[发明专利]一种基于试验数据的传感器元件质量评估方法

说明书

本发明提供一种基于试验数据的传感器元件质量评估方法，用于传感器元件的可靠性筛选，该方法基于传感器元件试验数据，采用相关性分析和主成分分析的数学方法发掘传感器元件试验过程数据隐含的信息，并采用概率统计的方法对分析结果进行量化和数据判读，以剔除存在风险的传感器元件。本发明从试验数据分析角度出发，能有效弥补传统方法仅依靠可靠性试验进行筛选的不足，可以很好地用于传感器元件的可靠性筛选，尤其适用于航空、航天等领域对传感器元件可靠性要求高的场合。

技术领域

本发明属于传感器/传感器元件可靠性筛选领域，涉及一种基于试验数据的传感器元件质量评估方法。

背景技术

传感器元件的可靠性在航空航天以及涉及安全的工业领域都受到广泛重视，与电子元器件筛选一样，传感器元件的筛选通常也采用加速应力筛选方式。尽管加速应力筛选在一定程度上被证明是提高使用可靠性的一种手段，但是其试验数据的分析处理方式相对单一，其深层次与传感器元件可靠性相关信息挖掘方法还有待进一步研究和解决。

本发明为了解决传感器元件可靠性筛选试验数据的分析问题，提出一种运用相关性分析和主成分分析的传感器元件试验数据分析方法，挖掘传感头试验过程数据隐含的信息，发现存在潜在风险的传感头，并以此来评估传感头的质量情况。

专利文献CN103439669A中公开一种太阳能电池的可靠性筛选分类方法。该文献提出基于马氏距离的筛选方法对太阳能电池噪声数据进行分析，进而得到全频段的噪声筛选判据，该对比文件采用噪声数据以及马氏距离的分析方法对太阳能电池进行评价，与本专利所描述的方法有本质区别。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有的传统传感器元件筛选方法主要为老化试验、高低温物理试验及静态测试等，该过程中仅依据传感器元件的性能指标直接判断，未对传感器元件数据深层次分析，这些方法花费大、周期长，大多数时候不能有效评估传感器元件的质量情况。为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于传感器元件试验过程的数据分析的传感器元件质量评估方法。

本发明的技术方案是：一种基于试验数据的传感器元件质量评估方法，步骤如下：

a)对传感器元件长期通电，在满量程下，记录同批次所有传感器元件在满量程下的输出信号；

b)对同批次所有传感器元件在满量程下的输出信号数据，采用互相关系数计算方法计算每只元件与同批次其他元件数据的互相关系数，将其中互相关系数为负值的互相关系数记为零，之后计算得到每只传感器元件与同批次其他元件数据互相关系数的均值Q，作为下一步的输入；

c)根据步骤b)获得的每只传感器元件与同批次其他元件数据互相关系数的均值Q进行统计，计算得到互相关计算结果，即同批次试验的所有传感器元件互相关系数均值Q的均值和标准差；

d)对步骤c)的互相关计算结果进行分级；

e)对传感器元件进行标定，记录同批次试验的所有传感器元件在不同标定点下的输出信号；

f)对每只传感器元件获得的标定数据进行标准化处理；采用主成分分析计算方法对每只传感器元件标准化后的数据提取第一主成分的贡献率；

g)根据步骤f)获得的每只传感器元件第一主成分贡献率进行统计，计算得到主成分分析结果，即同批次试验的所有传感器元件第一主成分贡献率均值和标准差；

h)对步骤g)主成分分析结果进行分级；

i)根据d)和h)中得到的分级结果，比较两个分级结果，取两个分级结果当中等级更差的一个作为传感器元件的质量评估结果。

所述步骤a)，传感器元件长期通电时间不少于一千小时，过程中持续记录传感器元件的输出信号。

所述步骤b)，采用互相关系数计算方法计算每只元件与其他元件数据的互相关系数的具体方法为：