Компьютерная обработка

Метод компьютерной обработки, разработанный в процессе исследовательской работы, позволил сократить время, необходимое для анализа петель диэлектрического гистерезиса и повысить точность выходных данных.

Таблица. 2. 2 Список используемого ПО в методике компьютерной обработки

Экспериментальные данные, полученные с помощью цифровой фотокамеры, представляют собой большое количество фотографий - порядка от 5 до 30 фотографий на один этап измерений при одном поле и одной частоте.

Таблица 2. 3 Список параметров и их нотации, описанные в данной работе

Недостатком способа оцифровки данных полученных при использовании аналогового осциллографа является наличие дефектов и артефактов, связанных с проблемой фиксации фотоизображений с экрана осциллографа с помощью фотокамеры.

Для систематизации и быстрого доступа к выгруженным данным была проведена операция переименования. C данной целью был написан специальный скрипт на языке программирования Visual Basic, реализующий формулу преобразования имен файлов, описанный в таблице 2.4. Для примера структуры имен в таблице представлены для полученной петли при выдержке в синусоидальном поле на частоте 220 Гц и рабочем напряжении 600 В.

Таблица 2.4 Нотация для именования полученных данных.

После описанных выше процедур изображения объединялись в единый файл, соответствующий конкретному эксперименту и связывающий все петли, полученные при выдержке в определенных условиях, C помощью программы редактирования растровых фотографий.

После окончания этапа предобработки, полученные изображения загружались в векторный редактор. Так как растровые изображения состоят из объектов - пикселей, для преобразования в векторное представление необходимо произвести операцию трассировки (векторизации). Трассировка производилась по предварительно созданному стилю, который содержал оптимально выбранные параметры изогелии, углов и шумов, специально подобранные для обработки растровых изображений петель гистерезиса. C целью упрощения данной процедуры и ряда других были созданы скрипты на языке JavaScript(JSX), функции которых представлены на рисунке 2.11.

Рис. 2.11 Список функций скриптов

После преобразования пикселей в математические объекты векторного представления петля диэлектрического гистерезиса представляет собой составной замкнутый контур состоящий из множество точек, имеющих координаты по осям X (физический смысл - напряжение или напряженность поля на образце) и Y (значение поляризации). Данный контур (рисунок 2.12) обладает рядом внутренних параметров (параметры, которые определяются непосредственно после обработки соответствующего векторного контура), представленных в таблице 2.3 и таблице 2.4.

Рис. 2.12 Описание петли после соответствующей обработки

Таблица 2.4 Параметры к рис. 2.12

Перед выгрузкой данных контуры петель центрировались относительно центральной точки по их линейным размерам (Width и Height), что позволило исключить возможность смещения петли на экране осциллографа в процессе выдержке под полем по техническим причинам особенности работы осциллографа.

Выгрузка данных соответствующих внутренним параметрам производилась с помощью описанных выше скриптов, позволяющих систематизировать и упростить экспорт данных в файл формата CSV. Экспортированные данные представляют собой числа, соответствующие координатам и размерам контуров петель. Поэтому для оперирования физическими величинами они были пересчитаны с использованием стандартного подхода для анализа петель диэлектрического гистерезиса.

Полученные данные были сгруппированы и загружены в предварительно созданный шаблон в программе Origin, который позволил проанализировать результаты и построить графики зависимости интересующих величин. Последовательность этапов формирования данных представлена на рисунке 2.13.

2.2