CN104483192B - 一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法 - Google Patents

一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104483192B
CN104483192B CN201410706716.3A CN201410706716A CN104483192B CN 104483192 B CN104483192 B CN 104483192B CN 201410706716 A CN201410706716 A CN 201410706716A CN 104483192 B CN104483192 B CN 104483192B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
electrical contact
deadmelt
contact material
weldering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410706716.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104483192A (zh
Inventor
王珩
李素华
刘立强
翁桅
柏小平
林万焕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Fuda Alloy Materials Technology Co Ltd
Original Assignee
Fuda Alloy Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuda Alloy Materials Co Ltd filed Critical Fuda Alloy Materials Co Ltd
Priority to CN201410706716.3A priority Critical patent/CN104483192B/zh
Publication of CN104483192A publication Critical patent/CN104483192A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104483192B publication Critical patent/CN104483192B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法,电触头静熔焊力测试装置可通过对动静触点施加压力闭合后加载规定的电流,再通过一定拉力将动静触点分离测量出电触头材料静熔焊力数值。本发明包括五步骤:步骤一:电触头材料静熔焊力数据采集;步骤二:确定数据特征;步骤三:确定数据统计方式,即没有失效数据采用威布尔完整统计方式,有失效数据采用威布尔不完整统计方式;步骤四:数据拟合处理;步骤五:确定置信度得到最佳取值,根据拟合结果得到电触头材料静熔焊力数据最佳取值。本发明以威布尔概率统计为基础,在保证实验能够得到有效数据的前提下,极大地缩短试验时间,节约试验成本,同时也能对电触头材料静熔焊力数据进行归纳总结,给低压电器行业发展提供技术支持。

Description

一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法
技术领域
本发明属于材料性能测试领域,具体是指一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法。
背景技术
电触头材料是影响开关电器触头系统工作可靠性的重要因素。在电触头材料的选择与研制中必须综合考虑材料自身的热、电、机械等性质对其工作过程中的接触电阻,热熔焊、侵蚀及电寿命等面的影响,并根据各种开关电器对电触头材料的不同要求合理地选用或研制材料。用作开关的电触头材料,由于接通电源时产生涌流,电路故障时产生短路电流的作用,常常使闭合触头瞬时过热熔化,以致发生热熔焊,缩短了触头的寿命。随着电器开关走向小型化、大容量,电触头材料热熔焊问题将愈来愈突出,因此有必要对电触头材料的抗熔焊性能作更深入的探讨和研究。
热熔焊分为静、动熔焊两种,其中静熔焊是指触头闭合期间由于接触焦耳热的作用,使触头熔化、焊接在一起的现象。静熔焊是电触头在闭合期间由于电流热效应造成的。电触头闭合状态类似于固定电接触,此时电触头的主要作用是承载电流,起电能传递和信号传输的作用。由于电触头接触产生接触电阻,当电流通过电触头时会产生接触焦耳热,使材料表面温度升高。如果电触头的温升过高,接触表面便迅速生长较厚的氧化膜,使导电斑点的数目减少,尺寸缩小,接触电阻变大;接触电阻一旦变大,温升进一步增高,接触电阻更加变大,如此恶性循环,最后导致接触面熔焊,或者接触电阻变大使导电失效。当静熔焊力超过开关的机械分断力时,电触头无法分开,引起分断电路失效或者延缓开关电器的分断动作。因此,研究电触头材料静熔焊力对低压电器行业发展具有重要的现实意义。
目前,电触头材料静熔焊力数据一般都是通过电触头材料静熔焊力测试装置进行试验获得,该电触头材料静熔焊力测试装置参见本申请人在先申请的ZL201310212917.3的电触头材料的静熔焊力测试装置及其测试方法。
但是截止到目前这些数据没有一种合理的处理方式。通常数据处理方式采用二种方法,一是使用标准的数据统计,二是使用正态分布。标准数据统计方式只处理静熔焊概率(有效数据占总数据的概率),最大熔焊力数值及最大熔焊力加数平均值,这种处理方式过于简单,用简单的数学平均值来描述电触头静熔焊力数值是很片面的,不完整的;正态分布处理方式只能提供单一方式来处理有效数据,而数据中若存在失效数据则没有办法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足,而提供一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法,可以根据测试得到的有效数据和失效数据同时进行处理,克服了正态分布处理数据单一性的缺陷,在保证实验能够得到足够有效数据的前提下,极大地缩短实验时间,节约了实验成本。
为实现上述目的,本发明的技术方案是包括以下步骤:
(1)电触头材料静熔焊力数据采集,电触头材料静熔焊力数据是基于电触头材料静熔焊力测试装置所进行实验获得,每实验一次获得一个电触头静熔焊力数据,数据采集量为n次,n取值范围是30-100;
该电触头材料静熔焊力测试装置包括有支架、施力机构和测试机构,所述的支架上设置有水平的安装板,该安装板下垂直固定连接有支撑轴,所述的支撑轴上铰接连接有杠杆,所述的施力机构与杠杆的一端联动配合,所述的杠杆的另一端下方铰接设置有连杆,该连杆的下端固定设置有动触点导电上夹具,所述的测试机构包括有静触点导电下夹具、压力传感器、以及数据采集器,所述的静触点导电下夹具置于压力传感器上,且静触点导电下夹具位于动触点导电上夹具的下方,二者构成相对接触和相向分离配合,所述的静触点导电上下夹具与压力传感器之间设置有第一绝缘片,所述的动触点导电上夹具与连杆之间设置有第二绝缘片,所述的施力机构包括有固定于安装板上的电机,该电机联动设置有丝杆,所述的杠杆的一端铰接设置有丝杆螺母,该丝杆螺母与丝杆联动配合设置,所述的支架包括有与安装板平行设置的上固定板和下固定板,该上固定板下固定板之间纵向固定设置有多根纵向固定轴,所述的安装板与纵向固定轴成纵向滑移导向配合,且该上固定板上设置有向下的平衡轴,该平衡轴的下端与安装板固定连接设置;
(2)确定数据特征,筛除掉电触头静熔焊力数据中数值为0的失效数据,剩余的电触头静熔焊力数据位有效数据,有效数据个数占数据采集量n的百分率为m,m取值为20%-100%;
(3)数据统计,定义自变量X和因变量Y为符合威布尔统计关系,
当m为100%时,采用威布尔完整数据统计方式进行数据统计:自变量X取值为1/(n+1),2/(n+1),3/(n+1),……n/(n+1),因变量Y取值为将静熔焊力数据升序排列;
当m<100%,采用威布尔不完整统计方式,自变量X取值为1/n,1/n+1/(n-1),1/n+1/(n-1)+1/(n-2),……1/n+1/(n-1)+1/(n-2)+ ……+1,因变量Y取值为将静熔焊力数据升序排列;
(4)数据拟合处理,采用origin软件对数据进行拟合处理;将自变量X和因变量Y数据导入origin软件中,用origin软件威布尔数据拟合功能得到静熔焊力数据拟合曲线;
(5)确定置信度得到最佳取值,即确定数据威布尔分布置信度,根据拟合结果得到电触头材料静熔焊力数据最佳取值;置信度采用95%,数据最佳取值为拟合曲线自变量X=0.95时对应因变量Y数值。
本发明针对目前没有一种合理的电触头材料静熔焊力数据统计方式,提出一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法。该方法以概率统计为基础,在保证实验能够得到足够有效数据的前提下,极大地缩短试验时间,节约试验成本,同时也能对电触头材料静熔焊力数据进行归纳总结,给低压电器行业发展提供技术支持。
与现有技术相比,由于本发明基于威布尔分布建立两套电触头材料静熔焊力数据处理机制,在对数据使用origin软件进行拟合处理,最后根据拟合曲线确定最佳取值,使得该方法具备以下优点:
(1)由于电触头材料静熔焊力数据分布比较广泛,历史经验表明这些数据分布类型中指数分布、正态分布和威布尔分布所占比例为80%以上,而指数分布和正态分布是威布尔分布的特例,因此本发明以威布尔分布建立数学模型,最终确定数据最佳取值具有普适性;
(2)相对于传统的在威布尔概率纸上进行绘制而言,本方面采用origin软件进行拟合处理,拟合精度更高,更能反应电触头材料静熔焊力的真实情况;
(3)本发明能够提供一个相对准确的电触头材料静熔焊力数据的最佳取值,从而为电触头材料的生产提供了科学、定量的标准,充分发挥了威布尔分布处理数据的优势,减少了触点材料浪费和经济损失。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
附图说明
图1为本发明所述方法的工艺流程图;
图2为AgNi电触头材料威布尔完整数据统计方式;
图3为AgCdO电触头材料威布尔不完整统计方式;
图4 为电触头材料静熔焊力测试装置图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述,只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限定,该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例一:图2为AgNi电触头材料威布尔完整数据统计方式,获得图2步骤如下:
步骤一:AgNi电触头材料静熔焊力实验次数n=30,所获得数据如下表所示:
实验次数 静熔焊力(g)
1 584
2 1111
3 865
4 521
5 518
6 1005
7 846
8 253
9 435
10 1077
11 374
12 478
13 790
14 809
15 1133
16 540
17 191
18 453
19 170
20 1122
21 676
22 1129
23 436
24 278
25 482
26 451
27 431
28 365
29 787
30 577
步骤二:实验数据中没有失效数据,m=100%;
步骤三:实验数据中没有失效数据,采用威布尔完整数据统计方式,自变量X取值为1/(n+1),2/(n+1),3/(n+1),……n/(n+1),因变量Y取值为将静熔焊力数据升序排列,如下表所示:
X Y
0.032258 170
0.064516 191
0.096774 253
0.129032 278
0.16129 365
0.193548 374
0.225806 431
0.258065 435
0.290323 436
0.322581 451
0.354839 453
0.387097 478
0.419355 482
0.451613 518
0.483871 521
0.516129 540
0.548387 577
0.580645 584
0.612903 676
0.645161 787
0.677419 790
0.709677 809
0.741935 846
0.774194 865
0.806452 1005
0.83871 1077
0.870968 1111
0.903226 1122
0.935484 1129
0.967742 1133
步骤四:将上表自变量X和因变量Y数据导入origin软件中,用origin软件威布尔数据拟合功能得到静熔焊力数据拟合曲线;
步骤五:通过origin软件获得拟合曲线自变量X=0.95时对应因变量Y=1166。
实施例二:图3为AgCdO电触头材料威布尔完整数据统计方式,获得图3步骤如下:
步骤一:AgCdO电触头材料静熔焊力实验次数n=40,所获得数据如下表所示:
实验次数 静熔焊力(g)
1 149
2 333
3 288
4 569
5 457
6 81
7 992
8 72
9 842
10 385
11 36
12 80
13 395
14 0
15 763
16 0
17 348
18 369
19 280
20 201
21 589
22 59
23 0
24 0
25 612
26 160
27 672
28 390
29 632
30 417
31 620
32 621
33 762
34 370
35 299
36 357
37 191
38 646
39 0
40 122
步骤二:实验数据中有失效数据,m=87.5%;
步骤三:实验数据中有失效数据,采用威布尔不完整数据统计方式,自变量X取值为1/n,1/n+1/(n-1),1/n+1/(n-1)+1/(n-2),……1/n+1/(n-1)+1/(n-2)+ ……+1,,因变量Y取值为将静熔焊力数据升序排列,如下表所示:
X Y
0.025 36
0.050641 59
0.076957 72
0.103984 80
0.131762 81
0.160333 122
0.189745 149
0.220048 160
0.251298 191
0.283556 201
0.316889 280
0.351372 288
0.387086 299
0.424123 333
0.462585 348
0.502585 357
0.544252 369
0.58773 370
0.633184 385
0.680803 390
0.730803 395
0.783435 417
0.838991 457
0.897814 569
0.960314 585
1.026981 612
1.098409 620
1.175332 621
1.258666 632
1.349575 646
1.449575 672
1.560686 762
1.685686 763
1.828543 842
1.99521 992
步骤四:将上表自变量X和因变量Y数据导入origin软件中,用origin软件威布尔数据拟合功能得到静熔焊力数据拟合曲线;
步骤五:通过origin软件获得拟合曲线自变量X=0.95时对应因变量Y=540。
本发明的电触头材料静熔焊力数据采集利用电触头材料静熔焊力测试装置,如图4所示,包括有支架1、施力机构和测试机构,本实施例所述的支架1上设置有水平的安装板11,以及与安装板平行设置的上固定板12和下固定板13,该上固定板12下固定板之间纵向固定设置有多根纵向固定轴14,所述的安装板11与纵向固定轴14成纵向滑移导向配合,且该上固定板12上设置有向下的平衡轴121,该平衡轴121的下端与安装板11固定连接设置,如此设置,可以保证安装板11水平,并能根据实际需要对其进行调节。
另外,本实施例该安装板11下垂直固定连接有支撑轴111,所述的支撑轴111上铰接连接有杠杆6,所述的施力机构包括有固定于安装板上的电机21,该电机联动设置有丝杆22,所述的杠杆的一端铰接设置有丝杆螺母23,该丝杆螺母23与丝杆22联动配合设置,所述的杠杆6的另一端下方铰接设置有连杆61,该连杆61的下端固定设置有动触点导电上夹具62,所述的测试机构包括有静触点导电下夹具71、压力传感器72、以及数据采集器,该压力传感器72、以及数据采集器可以采用目前市场上常规的电子衡进行设置,所述的静触点导电下夹具71置于压力传感器72上,且静触点导电下夹具位于动触点导电上夹具62的下方,二者构成相对接触和相向分离配合,所述的静触点导电上下夹具71与压力传感器72之间设置有第一绝缘片74,所述的动触点导电上夹具62与连杆61之间设置有第二绝缘片63。
该电触头材料静熔焊力测试装置的具体测试方法参见中国专利公开号103308387A的电触头材料的静熔焊力测试装置及其测试方法。

Claims (1)

1.一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)电触头材料静熔焊力数据采集,电触头材料静熔焊力数据是基于电触头材料静熔焊力测试装置所进行实验获得,每实验一次获得一个电触头材料静熔焊力数据,数据采集量为n次,n取值范围是30-100;
该电触头材料静熔焊力测试装置包括有支架、施力机构和测试机构,所述的支架上设置有水平的安装板,该安装板下垂直固定连接有支撑轴,所述的支撑轴上铰接连接有杠杆,所述的施力机构与杠杆的一端联动配合,所述的杠杆的另一端下方铰接设置有连杆,该连杆的下端固定设置有动触点导电上夹具,所述的测试机构包括有静触点导电下夹具、压力传感器、以及数据采集器,所述的静触点导电下夹具置于压力传感器上,且静触点导电下夹具位于动触点导电上夹具的下方,二者构成相对接触和相向分离配合,所述的静触点导电上下夹具与压力传感器之间设置有第一绝缘片,所述的动触点导电上夹具与连杆之间设置有第二绝缘片,所述的施力机构包括有固定于安装板上的电机,该电机联动设置有丝杆,所述的杠杆的一端铰接设置有丝杆螺母,该丝杆螺母与丝杆联动配合设置,所述的支架包括有与安装板平行设置的上固定板和下固定板,该上固定板下固定板之间纵向固定设置有多根纵向固定轴,所述的安装板与纵向固定轴成纵向滑移导向配合,且该上固定板上设置有向下的平衡轴,该平衡轴的下端与安装板固定连接设置;
(2)确定数据特征,筛除掉电触头材料静熔焊力数据中数值为0的失效数据,剩余的电触头材料静熔焊力数据为有效数据,有效数据个数占数据采集量n的百分率为m,m取值为20%-100%;
(3)数据统计,定义自变量X和因变量Y为符合威布尔统计关系,
当m为100%时,采用威布尔完整数据统计方式进行数据统计:自变量X取值为1/(n+1),2/(n+1),3/(n+1),……n/(n+1),因变量Y取值为将电触头材料静熔焊力数据升序排列;
当m<100%,采用威布尔不完整统计方式,自变量X取值为1/n,1/n+1/(n-1),1/n+1/(n-1)+1/(n-2),……1/n+1/(n-1)+1/(n-2)+ ……+1,因变量Y取值为将静熔焊力数据升序排列;
(4)数据拟合处理,采用origin软件对数据进行拟合处理;将自变量X和因变量Y数据导入origin软件中,用origin软件威布尔数据拟合功能得到静熔焊力数据拟合曲线;
(5)确定置信度得到最佳取值,即确定数据威布尔分布置信度,根据拟合结果得到电触头材料静熔焊力数据最佳取值;置信度采用95%,数据最佳取值为拟合曲线自变量X=0.95时对应因变量Y数值。
CN201410706716.3A 2014-11-27 2014-11-27 一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法 Active CN104483192B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410706716.3A CN104483192B (zh) 2014-11-27 2014-11-27 一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410706716.3A CN104483192B (zh) 2014-11-27 2014-11-27 一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104483192A CN104483192A (zh) 2015-04-01
CN104483192B true CN104483192B (zh) 2017-01-25

Family

ID=52757762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410706716.3A Active CN104483192B (zh) 2014-11-27 2014-11-27 一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104483192B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106370934A (zh) * 2016-08-28 2017-02-01 福达合金材料股份有限公司 电触头进行接触电阻测试的预处理方法以及接触电阻数据处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102163263A (zh) * 2011-04-22 2011-08-24 上海电力学院 风机叶片振动位移及其威布尔分布拟合方法
CN103308387A (zh) * 2013-05-30 2013-09-18 福达合金材料股份有限公司 电触头材料的静熔焊力测试装置及其测试方法
CN103413048A (zh) * 2013-08-15 2013-11-27 深圳供电局有限公司 基于三参数威布尔分布确定电网设备最佳退役时间的方法
CN103698680A (zh) * 2013-12-06 2014-04-02 上海卫星工程研究所 一种元器件抗总剂量生存能力预估方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7877229B2 (en) * 2006-12-22 2011-01-25 The Boeing Company Computational method for load enhancement factors and apparatus for executing same
TWI402524B (zh) * 2009-11-25 2013-07-21 Inventec Corp 風扇壽命的預估方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102163263A (zh) * 2011-04-22 2011-08-24 上海电力学院 风机叶片振动位移及其威布尔分布拟合方法
CN103308387A (zh) * 2013-05-30 2013-09-18 福达合金材料股份有限公司 电触头材料的静熔焊力测试装置及其测试方法
CN103413048A (zh) * 2013-08-15 2013-11-27 深圳供电局有限公司 基于三参数威布尔分布确定电网设备最佳退役时间的方法
CN103698680A (zh) * 2013-12-06 2014-04-02 上海卫星工程研究所 一种元器件抗总剂量生存能力预估方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
不同钨颗粒大小的AgW触头接触熔焊的Weibull和Gamma分析;Chi H.Leung; Christine Bourda; Yusheng Cui; Lifu Hu;;《第五届电工产品可靠性与电接触国际会议论文集》;20141116 *
模拟试验条件下AgSnO2(16)触头材料性能研究;张天锦等;《第五届电工产品可靠性与电接触国际会议论文集》;20141116 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104483192A (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102981120A (zh) 一种磁保持继电器的全性能检测系统及其检测方法
CN104931830B (zh) 一种电子烟主机测试治具
CN104483192B (zh) 一种基于威布尔分布的电触头材料静熔焊力数据处理方法
JP6052787B2 (ja) 打ち抜き加工による切断面の良否判定方法
CN204740125U (zh) 一种泄压阀压力自动检测和分选的装置
CN203012095U (zh) 一种磁保持继电器的全性能检测系统
CN105866719A (zh) 一种基于并联金属性接触电弧故障的afdd测试系统
CN207096364U (zh) 一种电学实验电路短路检测装置
CN104931875A (zh) 基于负荷开关电寿命、机械寿命动作特性试验装置
CN110274827B (zh) 一种适用于触点熔焊力测试的试验系统及方法
CN202837495U (zh) 电源按键开关寿命试验机
CN201852920U (zh) 手车式开关回路电阻测试钳头
CN104237840A (zh) 一种单相电能表检验、耐压测试用一体化接线装置
CN204228941U (zh) 电能表变压器耐压检测装置
CN204731333U (zh) 电热元件测试仪
CN210604863U (zh) Ptc加热器交流耐压测试机
CN104076252B (zh) 电性测试装置及其方法
CN208999069U (zh) 一种小型断路器脱扣器铁芯检测夹具
CN102255289A (zh) 一种晶闸管交流调功器控制系统及在电加热温度控制中的应用
CN206920563U (zh) 一种组合开关电性能检测仪
CN205450208U (zh) 一种真空断路器的测试装置
CN206223929U (zh) 一种微波芯片筛选装置
CN103840386B (zh) 一种用于断路器开关触头的接线头导线装置
CN202502159U (zh) 一种动态电阻测试设备
CN205003178U (zh) 一种开闭机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220207

Address after: 325025 No. 308, Binhai fifth road, Wenzhou Economic and Technological Development Zone, Wenzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Zhejiang Fuda alloy material technology Co.,Ltd.

Address before: No. 518, Binhai 4th Road, Binhai Park, Wenzhou Economic and Technological Development Zone, Zhejiang Province, 325000

Patentee before: FUDA ALLOY MATERIALS Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right