本發(fā)明涉及器件形變量測試，尤其涉及一種機電響應器件的形變量測試異常判別方法及裝置。
背景技術：
1、在機電響應器件的生產(chǎn)與裝配過程中，受材料特性、工藝參數(shù)及設備精度等影響，常會出現(xiàn)性能不達標或結構不合格的產(chǎn)品。為確保機電響應器件可靠性，必須在質(zhì)檢環(huán)節(jié)對其施加電激勵信號并測量其輸出形變量。目前，現(xiàn)有測試裝置在操作時，通常先對機電響應器件進行通電，再施加預壓力進行測試，其步驟繁瑣、耗時較長，且對操作人員技術要求高。更重要的是，現(xiàn)有技術中尚缺乏一種能夠自動化、快速判別形變量測試數(shù)據(jù)是否異常，并定位不合格機電響應器件的專用集成裝置，質(zhì)檢效率不高，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)中對產(chǎn)品性能進行高效、穩(wěn)定篩查的需求。
技術實現(xiàn)思路
1、鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種機電響應器件的形變量測試異常判別方法及裝置，其技術方案如下：
2、一方面，提供了一種機電響應器件的形變量測試異常判別方法，該方法包括：
3、s1，獲取機電響應器件在自適應夾持狀態(tài)下的初始預緊力與電極表面接觸區(qū)域的初始溫度，當機電響應器件的電氣、熱學與力學耦合狀態(tài)達到預設的動態(tài)平衡穩(wěn)態(tài)時，觸發(fā)預設電激勵序列，對機電響應器件進行激勵，預設電激勵序列按預先設定的時序邏輯執(zhí)行，依次或組合施加以下兩種激勵：驗證機電響應器件穩(wěn)態(tài)機電特性的靜態(tài)負載激勵，以及用于驗證機電響應器件瞬態(tài)響應特性的動態(tài)負載激勵。
4、s2，在機電響應器件進行激勵的過程中，于預設測量時段內(nèi)同步采集機電響應器件形變方向的形變量及電極表面接觸區(qū)域的實時溫度，形成時序數(shù)據(jù)集。
5、s3，對時序數(shù)據(jù)集進行機電響應器件形變量的耦合關系分析，構建若干一致性判定指標，至少包括：機電響應器件形變方向的形變量與激勵電壓的線性度系數(shù)、電極接觸區(qū)域溫升速率與形變衰減趨勢的相關性系數(shù)、不同激勵周期內(nèi)形變幅值的穩(wěn)定性標準差。
6、s4，基于一致性判定指標的構建結果，判斷是否最終輸出機電響應器件的有效形變量測試數(shù)據(jù)，或觸發(fā)對應的異常類型標識。
7、另一方面，提供了一種機電響應器件的形變量測試異常判別裝置，該裝置包括：
8、工裝夾具和控制器；
9、工裝夾具包括夾持機構、上電連接裝置和測量傳感器；
10、夾持機構用于測試時固定機電響應器件；
11、上電連接裝置用于為待測的機電響應器件與控制器進行電連接；
12、測量傳感器用于在測試時測量電極表面溫度、機電響應器件實時的伸縮長度以、機電響應器件伸縮方向的壓力以及加速度；
13、控制器用于控制固定機電響應器件動作，并獲取測量傳感器獲取的數(shù)據(jù)進行測量異常分析。
14、本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：
15、1、本發(fā)明首先，獲取機電響應器件在自適應夾持狀態(tài)下的初始預緊力與電極表面接觸區(qū)域的初始溫度，并在電氣與熱學耦合狀態(tài)達到預設動態(tài)平衡穩(wěn)態(tài)時，自動觸發(fā)預設電激勵序列進行激勵，該序列可依次或組合施加靜態(tài)負載激勵和動態(tài)負載激勵，這一穩(wěn)態(tài)觸發(fā)機制確保了每次測試均在一致、穩(wěn)定的條件下開始，從源頭上提升了測試的可比性與重復性。其次，于激勵過程中的預設測量時段內(nèi)，同步采集機電響應器件形變方向的形變量及電極表面接觸區(qū)域的實時溫度，形成時序數(shù)據(jù)集，多參數(shù)同步采集避免了信號不同步導致的分析偏差。接著，對時序數(shù)據(jù)集進行耦合關系分析，構建包括形變量與激勵電壓的線性度系數(shù)、溫升速率與形變衰減趨勢的相關性系數(shù)、不同激勵周期內(nèi)形變幅值的穩(wěn)定性標準差在內(nèi)的一致性判定指標，這些多維度指標實現(xiàn)了對器件靜態(tài)特性、動態(tài)耦合及重復可靠性的綜合量化評估。最后，基于一致性指標的構建結果，自動判斷并輸出有效形變量測試數(shù)據(jù)，或觸發(fā)對應的異常類型標識，實現(xiàn)了測試結果的實時、自動化判別與不合格品的快速定位。整個方法形成了從穩(wěn)態(tài)控制、數(shù)據(jù)采集、指標分析到智能判別的全流程閉環(huán)，提升了質(zhì)檢的自動化水平與處理效率，能夠快速、可靠地篩查出性能異常的機電響應器件，有效支撐大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境下的高質(zhì)量控制需求。
16、2、若激勵為依次施加，則在靜態(tài)測量時段內(nèi)采集穩(wěn)態(tài)形變與溫度數(shù)據(jù)形成靜態(tài)時序數(shù)據(jù)集，隨后在動態(tài)測量時段內(nèi)采集瞬態(tài)形變波形與溫度變化波形形成動態(tài)時序數(shù)據(jù)集，且兩者嚴格時序分離、互不重疊，此舉確保了靜態(tài)與動態(tài)測試的獨立性與數(shù)據(jù)純凈性，避免信號相互干擾。若為組合施加，則在復合測量時段內(nèi)同步采集形變波形、溫度波形及高頻夾持過程響應信號，并以不低于激勵最高頻率成分預設倍數(shù)的采樣率形成復合時序數(shù)據(jù)集，該設計能完整捕捉復合激勵下多物理場耦合的瞬態(tài)細節(jié)與動態(tài)交互特征。通過這種分模態(tài)、高同步、全時段的數(shù)據(jù)采集策略，本方法實現(xiàn)了對不同工作狀態(tài)下機電響應特性的精確捕捉與結構化記錄。
17、3、根據(jù)激勵類型執(zhí)行差異化的耦合關系分析，構建多維度一致性判定指標，實現(xiàn)了對機電響應器件性能的深度量化評估與異常特征提取。對于依次施加激勵模式，首先從靜態(tài)時序數(shù)據(jù)集中提取形變量與激勵電壓，通過最小二乘法擬合計算殘差標準差作為靜態(tài)線性度系數(shù)，直接量化了器件穩(wěn)態(tài)響應的線性精度；接著對動態(tài)時序數(shù)據(jù)集中的瞬態(tài)形變波形進行包絡提取，獲取表征機械能量耗散的衰減時間常數(shù)，同時對電極溫度波形微分得到瞬時溫升速率曲線，再通過計算二者在相同時段內(nèi)的皮爾遜相關系數(shù)得到動態(tài)相關性系數(shù)，有效揭示了熱-機耦合效應的強弱與同步性；若存在多個重復激勵周期，則進一步提取各重復激勵周期形變幅度峰值并計算其標準差作為穩(wěn)定性標準差，從而評估器件在循環(huán)負載下的輸出一致性。這一系列分析從靜態(tài)精度、動態(tài)耦合到循環(huán)穩(wěn)定性構建了完整的性能評估鏈條，使得機電響應器件異常可被多角度、定量化地識別。對于組合施加激勵模式，則從復合時序數(shù)據(jù)集中分離出靜態(tài)偏置響應分量，計算其線性擬合殘差作為復合線性度系數(shù)，以評估在動態(tài)干擾下靜態(tài)特性的保持能力；同步提取動態(tài)調(diào)制分量的衰減時間常數(shù)、溫度變化速率及夾持響應信號特征頻段能量均值，通過多變量回歸分析生成復合相關性系數(shù)，綜合量化熱-機-電多物理場在復雜激勵下的耦合強度；若存在多個復合激勵周期，則計算形變峰值序列的標準差作為復合穩(wěn)定性標準差，反映機電響應器件的響應期間在交變復合負載下的響應重復性。這些指標的構建特別強化了對復合工況下多場耦合異常與動態(tài)失穩(wěn)的探測能力。兩種模式下的分析均以明確的激勵周期定義為基準，確保了指標計算的時序一致性與物理意義清晰性，為后續(xù)基于指標的智能異常判別提供了精確、可靠的輸入，從而顯著提升了對不合格器件的定位準確性與篩查效率。
18、4、對于依次施加激勵模式，首先以靜態(tài)線性度系數(shù)、動態(tài)相關性系數(shù)及穩(wěn)定性標準差的合格閾值為基礎判據(jù)，構建一個二維或三維的判定矩陣，并依據(jù)歷史測試數(shù)據(jù)在該矩陣空間中劃分出合格區(qū)、邊緣區(qū)及異常區(qū)。依次施加激勵的模式結束后，將計算得到的數(shù)據(jù)作為測試樣本點映射至該矩陣，根據(jù)其落入的區(qū)域自動觸發(fā)判定，這種基于多維空間區(qū)域劃分的判別方法，將多個性能指標的綜合影響可視化與規(guī)則化，避免了單一閾值判別的片面性。對于組合施加激勵模式，則采用更直接的邏輯規(guī)則進行判別：在單一復合周期內(nèi)，僅當復合線性度系數(shù)與復合相關性系數(shù)同時低于預設閾值時才判定有效；在多個復合激勵周期下，還需額外滿足復合穩(wěn)定性標準差低于對應的預設值，不滿足任一條件即判定為異常并觸發(fā)標識。這種基于多指標聯(lián)合的判別邏輯，特別適用于復合激勵下多物理場耦合的復雜場景，它強化了對靜態(tài)保真度、動態(tài)耦合強度及周期穩(wěn)定性等多重性能的協(xié)同要求，確保只有各項關鍵性能均達標的器件才能通過測試，從而有效屏蔽在復雜工況下存在潛在缺陷或性能退化的不合格品。實現(xiàn)了測試結果的高效、客觀、可靠判定與異常器件的精準定位，提升了質(zhì)檢流程的自動化水平與篩查效率。