一种共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法，应用于高温热电偶检定或校准领域。
【背景技术】
[0002]高温热电偶检定或校准过程中，会用到共晶物的熔点作为固定参考点温度，而权威计量机构常以共晶物熔化温坪中的拐点作为共晶物的熔点。因此，需要研究客观合理的计算方法，便于从原始实验数据中提取共晶物熔化温坪和拐点。
[0003]目前常用的方法有两种:
[0004]第一种采用差分计算方法来实现，用一次差分选取原始数据中曲线斜率近于0的数据段作为熔化温坪，再对熔化温坪的数据进行二次差分，以二次差分的0值点作为拐点，如赵楠等人在文献《金属-碳共晶点熔化温坪温度的确定》(计测技术，2011，31(2)，38-40.)提到的方法。然而这一方法在实际使用中存在一些不足，当原始数据点分布密集时，一次差分时在拐点附近会产生很多小量，二次差分时这些小量相减会产生多个趋于0的点，因而难以直接判定二次差分的0值点，无法有效找到拐点。
[0005]第二种计算方法先从原始数据中选取相对对称的数据段作为熔化温坪，将熔化温坪拟合为三次曲线，再通过二阶求导得到曲线的拐点，如Suherlan等人在文献《Thepotential for using a silicon-carbon system as a new eutectic fixed point forthermocouple calibrat1n)).(Metrologia,2013,50(3)，288-294)中提出的方法D其不足在于熔化温坪的选取完全凭借人员的主观经验，没有其他辅助的数据筛选手段，因而存在一定的非确定性。
[0006]以上两种方法各存在一些不足的地方，因此为了满足特定实验数据处理的需要，提出新的数据计算方法。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对已有技术存在的不足，提出一种共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法。
[0008]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0009]本发明的一种共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法，其具体操作步骤包括:
[0010]步骤一、通过电测仪器获取共晶物熔化过程的热电势-时间曲线。
[0011 ]步骤二、通过粗选操作，获得粗选数据。
[0012]以步骤一得到的共晶物熔化过程的热电势-时间曲线为原始数据，从中挑选出原始数据中的平台段的全部或部分，作为粗选数据。所述平台段是原始数据中的一个连续数据段，该连续数据段中各数据点之间最大温度差不超过1°C，且该连续数据段曲线呈中心对称分布。
[0013]步骤三、对粗选数据进行操作，获得细选数据，以细选数据作为共晶物熔化温坪。具体为:
[0014]步骤3.1:设定一个目标电势标准偏差值，用符号X表示，单位为毫伏。
[0015]步骤3.2:计算粗选数据的样本标准偏差，用符号σ表示。
[0016]步骤3.3:如果σ = X，则将粗选数据作为细选数据;如果σ〈χ，则在粗选数据的两端补充一段连续数据点，使σ = χ，此时，将补充了连续数据点的粗选数据作为精选数据;如果σ>x，则从粗选数据段的最左端或最右端删减一段连续数据点，使σ = χ，此时，将删减了连续数据点的粗选数据作为精选数据。所述连续数据点是指在采集时间顺序上是连续排列的数据点。
[0017]步骤3.4:将步骤3.3得到的细选数据作为共晶物熔化温坪。
[0018]步骤四、在步骤三得到的细选数据上进行拐点的判定。具体为:
[0019]对细选数据中的全部数据点进行三次曲线拟合，得到热电势关于采集时间的三次曲线;然后对该三次曲线求二阶导，得到拐点的横坐标，将横坐标值和细选数据段中的采集时间对应，获取拐点的电势值。
[0020]经过上述步骤的操作，即可得到共晶物熔化温坪及拐点。
[0021]有益效果
[0022]本发明提出的一种共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法，与已有技术相比较，其优点是:通过本发明提出的方法得到的共晶物熔化温坪及拐点更准确可靠，避免了无效拐点的产生，同时避免了不确定性。
【附图说明】
[0023]图1是本发明【具体实施方式】中共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法的操作流程图；
[0024]图2是本发明【具体实施方式】中共晶物(钴-碳)熔化过程的热电势-时间曲线图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。
[0026]本实施例中的共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法，其操作流程如图1所示，具体为:
[0027]步骤一、通过电测仪器获取共晶物(钴-碳)熔化过程的热电势-时间曲线，如图2所示。图2中，横坐标为时间(min)，纵坐标为热电势(mV)，时刻a到时刻b这段时间内的热电势曲线反映的是升温熔化过程。
[0028]步骤二、通过粗选操作，获得粗选数据。
[0029]以步骤一得到的共晶物熔化过程的热电势-时间曲线为原始数据，从中挑选出原始数据中的平台段的一部分，作为粗选数据。图2中，时刻p到时刻η间的曲线为平台段，时刻c到时刻d范围内的曲线为粗选数据，
[0030]步骤三、对粗选数据进行操作，获得细选数据，以细选数据作为共晶物熔化温坪。具体为:
[0031 ] 步骤3.1:设定一个目标电势标准偏差值x = 0.004mV。
[0032]步骤3.2:用Excel软件自带函数计算粗选数据计算粗选数据的样本标准偏差σ。
[0033]步骤3.3:如果σ = χ，则将粗选数据作为细选数据;如果σ〈χ，则在粗选数据的两端补充一段连续数据点，使σ = χ，此时，将补充了连续数据点的粗选数据作为精选数据;如果σ>x，则从粗选数据段的最左端或最右端删减一段连续数据点，使σ = χ，此时，将删减了连续数据点的粗选数据作为精选数据。所述连续数据点是指在采集时间顺序上是连续排列的数据点。
[0034]步骤3.4:将步骤3.3得到的细选数据作为共晶物熔化温坪。
[0035]通过上述步骤的操作，得到的细选数据如图2中时刻e到时刻f范围内的曲线。
[0036]步骤四、在步骤三得到的细选数据上进行拐点的判定。具体为:
[0037]对细选数据中的全部数据点进行三次曲线拟合，得到热电势关于采集时间的三次曲线;然后对该三次曲线求二阶导，得到拐点的横坐标，将横坐标值和细选数据段中的采集时间对应，获取拐点的电势值为8.114728mV
[0038]虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法，其特征在于:其具体操作步骤包括: 步骤一、通过电测仪器获取共晶物熔化过程的热电势-时间曲线； 步骤二、通过粗选操作，获得粗选数据； 以步骤一得到的共晶物熔化过程的热电势-时间曲线为原始数据，从中挑选出原始数据中的平台段的全部或部分，作为粗选数据;所述平台段是原始数据中的一个连续数据段，该连续数据段中各数据点之间最大温度差不超过1°C，且该连续数据段曲线呈中心对称分布； 步骤三、对粗选数据进行操作，获得细选数据，以细选数据作为共晶物熔化温坪;具体为: 步骤3.1:设定一个目标电势标准偏差值，用符号X表示，单位为毫伏； 步骤3.2:计算粗选数据的样本标准偏差，用符号σ表示； 步骤3.3:如果σ = χ，则将粗选数据作为细选数据;如果σ〈χ，则在粗选数据的两端补充一段连续数据点，使σ = χ，此时，将补充了连续数据点的粗选数据作为精选数据;如果σ>χ，则从粗选数据段的最左端或最右端删减一段连续数据点，使σ = χ，此时，将删减了连续数据点的粗选数据作为精选数据;所述连续数据点是指在采集时间顺序上是连续排列的数据占.步骤3.4:将步骤3.3得到的细选数据作为共晶物熔化温坪； 步骤四、在步骤三得到的细选数据上进行拐点的判定;具体为: 对细选数据中的全部数据点进行三次曲线拟合，得到热电势关于采集时间的三次曲线;然后对该三次曲线求二阶导，得到拐点的横坐标，将横坐标值和细选数据段中的采集时间对应，获取拐点的电势值； 经过上述步骤的操作，即可得到共晶物熔化温坪及拐点。
【专利摘要】本发明涉及一种共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法，应用于高温热电偶检定或校准领域。具体为：①通过电测仪器获取共晶物熔化过程的热电势-时间曲线。②通过粗选操作，获得粗选数据。③对粗选数据进行操作，获得细选数据，以细选数据作为共晶物熔化温坪。④在细选数据上进行拐点的判定。本发明提出的一种共晶物熔化温坪及拐点的数据获取方法，与已有技术相比较，其优点是：通过本发明提出的方法得到的共晶物熔化温坪及拐点更准确可靠，避免了无效拐点的产生，同时避免了不确定性。
【IPC分类】G06F17/18, G06F17/24
【公开号】CN105488013
【申请号】CN201510864562
【发明人】刘裕盛, 吕国义, 杨永军, 张贺, 陈炜
【申请人】中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月1日