一種共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法，應(yīng)用于高溫?zé)犭娕紮z定或校準(zhǔn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫?zé)犭娕紮z定或校準(zhǔn)過程中，會(huì)用到共晶物的熔點(diǎn)作為固定參考點(diǎn)溫度，而權(quán)威計(jì)量機(jī)構(gòu)常以共晶物熔化溫坪中的拐點(diǎn)作為共晶物的熔點(diǎn)。因此，需要研究客觀合理的計(jì)算方法，便于從原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取共晶物熔化溫坪和拐點(diǎn)。
[0003]目前常用的方法有兩種:
[0004]第一種采用差分計(jì)算方法來實(shí)現(xiàn)，用一次差分選取原始數(shù)據(jù)中曲線斜率近于0的數(shù)據(jù)段作為熔化溫坪，再對(duì)熔化溫坪的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次差分，以二次差分的0值點(diǎn)作為拐點(diǎn)，如趙楠等人在文獻(xiàn)《金屬-碳共晶點(diǎn)熔化溫坪溫度的確定》(計(jì)測(cè)技術(shù)，2011，31(2)，38-40.)提到的方法。然而這一方法在實(shí)際使用中存在一些不足，當(dāng)原始數(shù)據(jù)點(diǎn)分布密集時(shí)，一次差分時(shí)在拐點(diǎn)附近會(huì)產(chǎn)生很多小量，二次差分時(shí)這些小量相減會(huì)產(chǎn)生多個(gè)趨于0的點(diǎn)，因而難以直接判定二次差分的0值點(diǎn)，無法有效找到拐點(diǎn)。
[0005]第二種計(jì)算方法先從原始數(shù)據(jù)中選取相對(duì)對(duì)稱的數(shù)據(jù)段作為熔化溫坪，將熔化溫坪擬合為三次曲線，再通過二階求導(dǎo)得到曲線的拐點(diǎn)，如Suherlan等人在文獻(xiàn)《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其不足在于熔化溫坪的選取完全憑借人員的主觀經(jīng)驗(yàn)，沒有其他輔助的數(shù)據(jù)篩選手段，因而存在一定的非確定性。
[0006]以上兩種方法各存在一些不足的地方，因此為了滿足特定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的需要，提出新的數(shù)據(jù)計(jì)算方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)存在的不足，提出一種共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0009]本發(fā)明的一種共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法，其具體操作步驟包括:
[0010]步驟一、通過電測(cè)儀器獲取共晶物熔化過程的熱電勢(shì)-時(shí)間曲線。
[0011 ]步驟二、通過粗選操作，獲得粗選數(shù)據(jù)。
[0012]以步驟一得到的共晶物熔化過程的熱電勢(shì)-時(shí)間曲線為原始數(shù)據(jù)，從中挑選出原始數(shù)據(jù)中的平臺(tái)段的全部或部分，作為粗選數(shù)據(jù)。所述平臺(tái)段是原始數(shù)據(jù)中的一個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)段，該連續(xù)數(shù)據(jù)段中各數(shù)據(jù)點(diǎn)之間最大溫度差不超過1°C，且該連續(xù)數(shù)據(jù)段曲線呈中心對(duì)稱分布。
[0013]步驟三、對(duì)粗選數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，獲得細(xì)選數(shù)據(jù)，以細(xì)選數(shù)據(jù)作為共晶物熔化溫坪。具體為:
[0014]步驟3.1:設(shè)定一個(gè)目標(biāo)電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值，用符號(hào)X表示，單位為毫伏。
[0015]步驟3.2:計(jì)算粗選數(shù)據(jù)的樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差，用符號(hào)σ表示。
[0016]步驟3.3:如果σ = X，則將粗選數(shù)據(jù)作為細(xì)選數(shù)據(jù);如果σ〈χ，則在粗選數(shù)據(jù)的兩端補(bǔ)充一段連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使σ = χ，此時(shí)，將補(bǔ)充了連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的粗選數(shù)據(jù)作為精選數(shù)據(jù);如果σ>x，則從粗選數(shù)據(jù)段的最左端或最右端刪減一段連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使σ = χ，此時(shí)，將刪減了連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的粗選數(shù)據(jù)作為精選數(shù)據(jù)。所述連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)是指在采集時(shí)間順序上是連續(xù)排列的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
[0017]步驟3.4:將步驟3.3得到的細(xì)選數(shù)據(jù)作為共晶物熔化溫坪。
[0018]步驟四、在步驟三得到的細(xì)選數(shù)據(jù)上進(jìn)行拐點(diǎn)的判定。具體為:
[0019]對(duì)細(xì)選數(shù)據(jù)中的全部數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行三次曲線擬合，得到熱電勢(shì)關(guān)于采集時(shí)間的三次曲線;然后對(duì)該三次曲線求二階導(dǎo)，得到拐點(diǎn)的橫坐標(biāo)，將橫坐標(biāo)值和細(xì)選數(shù)據(jù)段中的采集時(shí)間對(duì)應(yīng)，獲取拐點(diǎn)的電勢(shì)值。
[0020]經(jīng)過上述步驟的操作，即可得到共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)。
[0021]有益效果
[0022]本發(fā)明提出的一種共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法，與已有技術(shù)相比較，其優(yōu)點(diǎn)是:通過本發(fā)明提出的方法得到的共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)更準(zhǔn)確可靠，避免了無效拐點(diǎn)的產(chǎn)生，同時(shí)避免了不確定性。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法的操作流程圖；
[0024]圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中共晶物(鈷-碳)熔化過程的熱電勢(shì)-時(shí)間曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不局限于具體實(shí)施例。
[0026]本實(shí)施例中的共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法，其操作流程如圖1所示，具體為:
[0027]步驟一、通過電測(cè)儀器獲取共晶物(鈷-碳)熔化過程的熱電勢(shì)-時(shí)間曲線，如圖2所示。圖2中，橫坐標(biāo)為時(shí)間(min)，縱坐標(biāo)為熱電勢(shì)(mV)，時(shí)刻a到時(shí)刻b這段時(shí)間內(nèi)的熱電勢(shì)曲線反映的是升溫熔化過程。
[0028]步驟二、通過粗選操作，獲得粗選數(shù)據(jù)。
[0029]以步驟一得到的共晶物熔化過程的熱電勢(shì)-時(shí)間曲線為原始數(shù)據(jù)，從中挑選出原始數(shù)據(jù)中的平臺(tái)段的一部分，作為粗選數(shù)據(jù)。圖2中，時(shí)刻p到時(shí)刻η間的曲線為平臺(tái)段，時(shí)刻c到時(shí)刻d范圍內(nèi)的曲線為粗選數(shù)據(jù)，
[0030]步驟三、對(duì)粗選數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，獲得細(xì)選數(shù)據(jù)，以細(xì)選數(shù)據(jù)作為共晶物熔化溫坪。具體為:
[0031 ] 步驟3.1:設(shè)定一個(gè)目標(biāo)電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值x = 0.004mV。
[0032]步驟3.2:用Excel軟件自帶函數(shù)計(jì)算粗選數(shù)據(jù)計(jì)算粗選數(shù)據(jù)的樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。
[0033]步驟3.3:如果σ = χ，則將粗選數(shù)據(jù)作為細(xì)選數(shù)據(jù);如果σ〈χ，則在粗選數(shù)據(jù)的兩端補(bǔ)充一段連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使σ = χ，此時(shí)，將補(bǔ)充了連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的粗選數(shù)據(jù)作為精選數(shù)據(jù);如果σ>x，則從粗選數(shù)據(jù)段的最左端或最右端刪減一段連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使σ = χ，此時(shí)，將刪減了連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的粗選數(shù)據(jù)作為精選數(shù)據(jù)。所述連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)是指在采集時(shí)間順序上是連續(xù)排列的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
[0034]步驟3.4:將步驟3.3得到的細(xì)選數(shù)據(jù)作為共晶物熔化溫坪。
[0035]通過上述步驟的操作，得到的細(xì)選數(shù)據(jù)如圖2中時(shí)刻e到時(shí)刻f范圍內(nèi)的曲線。
[0036]步驟四、在步驟三得到的細(xì)選數(shù)據(jù)上進(jìn)行拐點(diǎn)的判定。具體為:
[0037]對(duì)細(xì)選數(shù)據(jù)中的全部數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行三次曲線擬合，得到熱電勢(shì)關(guān)于采集時(shí)間的三次曲線;然后對(duì)該三次曲線求二階導(dǎo)，得到拐點(diǎn)的橫坐標(biāo)，將橫坐標(biāo)值和細(xì)選數(shù)據(jù)段中的采集時(shí)間對(duì)應(yīng)，獲取拐點(diǎn)的電勢(shì)值為8.114728mV
[0038]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法，其特征在于:其具體操作步驟包括: 步驟一、通過電測(cè)儀器獲取共晶物熔化過程的熱電勢(shì)-時(shí)間曲線； 步驟二、通過粗選操作，獲得粗選數(shù)據(jù)； 以步驟一得到的共晶物熔化過程的熱電勢(shì)-時(shí)間曲線為原始數(shù)據(jù)，從中挑選出原始數(shù)據(jù)中的平臺(tái)段的全部或部分，作為粗選數(shù)據(jù);所述平臺(tái)段是原始數(shù)據(jù)中的一個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)段，該連續(xù)數(shù)據(jù)段中各數(shù)據(jù)點(diǎn)之間最大溫度差不超過1°C，且該連續(xù)數(shù)據(jù)段曲線呈中心對(duì)稱分布； 步驟三、對(duì)粗選數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，獲得細(xì)選數(shù)據(jù)，以細(xì)選數(shù)據(jù)作為共晶物熔化溫坪;具體為: 步驟3.1:設(shè)定一個(gè)目標(biāo)電勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值，用符號(hào)X表示，單位為毫伏； 步驟3.2:計(jì)算粗選數(shù)據(jù)的樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差，用符號(hào)σ表示； 步驟3.3:如果σ = χ，則將粗選數(shù)據(jù)作為細(xì)選數(shù)據(jù);如果σ〈χ，則在粗選數(shù)據(jù)的兩端補(bǔ)充一段連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使σ = χ，此時(shí)，將補(bǔ)充了連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的粗選數(shù)據(jù)作為精選數(shù)據(jù);如果σ>χ，則從粗選數(shù)據(jù)段的最左端或最右端刪減一段連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)，使σ = χ，此時(shí)，將刪減了連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的粗選數(shù)據(jù)作為精選數(shù)據(jù);所述連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)是指在采集時(shí)間順序上是連續(xù)排列的數(shù)據(jù)占.步驟3.4:將步驟3.3得到的細(xì)選數(shù)據(jù)作為共晶物熔化溫坪； 步驟四、在步驟三得到的細(xì)選數(shù)據(jù)上進(jìn)行拐點(diǎn)的判定;具體為: 對(duì)細(xì)選數(shù)據(jù)中的全部數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行三次曲線擬合，得到熱電勢(shì)關(guān)于采集時(shí)間的三次曲線;然后對(duì)該三次曲線求二階導(dǎo)，得到拐點(diǎn)的橫坐標(biāo)，將橫坐標(biāo)值和細(xì)選數(shù)據(jù)段中的采集時(shí)間對(duì)應(yīng)，獲取拐點(diǎn)的電勢(shì)值； 經(jīng)過上述步驟的操作，即可得到共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法，應(yīng)用于高溫?zé)犭娕紮z定或校準(zhǔn)領(lǐng)域。具體為：①通過電測(cè)儀器獲取共晶物熔化過程的熱電勢(shì)-時(shí)間曲線。②通過粗選操作，獲得粗選數(shù)據(jù)。③對(duì)粗選數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，獲得細(xì)選數(shù)據(jù)，以細(xì)選數(shù)據(jù)作為共晶物熔化溫坪。④在細(xì)選數(shù)據(jù)上進(jìn)行拐點(diǎn)的判定。本發(fā)明提出的一種共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取方法，與已有技術(shù)相比較，其優(yōu)點(diǎn)是：通過本發(fā)明提出的方法得到的共晶物熔化溫坪及拐點(diǎn)更準(zhǔn)確可靠，避免了無效拐點(diǎn)的產(chǎn)生，同時(shí)避免了不確定性。
【IPC分類】G06F17/18, G06F17/24
【公開號(hào)】CN105488013
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510864562
【發(fā)明人】劉裕盛, 呂國(guó)義, 楊永軍, 張賀, 陳煒
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月1日