Стокгольме. Французский журналист барон Леон Брисс описал эту машину следующим образом:
Эта машина, одна из самых оригинальных, решает уравнения четвертой степени и даже более высоких порядков; он действует во всех системах счисления; в десятичной системе, в шестидесятеричной системе (для тригонометрии) или в любой другой системе … Ученых, хвастающихся своими вычислительными способностями, как предсказанием законов природы, будет выгодно заменить простую машину, которая под почти слепым стремление обычного человека к движению будет проникать в бесконечное пространство глубже и глубже, чем они.Любой человек, знающий, как сформулировать проблему и имеющий в своем распоряжении машину господ Шойца для ее решения, заменит необходимость в Архимеде, Ньютонах или Лапласе. И посмотрите, как в науках и искусствах все скреплено и переплетено: эта почти интеллектуальная машина не только производит вычисления за секунды, на которые потребовался бы час; он печатает полученные результаты, добавляя достоинства аккуратной каллиграфии к достоинствам вычислений без возможной ошибки: стереотипные цифры появляются сгруппированными по желанию оператора и разделенными, как он желает, пробелами, линиями или любым произвольным типографским шрифтом. символы.Если простая машина может сказать нам расстояние до звезд, протяженность небесных глобусов, путь, который проходят большие кометы по своему параболическому курсу, какой предел отныне можно приписать механизму? Какой мир невозможного не очистится?

Золотая медаль принесла Шойцам заслуженное признание. Это также привлекло покупателя, которого пара искала почти с того дня, как закончила машину. В 1856 году машина была куплена за 5000 фунтов стерлингов обсерваторией Дадли в Олбани, штат Нью-Йорк, США, а в следующем году была перевезена в США, где была использована для первой практической работы — вычисления истинной аномалии Марса.

В то же время в Англии вводили в действие вторую машину различий Scheutz. В 1857 году британское правительство санкционировало выделение 1200 фунтов стерлингов на полномасштабную разностную машину с прикрепленным к ней печатающим аппаратом, основанную на конструкции Шойца, которую должна построить компания Донкина. Новая машина была почти такой же, как первая (с небольшими вариациями в дизайне), обрабатывала 15-значные числа с 4-мя порядками различий и могла передавать 8-значные числа в печатный механизм. Затраты превысили расходы, и Донкин поставил машину в июле 1859 года, за несколько недель до крайнего срока, что привело к убыткам в 615 фунтов стерлингов.Этот станок использовался в Главном ЗАГСе для расчета таблиц дожития, которые были опубликованы в 1864 году.

(PDF) Дифференциальное машинное обучение

Идея естественная и, конечно же, не нова. Он был популяризирован Google под названием «широкое и глубокое обучение

» в контексте рекомендательных систем (https://arxiv.org/abs/1606.07792), хотя с

это была другая точка зрения. Указание ряда фиксированных функций регрессии в широком слое должно помочь обучению с помощью

, ограничивая поиск дополнительных базисных функций в глубоких слоях до несходных функций.Например, когда слой

шириной

является копией входного слоя x (φ = id), он обрабатывает все линейные функции x и специализирует глубокие слои

на поиск нелинейных функций (поскольку другая линейная функция в глубине уровень регрессии не поможет уменьшить

MSE). Другими словами, Google представил широкую и глубокую архитектуру как усовершенствование для обучения, и вполне возможно, что

действительно значительно улучшает производительность с очень глубокими и сложными архитектурами.По нашему опыту,

улучшение незначительно с простой архитектурой, достаточной для аппроксимации функции ценообразования, но

широкая и глубокая архитектура по-прежнему играет важную роль, поскольку она обеспечивает гарантии и позволяет безопасно реализовать автоматизированное обучение

без присмотра.

Гарантия сходимости в наихудшем случае

По общему мнению, минимизация MSE с помощью NN не дает никаких гарантий. Однако это не совсем правильно.Рассмотрим MSE как функцию весов соединений только выходного уровня.

Очевидно, это выпуклая функция. Фактически, поскольку выходной слой представляет собой в точности линейную регрессию на уровне регрессии

, оптимальные веса даже задаются в замкнутой форме нормальным уравнением:

ˆwoutput = zL − 1TzL − 1 − 1zL − 1TY

или его аналог SVD (см. Приложение 3). Напомним, хотя численная оптимизация может не найти глобального минимума,

всегда гарантированно сходится к точке с равномерным нулевым градиентом.В частности, обучение сходится к точке

, где производные MSE к весам выходных соединений равны нулю. И поскольку MSE выпукла в тех

весах, проекция на базисное пространство всегда оптимальна. Обучение может сходиться к «плохим» базисным функциям,

, но приближение в терминах этих базисных функций всегда настолько хорошее, насколько это возможно. Из

сразу следует, что с глубокой и широкой архитектурой у нас есть значимая гарантия наихудшего случая: приближение как минимум

так же хорошо, как линейная регрессия для широких единиц.На практике мы получаем на порядок лучшую производительность

из глубоких слоев, но это гарантия наихудшего случая, которая дает нам разрешение тренироваться без присмотра. На практике

сходимость может быть проверена путем измерения нормы градиента, или за оптимизацией может следовать

аналитической реализацией нормального уравнения относительно комбинированного слоя регрессии (в идеале в форме SVD

Приложения 3) .

Выбор широкой базы

Конечно, гарантия наихудшего случая так же хороша, как и выбор широких функций.Очевидный выбор — прямая копия входного слоя

. Широкий слой обрабатывает все линейные функции входных данных, поэтому худший результат

— это линейная регрессия. Другая стратегия — также добавить квадраты входных слоев и, возможно,

кубов, в зависимости от размерности, но не перекрестных одночленов, что вернет проклятие размерности.

Гораздо более мощный широкий слой может быть построен в сочетании с дифференциальным PCA (см. Приложение 2), который

уменьшает размер входных данных и упорядочивает их по релевантности в базисе, где разности ортогональны.

Это означает, что входной столбец X1a влияет на цели больше всего, за ним следует X2etc. Поскольку входные данные представлены

в соответствующей иерархии, мы можем построить значимый широкий слой с более богатым набором базовых функций, применяемых к

наиболее релевантным входам. Например, мы могли бы использовать все одночлены до степени 3 на первых двух входах (10 базисных

функций), одночлены степени меньше двух на следующих трех входах (еще девять базисных функций) и

других n− 5 входов возведены в степень 1, 2 и, возможно, 3 (до 3n − 15 дополнительных функций).Из-за дифференциального механизма

PCA простая регрессия на этих базисных функциях сама по себе дает приемлемые результаты, особенно с дифференциальной регрессией

(см. Приложение 3), и это гарантия только наихудшего случая, на порядок лучше

средняя производительность.

Все эти методы учатся только на данных, с гарантиями наихудшего случая. В случаях, когда значимые базовые функции

создаются вручную из контекстной информации и надежных жестко заданных правил, как, например, для бермудских опций в LMM

45

Кем был Чарльз Бэббидж? | ИНСТИТУТ ЧАРЛЬЗА БЭББАЖА

Вычислительные машины английского математика Чарльза Бэббиджа (1791–1871) являются одними из самых знаменитых икон в доисторические времена вычислительной техники.Разностная машина № 1 Бэббиджа была первым успешным автоматическим калькулятором и остается одним из лучших образцов точной инженерии того времени. Бэббиджа иногда называют «отцом компьютеров». Международное общество Чарльза Бэббиджа (позднее Институт Чарльза Бэббиджа) взяло его имя в честь его интеллектуального вклада и его связи с современными компьютерами.

Биография

Чарльз Бэббидж родился 26 декабря 1791 года в семье лондонского банкира Бенджамина Бэббиджа.В юности Бэббидж сам был учителем алгебры, которую он страстно любил, и хорошо разбирался в континентальной математике своего времени. Поступив в 1811 году в Тринити-колледж в Кембридже, он обнаружил, что намного опередил своих учителей по математике. Бэббидж стал соучредителем Аналитического общества для продвижения континентальной математики и реформирования математики Ньютона, которую затем преподавал в университете.

В свои двадцать лет Бэббидж работал математиком, в основном в области вычисления функций.Он был избран членом Королевского общества в 1816 году и сыграл видную роль в основании Астрономического общества (позднее Королевского астрономического общества) в 1820 году. Примерно в это же время Бэббидж впервые заинтересовался вычислительной техникой, которая стала его потребителем. страсть на всю оставшуюся жизнь.

В 1821 году Бэббидж изобрел разностную машину для составления математических таблиц. Завершив его в 1832 году, он придумал идею более совершенной машины, которая могла бы выполнять не только одну математическую задачу, но и любые вычисления.Это была аналитическая машина (1856 г.), которая была задумана как универсальный манипулятор символов и имела некоторые характеристики современных компьютеров.

К сожалению, от прототипов вычислительных машин Бэббиджа мало что осталось. Критические допуски, необходимые для его машин, превышали уровень технологий, доступных в то время. И хотя работа Бэббиджа была официально признана уважаемыми научными учреждениями, британское правительство приостановило финансирование его разностной машины в 1832 году и после мучительного периода ожидания завершило проект в 1842 году.Остались только фрагменты прототипа разностной машины Бэббиджа, и хотя он посвятил большую часть своего времени и большое состояние созданию своей аналитической машины после 1856 года, ему так и не удалось завершить ни один из своих нескольких проектов для нее. Шведский печатник Джордж Шойц в 1854 году успешно сконструировал машину, основанную на конструкции разностной машины Бэббиджа. Эта машина печатала математические, астрономические и актуарные таблицы с беспрецедентной точностью и использовалась правительствами Великобритании и США.Хотя работу Бэббиджа продолжил его сын, Генри Прево Бэббидж, после его смерти в 1871 году аналитическая машина так и не была успешно завершена и запустила лишь несколько «программ» с досадно очевидными ошибками.

Бэббидж занимал кафедру математики Лукаса в Кембридже с 1828 по 1839 год. Он сыграл важную роль в создании Ассоциации развития науки и Статистического общества (позднее Королевского статистического общества). Он также попытался реформировать научные организации того периода, призывая правительство и общество дать больше денег и престижа научным усилиям.На протяжении всей своей жизни Бэббидж работал во многих интеллектуальных областях, типичных для своего времени, и внес вклад, который обеспечил бы его славу независимо от Различия и Аналитических Машин.

Несмотря на его многочисленные достижения, неспособность сконструировать вычислительные машины и, в частности, отказ правительства поддержать его работу, оставили Бэббиджа на склоне лет разочарованным и озлобленным человеком. Он умер в своем доме в Лондоне 18 октября 1871 года.

Услуги системы трансмиссии: замена и ремонт двигателя, замена трансмиссии и ремонт дифференциала / коробки передач — услуги

Система трансмиссии состоит из двигателя внутреннего сгорания, трансмиссии и дифференциала / моста.Управление трансмиссией осуществляется через бортовую компьютерную сеть. В переднеприводном автомобиле трансмиссия и дифференциал / мост объединены в единую коробку передач.

Преимущества правильно обслуживаемой системы трансмиссии

• Увеличенный срок службы компонентов
• Производительность
• Мощность
• Низкий расход масла
• Тихая работа
• Низкие выбросы
• Экономия топлива
• Качество плавного положительного переключения передач

Двигатель внутреннего сгорания

• Преобразует химическую энергию (бензин) в механическую работу
• Поворачивает коленчатый вал и маховик
• Компоненты включают блок цилиндров, головки цилиндров, впускные и выпускные клапаны, поршневые и поршневые кольца, шатуны, коленчатый вал, масляный поддон, смазку (моторное масло) и уплотнительные прокладки

Симптомы неисправного двигателя внутреннего сгорания включают:

• Глубокий или неглубокий стук
• Видимый дым из выхлопной трубы
• Перегрев
• Потеря охлаждающей жидкости
• Высокий расход масла
• Отсутствует или неровная работа
• Чрезмерный выброс выхлопных газов
• Внешние утечки

Трансмиссия / КПП

• Соединяет маховик коленчатого вала с приводным валом / осями
• Обеспечивает передаточное число для оптимальной производительности и экономии топлива
• Transmission Fluid передает мощность, смазывает, предотвращает коррозию и отводит тепло.Замена трансмиссионной жидкости удалит и заменит практически 100% вашей трансмиссионной жидкости, обеспечивая более длительный срок службы трансмиссии и более плавную работу.
• Фильтр трансмиссии задерживает частицы и окисленную жидкость и защищает трансмиссию от твердых загрязнений. Выполнение обслуживания фильтра трансмиссии продлит срок службы трансмиссии и обеспечит более плавную работу.
Компоненты
• включают кожух трансмиссии, корпус клапана (автоматическая трансмиссия), преобразователь крутящего момента (автоматическая трансмиссия), поддон трансмиссии (автоматическая трансмиссия), диск сцепления, нажимной диск, выжимной подшипник (ручная трансмиссия), рычаги переключения передач, смазка и уплотнительные прокладки.

Симптомы неисправной трансмиссии включают:

• Скольжение
• Шлифовка при переключении передач
• Воющий шум
• Отказ переключения передач
• На передаче автомобиль не движется
• Внешние утечки

Дифференциал / оси

• Подключает трансмиссию к колесам
• Передает мощность, преобразованную коробкой передач
• Компоненты включают кожух дифференциала, гипоидные шестерни, муфты (дифференциалы повышенного трения / блокировки), смазку, уплотнительные прокладки

Признаки неисправности дифференциала / осей включают:

• Воющий шум
• Рычащий шум
• Внешние утечки

Разница между аналитикой данных, машинным обучением и искусственным интеллектом — FutureLearn

Узнайте, как аналитика данных, машинное обучение и искусственный интеллект формируют будущее, и узнайте, чем отличаются эти дисциплины.

Мы живем во времена стремительного технологического прогресса. Вычислительная мощность растет в геометрической прогрессии, а это означает, что мы можем использовать эту вычислительную мощность для решения все более сложных задач. Наряду с этим быстрым ростом возникли три области: аналитика данных, машинное обучение и искусственный интеллект. Но в чем разница между этими тремя тесно связанными технологиями?

Помимо того, что эти темы пересекаются, мы также выясним, что делает их уникальными.Мы рассмотрим основные различия между каждой темой, а также некоторые карьеры, к которым они могут привести, и навыки, необходимые для каждой из них.

Что такое аналитика данных?

Давайте начнем с того, что посмотрим, что означает каждый термин, начиная с определения аналитики данных. По своей сути, аналитика данных — это наука об анализе наборов данных для выявления тенденций, ответов на вопросы и выводов. Это разнообразная и сложная область, которая часто полагается на специализированное программное обеспечение, алгоритмы и автоматизацию.

Принципы анализа данных могут применяться практически в любой отрасли. В организациях любого типа работают аналитики данных, которые помогают им принимать информированные и основанные на данных решения по различным областям их бизнеса. Обычно анализируются существующие данные о прошлых событиях, что позволяет выявить существующие тенденции.

Существует несколько различных типов аналитики данных, включая описательную аналитику, диагностическую аналитику, предиктивную аналитику и предписывающую аналитику.

Наука о данных vs аналитика данных

Эти два термина иногда неправильно используются как синонимы. Аналитика данных фокусируется на изучении наборов данных для выявления и объяснения тенденций. Наука о данных больше изучает процессы моделирования и производства данных, создания алгоритмов и прогнозных моделей.

Однако между этими двумя дисциплинами есть некоторая взаимозависимость. Смысл науки о данных относится к более широкой области, которая фокусируется на обнаружении больших наборов данных.В рамках этой области находится аналитика данных, более сфокусированная область, которая рассматривает идеи, предлагаемые путем изучения существующей информации.

Что такое искусственный интеллект?

Искусственный интеллект (или ИИ) — это концепция, которая существует уже давно. Однако только в последние годы у нас действительно появилась вычислительная мощность, чтобы воплотить это в реальность. Проще говоря, ИИ — это способность дать компьютерам возможность воспроизводить человеческий интеллект.

Создавая компьютеры, способные учиться, можно обучать их на собственном опыте.Такие системы искусственного интеллекта обладают тремя качествами; преднамеренность, интеллект и приспособляемость. Эти качества дают им возможность принимать решения, которые традиционно требуют человеческого уровня опыта и знаний.

Что такое машинное обучение?

Мы уже обсуждали машинное обучение более подробно в отдельной статье. Это поле представляет собой разновидность искусственного интеллекта, с помощью которого компьютеры запрограммированы на автоматическое обучение. Эти компьютеры могут действовать аналогично людям, улучшая их обучение по мере того, как они сталкиваются с дополнительными данными.

Большая часть внимания машинного обучения уделяется созданию программ и программного обеспечения, которые могут научиться делать прогнозы и принимать решения, не будучи напрямую запрограммированными на это. Эту технологию можно использовать для любых целей, от работы поисковых систем до диагностики заболеваний.

Машинное обучение и глубокое обучение

Если углубиться в тему машинного обучения, у нас есть подмножество глубокого обучения. По мере наращивания слоев алгоритмов машинного обучения они образуют сложные сети, имитирующие структуру человеческого мозга.Эти искусственные нейронные сети могут научиться принимать разумные решения без дополнительного вмешательства человека.

Часто обнаруживается, что системы искусственного интеллекта, наиболее «похожие на людей», основаны на глубоком обучении. Это потому, что они могут обрабатывать неструктурированные данные (данные без четких меток). Напротив, другие типы машинного обучения сосредоточены в основном на структурированных данных (которые предварительно помечены).

Где они пересекаются?

Итак, мы выделили три различных области знаний.У каждого есть свои приложения, подмножества и специализации, что делает их очень разными областями. Однако, как вы уже могли заметить, определенно есть некоторые области, в которых они пересекаются.

Ниже мы описали лишь некоторые из способов пересечения машинного обучения, анализа данных и искусственного интеллекта.

• На основе данных . Каждая из этих областей полагается на анализ огромных объемов данных. Чем больше информации доступно, тем эффективнее они приносят результаты. Для управления такими большими наборами данных часто требуется много вычислительной мощности компьютера.
• Аналитика . Аналитика данных, искусственный интеллект и машинное обучение могут использоваться для получения подробной информации в определенных областях. Изучая данные, каждый может определять закономерности, выделять тенденции и обеспечивать ценные и действенные результаты.
• Прогностические модели . Эти технологии также могут помочь создавать прогнозы и предсказания на основе существующих данных. Опять же, этот процесс может помочь организациям любого типа планировать будущее и принимать обоснованные решения.

Другие ключевые поля

Конечно, многие другие области тесно связаны с искусственным интеллектом, машинным обучением и аналитикой данных. В таких разнообразных областях, как статистика, математика, информатика и информатика, есть общие черты в используемых методах и технологиях. Некоторые из других, тесно связанных областей специализации включают:

• Робототехника . Создание и программирование роботов для работы в реальных ситуациях рассматривается как святой Грааль искусственного интеллекта.Машинное обучение играет здесь особенно важную роль, позволяя компьютерам реагировать на визуальные и речевые сигналы и реагировать соответствующим образом.
• Интеллектуальный анализ данных и статистический анализ . Интеллектуальный анализ данных имеет дело с массивными и сложными наборами данных. Некоторые основы машинного обучения используются для изучения этой информации, чтобы на ее основе формировать выводы и прогнозы.
• Облачные вычисления . Такие технологии, как машинное обучение и искусственный интеллект, часто требуют огромной вычислительной мощности.Облачные вычисления, процесс предоставления вычислительных услуг по запросу через Интернет, могут способствовать этому.
• Большие данные . Центральное место во многих из этих областей занимает концепция больших данных. Этот термин относится к большим наборам структурированных и неструктурированных данных, которые сложно обработать традиционными средствами.

В чем разница между машинным обучением и искусственным интеллектом?

Один из часто задаваемых вопросов — в чем разница между ИИ и машинным обучением.Однако это не означает, что существует дихотомия между искусственным интеллектом и машинным обучением. На самом деле, машинное обучение больше похоже на приложение искусственного интеллекта.

Несмотря на то, что эти два термина иногда используются как синонимы, есть некоторые различия, которые стоит отметить. Большинство из них сосредоточены на цели, целях и масштабах каждой области:

	Искусственный интеллект	Машинное обучение
Цель	Технология, позволяющая компьютерам или машинам имитировать поведение человека.	Тип искусственного интеллекта, который позволяет компьютерам или машинам автоматически учиться на основе данных без специального программирования.
Цели	Создание интеллектуальных компьютерных систем, подобных человеку, которые могут решать сложные проблемы.	Для создания компьютерных систем, которые могут постоянно учиться на данных, позволяя им выполнять конкретную задачу и давать точные выходные данные.
Область применения	AI имеет широкую сферу применения и может применяться для самых разных задач.	ML более узкий по объему и обычно применяется для очень специфических задач.

Эти различия означают, что приложения для каждой области немного отличаются. Однако многие продвинутые системы искусственного интеллекта используют некоторые элементы машинного обучения или глубокого обучения.

Различные рабочие места в области машинного обучения, анализа данных и искусственного интеллекта

Если вас заинтриговали эти области интересов, основанные на данных, возможно, вы подумываете о соответствующем карьерном росте.Но какие рабочие места существуют в разных сферах? Мы выбрали несколько примеров для каждого:

Вакансии аналитики данных

• Аналитик данных . Роль аналитика данных сосредоточена на обработке необработанных данных для получения содержательной информации. Они работают над выявлением тенденций и их представлением в понятной и понятной форме.
• Аналитик BI . Аналитики бизнес-аналитики работают над получением аналитических данных, которые могут помочь в принятии бизнес-решений.Они используют различные методы и технологии, позволяющие организациям делать осознанный выбор, основанный на данных.

Работа с искусственным интеллектом

• Инженер-робототехник . Эта роль сосредоточена на проектировании и производстве машин для автоматизации рабочих мест. Что касается робототехники и искусственного интеллекта, последний необходим при создании роботов для выполнения сложных задач.
• Программатор AI . Программист искусственного интеллекта работает над разработкой программного обеспечения, которое используется в приложениях искусственного интеллекта.Эта роль очень сосредоточена на перспективе разработки программного обеспечения.

Работа с машинным обучением

• Инженер по машинному обучению . В этой роли пересекаются элементы программной инженерии и науки о данных. Инженеры машинного обучения создают алгоритмы и программы, которые помогают компьютерам учиться автоматически.
• Ученый НЛП . Обработка естественного языка (NLP) — это технология, которая помогает компьютерам понимать естественный человеческий язык.Ученые НЛП создают алгоритмы, которые помогают в этом процессе понимания человеческого языка.

Разница в средней заработной плате

Как и следовало ожидать, учитывая сугубо технический характер некоторых из этих ролей, средняя заработная плата, как правило, достаточно высока. Однако стоит знать, как разные специальности в целом соотносятся друг с другом. Мы выбрали некоторые из соответствующих данных ниже.

Заработная плата аналитиков данных

Давайте возьмем роль аналитика данных в качестве примера.Мы видим, что средняя зарплата в Великобритании составляет около 37 000 фунтов стерлингов по данным reed.co.uk и 27 300 фунтов стерлингов по данным PayScale. В США этот средний показатель действительно оценивается примерно в 75 000 долларов.

Заработная плата за искусственный интеллект

Согласно данным IT Jobs Watch, средняя годовая зарплата профессионалов, обладающих навыками в области ИИ, составляла 60 000 фунтов стерлингов за шесть месяцев до января 2021 года. По оценкам Glassdoor, средняя базовая заработная плата в США за тот же набор навыков составляет около 114 000 долларов в год.

Заработная плата за машинное обучение

По данным PayScale, в Великобритании средняя зарплата инженера по машинному обучению составляет около 50 000 фунтов стерлингов в год. По оценке Indeed, эта цифра составляет 56 000 фунтов стерлингов в год. В США их базовая зарплата оценивается в 150 000 долларов в год.

Требуются различные навыки

Как мы видели, есть несколько сходств и различий в областях анализа данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.Как и следовало ожидать, многие навыки, необходимые для прогресса в каждом из них, следуют аналогичной схеме. Мы выбрали некоторые навыки, которые часто требуются на рабочих местах в этих секторах.

Общие навыки

Когда речь заходит о типах навыков, которые можно использовать в машинном обучении, аналитике данных и искусственном интеллекте, на ум приходят несколько. Некоторые из них являются отраслевыми способностями, а другие — универсально полезными передаваемыми навыками:

• Программирование .В какой бы должности вы ни работали, вам, вероятно, потребуется знать основы нескольких языков программирования. Python, C ++, Java и другие могут помочь во многих различных аспектах.
• Аналитика и моделирование данных . Как и следовало ожидать, практические знания в области анализа данных и создания моделей данных необходимы для работы в этих отраслях.
• Связь . Многие из ролей в этих областях требуют, чтобы вы объяснили свои рассуждения и выводы неспециалистам.Вам также придется работать в самых разных организациях и командах. Таким образом, эффективное общение жизненно важно.
• Работа в команде . Профессионалы в области науки о данных, машинного обучения и искусственного интеллекта стремятся сотрудничать с другими для получения результатов. По этой причине работа в команде и лидерство являются очень желательными качествами.

Навыки анализа данных

Для работы в области анализа данных могут пригодиться некоторые из следующих навыков:

• SQL .Язык структурированных запросов (SQL) используется для управления и хранения больших объемов данных. Этот навык востребован по многим причинам и особенно полезен при анализе данных.
• Визуализация данных . Помимо понимания и интерпретации данных, очень важно уметь представлять их в удобочитаемом формате. Визуализация данных становится все популярнее во многих нишах.
• Критическое мышление . Способность мыслить критически и аналитически — еще один ценный актив.Это позволяет вам применять правильные инструменты и методы для достижения ваших целей.

Навыки искусственного интеллекта

Что касается типов навыков искусственного интеллекта, которые вам понадобятся, необходимо иметь несколько важных:

• Прикладная математика . Продвинутые математические навыки часто лежат в основе проектов ИИ. Практическое знание линейной алгебры, исчисления и вероятности — хорошее место для начала.
• Питон . Язык программирования Python часто необходим для работы в области искусственного интеллекта.Его часто используют как относительно простой способ построения моделей искусственного интеллекта.
• Творчество . Способность творчески подходить к проблемам может быть очень полезной в мире ИИ. Креативное решение проблем — это навык, который ищут многие работодатели.

Навыки машинного обучения

• Алгоритмы . В основе машинного обучения лежат алгоритмы, наборы инструкций, которым следуют компьютеры. Понимание того, как они работают и как их создавать, будет иметь важное значение для работы в ML.
• Распределенные вычисления . Эта технология использует несколько компьютеров для выполнения задач и выполнения функций. Стоит знать о таких системах, как Hadoop и Spark.
• Самостоятельное обучение . Машинное обучение стремительно развивается и меняется. Очень важно иметь возможность не отставать от этих изменений и понимать их.

С чего начать

Если вы хотите заняться машинным обучением, анализом данных или искусственным интеллектом, вы можете пойти по нескольким путям.Обычно вам потребуется сочетание образования, опыта и знаний самоучки.

Для начала вам нужно сосредоточиться на некоторых сложных навыках работы с данными, искусственным интеллектом и машинным обучением, таких как математика и компьютерное программирование. Такие предметы, как линейная алгебра, исчисление, Python, SQL и Java, — вот некоторые особенно полезные места для начала.

В FutureLearn у нас есть несколько онлайн-курсов и возможностей, которые помогут вам добиться прогресса в каждой из этих областей. Вот некоторые из курсов машинного обучения, анализа данных и искусственного интеллекта, которые могут направить вас на правильный путь:

Заключительные мысли

Мы заметили, что есть как сходства, так и различия между аналитикой данных, машинным обучением и искусственным интеллектом.Несмотря на то, что эти области во многих отношениях тесно связаны, у каждой из них есть свои конкретные приложения, область применения и области специализации.