一種指示儀表檢測系統及方法
【專利摘要】本發明提供一種指示儀表檢測系統及方法，該檢測系統包括：被測指示儀表、標準源、標準表、CMOS相機、數據采集卡及計算機；標準源連接被測指示儀表、標準表及計算機，CMOS相機連接數據采集卡，數據采集卡插入計算機的卡槽中；標準源根據一測試基準值向被測指示儀表及標準表輸出測試基準電量；標準表向計算機輸出根據測試基準電量生成的標準值；CMOS相機實時采集被測指示儀表的表盤圖像，并將表盤圖像通過數據采集卡傳輸給計算機；當表盤圖像中的指針與測試基準值對應的刻度值重合時，計算機向標準源發送暫停指令，并記錄標準表向計算機輸出的當前的標準值；計算機根據當前的標準值及測試基準值計算并判斷測量誤差是否超出誤差標準值，輸出判斷結果。
【專利說明】一種指示儀表檢測系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明是關于指示儀表檢測技術，特別是關于一種指示儀表檢測方法及系統。
【背景技術】
[0002]在檢測電網系統是否正常運行的過程中，指示儀表由于其模擬電路的設計能對電量進行精準監控而得以廣泛應用。但由于常見的指示儀表的數據獲取多采用人工讀數的方式進行儀表的檢測，存在誤差大、讀數難以精確、無通訊接口等問題，且因為檢測設備、檢測方法的限制，給計量工作的開展，帶來了較大的影響，同時也不利于電網的安全穩定運行。并且，由于實際應用中，測試類型豐富、數據量大、人工操作準確性差，導致測試效率難以提高，給測試工作的開展帶來了很大的人為影響。在檢測過程中，由于需要檢測人員切換不斷切換測試類型和量程，對各類電量測點依次進行測試，由于視覺范圍的限制，不能同步獲得標準器和指示儀表的讀數，存在一定的遲滯性，對測試結果正確與否有一定的影響。因此，亟需研究新的檢測方法并開發自動化檢測系統，來解決以上問題。
【發明內容】
[0003]本發明實施例的主要目的在于提供一種指示儀表檢測系統及方法，以更為精確、高效地檢測指示儀表的讀數是否準確。
[0004]為了實現上述目的，本發明實施例提供一種指示儀表檢測系統，所述的指示儀表檢測系統包括:被測指示儀表、標準源、標準表、CMOS相機、數據采集卡及計算機；所述的標準源連接所述的被測指示儀表、標準表及計算機，所述的CMOS相機通過信號線連接所述的數據采集卡，所述的數據采集卡插入所述計算機的卡槽中；所述的標準源根據一測試基準值向所述的被測指示儀表及標準表輸出測試基準電量；所述標準表向所述計算機輸出根據所述測試基準電量生成的標準值；所述CMOS相機實時采集所述被測指示儀表的表盤圖像，并將所述表盤圖像通過所述數據采集卡傳輸給所述計算機；所述計算機判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合，如果是，向所述標準源發送暫停指令，并記錄所述標準表向所述計算機輸出的當前的標準值；所述計算機根據所述當前的標準值及所述測試基準值計算所述被測指示儀表的測量誤差，判斷所述測量誤差是否超出一誤差標準值，并輸出判斷結果。
[0005]在一實施例中，上述的計算機包括:微處理器、圖像分析與判斷模塊、控源模塊及標準表讀取模塊；所述的控源模塊用于控制所述的標準源根據所述測試基準值向所述的被測指示儀表及標準表輸出測試基準電量；所述的標準表讀取模塊用于獲取所述標準表根據所述測試基準電量生成的標準值；所述的圖像分析與判斷模塊用于對所述表盤圖像進行處理及分析，判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合；所述的微處理器用于根據所述當前的標準值及所述測試基準值計算所述被測指示儀表的測量誤差，判斷所述誤差是否超出所述誤差標準值，并輸出判斷結果。
[0006]在一實施例中，上述的圖像分析與判斷模塊具體用于:對所述表盤圖像進行采集與數字化、圖像點處理、濾波、Hough變換，判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合。
[0007]在一實施例中，上述的標準源以減量遞增的方式輸出所述測試基準電量。
[0008]在一實施例中，上述的指示儀表檢測系統還包括:光源，用于為所述CMOS相機拍攝提供輔助光源。
[0009]在一實施例中，上述的標準源通過PX1-GPIB-HS總線連接所述的被測指示儀表及計算機。
[0010]本發明實施例還提供一種指示儀表檢測方法，應用于上述實施例的指示儀表檢測系統，所述的指示儀表檢測方法包括:控制所述的標準源根據所述測試基準值向所述的被測指示儀表及標準表輸出測試基準電量，并從所述標準表獲取所述標準值；控制所述的CMOS相機實時采集所述被測指示儀表的表盤圖像，并接收所述的CMOS相機通過所述數據采集卡傳輸的所述表盤圖像；判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合，如果是，向所述標準源發送暫停指令，并記錄從所述標準表獲取的當前的標準值；根據所述當前的標準值及所述測試基準值計算所述被測指示儀表的測量誤差，判斷所述測量誤差是否超出一誤差標準值，并輸出判斷結果。
[0011]在一實施例中，上述判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合，包括:對所述表盤圖像進行處理及分析，判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合；其中，對所述表盤圖像進行處理，包括:對所述表盤圖像進行采集與數字化、圖像點處理、濾波及Hough變換。
[0012]在一實施例中，上述的標準源以減量遞增的方式輸出所述測試基準電量。
[0013]進一步地，上述的指示儀表檢測方法還包括:當所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值未重合時，控制所述的標準源持續以減量遞增的方式輸出所述測試基準電量，直至所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值重合。
[0014]本發明的有益效果在于，指示儀表的檢測流程通過系統自動完成，避免了人工操作的弊端、提高了檢測效率、有效降低系統誤差、快速準確的完成指示儀表的檢定檢測工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為根據本發明實施例的指示儀表檢測系統的結構示意圖；
[0017]圖2為根據本發明實施例的包含計算機6具體結構的指示儀表檢測系統的結構示意圖；
[0018]圖3為根據本發明實施例的指示儀表檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0020]本發明實施例提供一種指示儀表檢測系統及方法。以下結合附圖對本發明進行詳細說明。
[0021]如圖1所示,該指示儀表檢測系統包括:被測指示儀表1、標準源2、標準表3、CM0S相機4、數據采集卡5及計算機6。
[0022]標準源2分別與被測指示儀表1、標準表3及計算機3連接，CMOS相機4通過信號線連接數據采集卡5，數據采集卡5插入計算機6的卡槽中。
[0023]在對該被測指示儀表I進行檢測的過程中，測試人員可通過計算機6輸入一測試基準值。在本發明實施例中，以輸入的測試基準值為30V標準電壓為例進行說明。在實際應用中，可根據被測指示儀表類型的不同輸入不同數值單位(如40、50、60等)的測試基準值(如電流、電壓、電量等)，本發明并不以此為限。標準源2根據該測試基準值分別向被測指示儀表I及標準表3輸出測試基準電量。在一較佳實施例中，標準源2可通過PX1-GPIB-HS總線連接被測指示儀表I及計算機6。標準源2是以減量遞增的方式輸出該測試基準電量。具體地，是指該測試基準電量以測試基準值為基準量，以該基準量的百分比值連續緩慢上升，并且該百分比值是遞減的。例如，當測試人員輸入的測試基準值是30V時，標準源2先輸出30V電量的90%，然后再增加30V電量的4%、3%、2%、1%，此種方式即為“減量遞增”。上述的僅是用以舉例說明標準源2的“減量遞增”輸出方式，而并非用以限制本發明。
[0024]當接收到標準源2輸出的測試基準電量后，標準表3根據該測試基準電量生成一標準值，并將該標準值發送至計算機6。被測指示儀表I中的表盤讀數根據標準源2輸入的測試基準電量的變化而變化，CMOS相機4則實時采集被測指示儀表的表盤圖像，以實時記錄被測指示儀表I的表盤圖像的變化，并將采集到的表盤圖像通過數據采集卡5傳輸給計算機6。
[0025]接收到CMOS相機4傳輸的被測指示儀表I的表盤圖像后，計算機6判斷該表盤圖像中的指針是否與測試基準值對應的刻度值重合，在本發明實施例中，即是判斷被測指示儀表I的指針是否指向了 30V的刻度值。當被測指示儀表I的指針指向30V的刻度值時，計算機6向標準源2發送暫停指令，使標準源2暫停測試基準電量的上升，保持輸出當前的測試基準電量。同時，計算機6記錄此時標準表3輸出的當前的標準值；此時，計算機6根據記錄的當前的標準值及測試人員輸入的測試基準值即可計算被測指示儀表I的測量誤差，判斷該測量誤差是否超出誤差標準值，并輸出判斷結果。實際應用中，可根據具體測量的需要將誤差標準值設定為±0.1%?±0.5%之間。
[0026]具體實施時，上述計算機6包括以下幾個部分:微處理器61、圖像分析與判斷模塊62、控源模塊63及標準表讀取模塊64。
[0027]如圖2所示，控源模塊63與標準源2連接，用于控制該標準源2根據測試人員輸入的測試基準值向被測指示儀表I及標準表3輸出測試基準電量。并且，當表盤圖像中的指針與測試基準值對應的刻度值重合時，向標準源2發出暫停指令，使標準源2暫停測試基準電量的上升，保持輸出當前的測試基準電量。[0028]標準表讀取模塊64與標準表3連接，用于獲取標準表3根據標準源2向其輸出的測試基準電量生成的標準值。
[0029]圖像分析與判斷模塊62與CMOS相機4連接，用于對CMOS相機4傳輸的被測指示儀表I的表盤圖像進行處理及分析，并判斷該表盤圖像中的指針與測試基準值對應的刻度值是否重合。
[0030]具體地，圖像分析與判斷模塊62對表盤圖像進行處理分析是指:對表盤圖像進行采集與數字化、圖像點處理、濾波、Hough變換，以生成計算機系統可識別的數據信息。上述根據表盤圖像生成計算機系統可識別的數據信息的過程為本領域的現有技術，在此不再贅述。
[0031]微處理器61用于控制上述的圖像分析與判斷模塊62、控源模塊63及標準表讀取模塊64之間協同工作，以實現自動、且同步的采集被測指示儀表I及標準表3輸出的數據，并根據當前的標準值及測試人員輸入的測試基準值計算被測指示儀表I的測量誤差，判斷該測量誤差是否超出誤差標準值，并輸出判斷結果。
[0032]在實際應用中，根據具體的應用環境，本發明實施例的指示儀表檢測系統還可包括一光源7，用于為CMOS相機4的實時采集(拍攝)過程提供輔助光源。
[0033]如圖3所示，本發明實施例還提供一種指示儀表檢測方法，應用于圖1、圖2所示的指示儀表檢測系統，該指示儀表檢測方法包括:
[0034]步驟301:控制標準源2根據測試基準值向被測指示儀表I及標準表3輸出測試基準電量，并從標準表3獲取其輸出的標準值；
[0035]步驟302:控制CMOS相機4實時采集被測指示儀表I的表盤圖像，并接收CMOS相機4通過數據采集卡5傳輸的表盤圖像；
[0036]步驟303:判斷該表盤圖像中的指針與測試基準值對應的刻度值是否重合，表盤圖像中的指針與測試基準值對應的刻度值重合時，向標準源2發送暫停指令，并記錄從標準表3獲取的當前的標準值；
[0037]步驟304:根據當前的標準值及測試基準值計算被測指示儀表I的測量誤差，判斷該測量誤差是否超出一誤差標準值，并輸出判斷結果。
[0038]通過上述的指示儀表檢測方法，能夠避免人工操作(包括讀數、數據采集及判斷等)的弊端、提高了檢測效率、有效降低系統誤差、快速準確的完成指示儀表的檢定檢測工作。
[0039]具體實施時，在對上述被測指示儀表I的檢測過程中，首先由測試人員通過計算機6輸入一測試基準值。在本發明實施例中，以輸入的測試基準值為30V標準電壓為例進行說明。在實際應用中，可根據被測指示儀表類型的不同輸入不同數值單位(如40、50、60等)的測試基準值(如電流、電壓、電量等)，本發明并不以此為限。當測試人員在計算機6中輸入30V標準電壓后，計算機6可執行上述步驟301，控制標準源2根據該30V標準電壓生成30V標準電壓對應的測試基準電量，并分別輸出給被測指示儀表I及標準表3。標準源2是以減量遞增的方式輸出該測試基準電量。具體地，是指該測試基準電量以測試基準值為基準量，以該基準量的百分比值連續緩慢上升，并且該百分比值是遞減的。例如，當測試人員輸入的測試基準值是30V時，標準源2先輸出30V電量的90%，然后再增加30V電量的4%、3%、2%、1%，此種方式即為“減量遞增”。上述的“90%、4%、3%、2%、1%”僅是用以舉例說明標準源2的“減量遞增”輸出方式，而并非用以限制本發明。
[0040]標準表3在接收到由標準源2發送的測試基準電量后，根據該測試基準電量生成一標準值，并將該標準值傳輸給計算機6進行記錄存儲，以用以作為判斷比對的基礎。
[0041]當被測指示儀表I接收到由標準源2發送的測試基準電量后，被測指示儀表I也會根據該測試基準電量產生相應的發生，即表盤中的指針進行移動，指向與測試基準電量相對應的表盤讀數。計算機6則可執行上述步驟302，控制CMOS相機4實時采集被測指示儀表I的表盤圖像，當被測指示儀表I的指針進行移動時，CMOS相機4則可實時采集到不同時刻的被測指示儀表I的表盤圖像，并將采集到的表盤圖像傳輸給數據采集卡5，再由數據采集卡5將表盤圖像傳輸給計算機6。
[0042]計算機6接收到CMOS相機4采集的表盤圖像后，對該表盤圖像進行圖像處理及分析，在本發明實施例中，對表盤圖像進行處理是指:對表盤圖像進行采集與數字化、圖像點處理、濾波、Hough變換，以生成計算機系統可識別的數據信息。上述根據表盤圖像生成計算機系統可識別的數據信息的過程為本領域的現有技術，在此不再贅述。
[0043]在對CMOS相機傳輸的表盤圖像進行圖像處理后，計算機6可執行上述步驟303，根據經過圖像處理生成的計算機系統可識別的數據信息進行判斷，判斷表盤圖像中的指針是否與測試基準值(30V標準電壓)對應的刻度值(30V電壓)重合。當判斷出被測指示儀表I的指針指向30V電壓時，計算機6向標準源2發送暫停指令，使標準源2暫停測試基準電量的上升，保持輸出當前的測試基準電量。同時，計算機6記錄此時標準表3輸出的當前的標準值。
[0044]然后，計算機6執行上述步驟304，根據之前記錄的標準值，及測試人員輸入的測試基準值即可計算被測指示儀表I的測量誤差，判斷該測量誤差是否超出誤差標準值，并輸出判斷結果。實際應用中，可根據具體測量的需要將誤差標準值設定為±0.1%?+ 0.5%之間。
[0045]如果計算機6判斷表盤圖像中的指針與測試基準值(30V標準電壓)對應的刻度值(30V電壓)并不重合，則控制標準源2持續以減量遞增的方式輸出測試基準電量，直至表盤圖像中的指針與測試基準值對應的刻度值重合，計算機6再向標準源2發送暫停指令，并記錄從標準表3獲取的當前的標準值。然后根據之前記錄的標準值，及測試人員輸入的測試基準值計算被測指示儀表I的測量誤差，判斷該測量誤差是否超出誤差標準值，并輸出判斷結果。
[0046]本發明實施例的有益效果在于，本發明的指示儀表檢測方法及系統能夠解決現有技術中人工讀表及通過接口讀取指示儀表信息的弊端，能夠提高檢測效率、有效降低系統誤差、快速準確的完成指示儀表的檢定檢測工作。
[0047]本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，比如R0M/RAM、磁碟、光盤等。
[0048]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種指示儀表檢測系統，其特征在于，所述的指示儀表檢測系統包括:被測指示儀表、標準源、標準表、CMOS相機、數據采集卡及計算機； 所述的標準源連接所述的被測指示儀表、標準表及計算機，所述的CMOS相機通過信號線連接所述的數據采集卡，所述的數據采集卡插入所述計算機的卡槽中； 所述的標準源根據一測試基準值向所述的被測指示儀表及標準表輸出測試基準電量；所述標準表向所述計算機輸出根據所述測試基準電量生成的標準值；所述CMOS相機實時采集所述被測指示儀表的表盤圖像，并將所述表盤圖像通過所述數據采集卡傳輸給所述計算機； 所述計算機判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合，如果是，向所述標準源發送暫停指令，并記錄所述標準表向所述計算機輸出的當前的標準值；所述計算機根據所述當前的標準值及所述測試基準值計算所述被測指示儀表的測量誤差，判斷所述測量誤差是否超出一誤差標準值，并輸出判斷結果。
2.根據權利要求1所述的指示儀表檢測系統，其特征在于，所述的計算機包括:微處理器、圖像分析與判斷模塊、控源模塊及標準表讀取模塊； 所述的控源模塊用于控制所述的標準源根據所述測試基準值向所述的被測指示儀表及標準表輸出測試基準電量； 所述的標準表讀取模塊用于獲取所述標準表根據所述測試基準電量生成的標準值； 所述的圖像分析與判斷模塊用于對所述表盤圖像進行處理及分析，判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基 準值對應的刻度值是否重合； 所述的微處理器用于根據所述當前的標準值及所述測試基準值計算所述被測指示儀表的測量誤差，判斷所述誤差是否超出所述誤差標準值，并輸出判斷結果。
3.根據權利要求2所述的指示儀表檢測系統，其特征在于，所述的圖像分析與判斷模塊具體用于:對所述表盤圖像進行采集與數字化、圖像點處理、濾波、Hough變換，判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合。
4.根據權利要求1所述的指示儀表檢測系統，其特征在于，所述的標準源以減量遞增的方式輸出所述測試基準電量。
5.根據權利要求1所述的指示儀表檢測系統，其特征在于，所述的指示儀表檢測系統還包括:光源，用于為所述CMOS相機拍攝提供輔助光源。
6.根據權利要求1所述的指示儀表檢測系統，其特征在于，所述的標準源通過PX1-GPIB-HS總線連接所述的被測指示儀表及計算機。
7.一種指示儀表檢測方法，應用于如權利要求1所述的指示儀表檢測系統，其特征在于，所述的指示儀表檢測方法包括: 控制所述的標準源根據所述測試基準值向所述的被測指示儀表及標準表輸出測試基準電量，并從所述標準表獲取所述標準值； 控制所述的CMOS相機實時采集所述被測指示儀表的表盤圖像，并接收所述的CMOS相機通過所述數據采集卡傳輸的所述表盤圖像； 判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合，如果是，向所述標準源發送暫停指令，并記錄從所述標準表獲取的當前的標準值； 根據所述當前的標準值及所述測試基準值計算所述被測指示儀表的測量誤差，判斷所述測量誤差是否超出一誤差標準值，并輸出判斷結果。
8.根據權利要求7所述的指示儀表檢測方法，其特征在于，判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合，包括:對所述表盤圖像進行處理及分析，判斷所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值是否重合； 其中，對所述表盤圖像進行處理，包括:對所述表盤圖像進行采集與數字化、圖像點處理、濾波及Hough變換。
9.根據權利要求7所述的指示儀表檢測方法，其特征在于，所述的標準源以減量遞增的方式輸出所述測試基準電量。
10.根據權利要求9所述的指示儀表檢測方法，其特征在于，所述的指示儀表檢測方法還包括: 當所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值對應的刻度值未重合時，控制所述的標準源持續以減量遞增的方式輸出所述測試基準電量，直至所述的表盤圖像中的指針與所述測試基準值 對應的刻度值重合。
【文檔編號】G01R35/00GK103983935SQ201410234309
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】丁恒春, 王曉燕, 周麗霞, 徐占河, 楊曉波, 張春雪, 趙晶, 李亭 申請人:國家電網公司, 華北電力科學研究院有限責任公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
