基于数据分析的薄膜开关测试数据处理方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及基于数据分析的薄膜开关测试数据处理方法。

背景技术

薄膜开关是按键功能、指示元件、仪器面板为一体的一个操作系统，薄膜开关具有结构严谨、外形美观和密封性好、使用寿命长等特点，且薄膜开关的生产有较多的种类。薄膜开关的良好性能和种类的多样性也使其广泛应用于电子通讯、电子测量的仪器和工业控制、医疗设备、家用电器等领域。

薄膜开关的质量检测是一项重要的工作，对薄膜开关测试数据进行数据分析可以帮助我们了解薄膜开关的性能特征，进而可以评估产品的质量，可以为生产的薄膜产品的优化提供参考依据。可以采用聚类分析的方法对薄膜开关测试数据进行分析，传统的聚类算法对不同样本的薄膜开关测试数据特征的分析不准确，导致对不同样本薄膜开关测试数据的聚类不准确，导致对不同样本之间薄膜开关性能的分析不准确，评估薄膜开关质量的误差较大。

发明内容

本发明提供基于数据分析的薄膜开关测试数据处理方法，以解决上述问题，所采用的技术方案具体如下：

本发明一个实施例基于数据分析的薄膜开关测试数据处理方法，该方法包括以下步骤：

获取薄膜开关测试数据；

根据薄膜开关测试数据计算每个薄膜开关的邻近特征数据集合，根据所述每个薄膜开关的邻近特征数据集合分别计算每个薄膜开关测试数据的响应紧密度；

根据每个薄膜开关测试数据的响应紧密度计算每个薄膜开关测试数据的切换响应波动系数，根据每个薄膜开关的测试数据的切换响应波动系数计算每个薄膜开关测试数据的稳态变异系数，根据每个薄膜开关测试数据的稳态变异系数计算每个薄膜开关测试数据的收缩因子系数，根据每个薄膜开关测试数据的收缩因子系数获取每个薄膜开关异常状态数据集合；

根据每个薄膜开关异常状态数据集合获取薄膜开关测试样本矩阵，根据所述薄膜开关测试样本矩阵获取薄膜开关测试数据异常参考值。

优选的，所述薄膜开关测试数据包括每个薄膜开关的响应时间、切换电压、切换电流和接触电阻数据。

优选的，所述获取每个薄膜开关的邻近特征数据集合的方法为：

将所述薄膜开关测试数据作为输入，分别使用邻近划分算法得到薄膜开关每个测试数据中邻近特征数据集合，将划分后薄膜开关每个响应时间、切换电压、切换电流和接触电阻数据的邻近特征数据集合分别记为第一邻近特征集合，第二邻近特征集合，第三邻近特征集合，第四邻近特征集合。

优选的，所述薄膜开关测试数据的响应紧密度的计算方法为：

将第一邻近特征集合中每个数据与第一邻近特征集合数据均值差的平方累加和记为第一累加和，将第一邻近特征集合中最大数值与第一邻近特征集合中最小数值的差记为第一差值，将第一累加和的均值与第一差值的乘积记为薄膜开关测试数据的响应紧密度。

优选的，所述每个薄膜开关测试数据的切换响应波动系数的具体计算方法为：

式中，

优选的，所述每个薄膜开关测试数据的稳态变异系数的计算方法为：

计算薄膜开关的响应时间序列、切换电压序列、切换电流序列和接触电阻序列中数据的均方差与均值的比值并分别记为第一比值、第二比值、第三比值与第四比值，将第一比值、第二比值、第三比值与第四比值的和记为薄膜开关的稳态变异系数。

优选的，所述根据每个薄膜开关测试数据的稳态变异系数计算每个薄膜开关测试数据的收缩因子的方法为：

将所述薄膜开关测试数据的切换响应波动系数按照数值从小到大次序排列组成第一序列，计算第一序列的中位数与均方差的差值记为第二差值，将第二差值与薄膜开关稳态变异系数的乘积的归一化结果记为薄膜开关的收缩因子系数。

优选的，所述根据每个薄膜开关测试数据的收缩因子系数获取每个薄膜开关异常状态数据集合的方法为：

将薄膜开关的收缩因子系数作为数据异常聚类算法的输入，获取薄膜开关的响应时间序列、切换电压序列、切换电流序列和接触电阻序列中异常数据并按照先后次序构成第一异常集合、第二异常集合、第三异常集合和第四异常集合。

优选的，所述根据每个薄膜开关异常状态数据集合获取薄膜开关测试样本矩阵的方法为：

保留薄膜开关的响应时间序列、切换电压序列、切换电流序列和接触电阻序列中与第一异常集合、第二异常集合、第三异常集合和第四异常集合中相同的数值，将薄膜开关的响应时间序列、切换电压序列、切换电流序列和接触电阻序列中与第一异常集合、第二异常集合、第三异常集合和第四异常集合中不相同数值调整为预设值，将调整后的薄膜开关的响应时间序列、切换电压序列、切换电流序列和接触电阻序列按列顺序构成薄膜开关测试样本矩阵。

优选的，所述根据所述薄膜开关测试样本矩阵获取薄膜开关测试数据异常参考值的方法为：

将薄膜开关测试样本矩阵中所有预设值编码为数字

本发明的有益效果是：通过构建薄膜开关测试数据切换响应波动系数，并根据切换响应波动系数和切换电流的变异系数计算收缩因子参考系数。基于收缩因子参考系数计算收缩因子的大小，其有益效果在于收缩因子参考系数考虑了薄膜开关测试数据分布特征，避免因数据分布离散时选取收缩因子参数的设置较小导致聚类结果不准确，进而提高对薄膜开关测试数据聚类的精度，提高对薄膜开关质量评估的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例所提供的基于数据分析的薄膜开关测试数据处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的基于数据分析的薄膜开关测试数据处理方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S001，获取薄膜开关测试数据。

通过电流、电压传感器和电阻传感器获取的薄膜开关性能测试过程中切换电压、切换电流和接触电阻数据，并记录传感器响应时间作为薄膜开关测试过程中的响应时间数据。同时，将采集获取的数据按照时间先后次序分别构成响应时间序列、切换电压序列、切换电流序列和接触电阻序列。

步骤S002，根据薄膜开关测试数据计算每个薄膜开关的邻近特征数据集合，根据所述每个薄膜开关的邻近特征数据集合分别计算每个薄膜开关测试数据的响应紧密度。

由于薄膜开关的性能测试涉及较多的方面，对不同方面的薄膜开关性能测试数据进行分析，可以综合评估薄膜开关的生产质量。对薄膜开关的性能测试数据中响应时间是从信号输入到开关动作所需的时间，反映薄膜开关的工作效率，响应时间越低则表示薄膜开关的工作效率越高；切换电压为薄膜开关动作时所需的电压，数值越低表示薄膜开关在较低电压下也能完成开关状态切换；而接触电阻为开关接通状态下的电阻值，电阻值越小则薄膜开关性能越好。但切换电流则表示在开关状态切换时薄膜开关能够承受和传导的电流值，该数值越大则表示薄膜开关的承受和传导能力越大，薄膜开关的性能越好。

切换电压和接触电阻的增大会使薄膜开关需要更多的响应时间来完成开关状态的转换，同时切换电流较大，表明薄膜开关工作状态下工作电流较大，一方面反映薄膜开关可以承受更大的电流的性能，另一方面反映出该薄膜开关的工作时切换电压和接触电阻较大，响应时间也较长。因此从性能方面分析数值变化切换电流与其它三个性能指标相反，但从数值影响方面接触电阻、切换电压、切换电流的响应时间的异常变化是相同的。

采用K近邻算法对薄膜开关的响应时间进行处理，其中输入参数

上述中，

通过上述公式可以计算得到薄膜开关第

步骤S003，根据响应紧密度计算每个薄膜开关测试数据的切换响应波动系数，根据切换响应波动系数计算稳态变异系数，根据稳态变异系数计算每个薄膜开关测试数据的收缩因子系数，根据收缩因子系数获取每个薄膜开关异常状态数据集合。

通过上述步骤计算分析可以获取薄膜开关测试数据的响应紧密度，为后续计算薄膜开关测试数据异常状态集合提供理论依据。

上式中，

通过上述公式可以计算得到薄膜开关第

对于薄膜开关所有数据均可以计算得到切换响应波动系数，由此将不同的切换响应波动系数按数值从小到大次序构成切换波动系数序列

通过上述公式可以计算得到薄膜开关稳态变异系数

通过对计算得到的收缩因子参考系数

由上述步骤可以得到薄膜开关测试数据的聚类结果，计算每个薄膜开关测试数据的聚类簇内数据到代表点的距离均值，将聚类簇内数据按计算的距离由大到小排序，选取距离较大的数据认为是异常数据，本发明中每个簇内选取的异常点的数量为

步骤S004，根据每个薄膜开关异常状态数据集合获取薄膜开关测试样本矩阵，根据所述薄膜开关测试样本矩阵获取薄膜开关测试数据异常参考值，对薄膜开关测试数据异常状态检测。

由于每个样本对应一组性能指标数据，因此可根据样本对应的数据构成测试样本矩阵

上式中

通过薄膜开关测试数据异常参考值可以获取薄膜开关性能测试过程中异常测试数据的干扰情况，从而能够判断当前薄膜开关的性能状态。当计算得到的薄膜开关测试数据异常参考值大于等于第一预设值时，认为此时薄膜开关测试性能存在异常，需要对当前薄膜开关部件质量进行进一步检验，减少薄膜开关测试性能次品数量。

其中第一预设值的经验值为0.24，实施者可根据需要自行设定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。