CN103293510A - 一种快速测定电能表误差的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速测定电能表误差的装置，其结构中包括载体机和设置在载体机上的参数输入模块、脉冲信号采集模块、数据分析转换模块、计算比对模块和显示模块。利用上述装置快速测定电能表误差的步骤包括：A.读取待测电能表上的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值，并分别手动输入到参数输入模块中；B.利用脉冲信号采集模块对电能表发出的周期性脉冲信号进行图像数据采集；C.利用数据分析转换模块对采集到的图像数据进行在线分析；D.计算比对模块计算获取电能表实时误差数值；E.显示模块在线显示误差值。本发明能够利用普通手机即可实现电能表误差的无接触式快速和精准测定。

Description

一种快速测定电能表误差的装置及方法

技术领域

本发明涉及电子式电能表的误差检测技术领域，尤其是一种利用普通手机即可实现的无接触式电能表误差测定装置及方法。

背景技术

现有电能表校验方法比较繁琐，需要接线接电，有一定的触电危险，而且校验设备体积庞大，不利于现场校验作业。由于校验所用专业设备需要购买，花费开销比较大，总体校验所需时间也较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快速测定电能表误差的装置及方法，能够利用普通手机即可实现电能表误差的无接触式快速和精准测定。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种快速测定电能表误差的装置，适用于电子式电能表误差的精确测量，其结构中包括载体机和设置在载体机上的参数输入模块、脉冲信号采集模块、数据分析转换模块、计算比对模块和显示模块；所述参数输入模块用于支持手动输入电能表的运行参数；所述脉冲信号采集模块利用摄像装置采集电子式电能表上脉冲信号灯发出的周期性脉冲光斑信号；所述数据分析转换模块包括光斑形状计算单元、光斑亮度计算单元、光斑色彩计算单元和加权计算单元，用于对脉冲信号采集模块获取的光斑图像进行数据模拟和周期识别；所述计算比对模块将数据分析转换模块获取的模拟数据与手动输入的数据进行比对并计算实时误差数据；所述显示模块用于显示误差数据。

作为本发明的一种优选技术方案，所述参数输入模块设置有电压输入单元、电流输入单元和电能表脉冲灯固有频率输入单元。

作为本发明的一种优选技术方案，所述数据分析转换模块还包括情景模式预设单元，用于根据外界环境的光照条件对光斑形状计算单元、光斑亮度计算单元、光斑色彩计算单元和加权计算单元的计算参数进行调整；所述情景模式预设单元具体包括彩色情景模式、黑白情景模式、灰度情景模式。

作为本发明的一种优选技术方案，所述计算比对模块还包括误差值累积计算单元，用于将测得的电能表实时误差数值转换为对时间的平均误差数值。

作为本发明的一种优选技术方案，所述载体机采用智能通信手机；所述参数输入模块为智能通信手机的输入键盘或者触摸屏；所述脉冲信号采集模块为智能通信手机的摄像头；所述数据分析转换模块和计算比对模块采用智能通信手机的中央处理器；所述显示模块为智能通信手机的显示屏。

利用上述装置快速测定电能表误差的方法，其步骤包括：

A、读取待测电能表上的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值，并分别手动输入到参数输入模块的电压输入单元、电流输入单元和脉冲灯频率输入单元；

B、利用载体机的脉冲信号采集模块对电能表发出的周期性脉冲信号进行图像数据采集；

C、利用数据分析转换模块对采集到的图像数据进行在线分析；

C-1、利用光斑形状计算单元对脉冲光斑大小的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第一组脉冲频率数值；

C-2、利用光斑亮度计算单元对脉冲光斑亮度的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；

C-3、利用光斑色彩计算单元对脉冲光斑色彩的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；

C-4、利用加权计算单元对上述所得三组脉冲频率数值进行加权平均计算，得到最终的脉冲频率数值；

D、计算比对模块根据参数输入模块上手动输入的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值计算出电能表的应有脉冲频率数值，然后将此数值与步骤C所得实测脉冲频率数值进行比对，计算获取电能表实时误差数值；

E、显示模块在线显示误差值。

作为上述测定方法的一种优选技术方案，步骤C-3中，光斑色彩的周期性变化采用红色、白色作为计算指标，计算光斑色彩的红、白转化频率。

作为上述测定方法的一种优选技术方案，步骤C中预先设置情景模式预设单元，用于根据外界环境的光照条件对光斑形状计算单元、光斑亮度计算单元、光斑色彩计算单元和加权计算单元的计算参数进行调整；所述情景模式预设单元具体包括彩色情景模式、黑白情景模式、灰度情景模式。

作为上述测定方法的一种优选技术方案，步骤D中计算得出电能表的实时误差数值之后，利用误差值累积计算单元将电能表实时误差数值转换为对时间的平均误差数值。

作为上述测定方法的一种优选技术方案，采用智能通信手机作为测定装置的载体机，将测定流程集成为手机软件程序，在智能通信手机上安装此软件程序，并按照如下步骤操作：

A、读取待测电能表上的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值，并通过智能手机的输入键盘或者触摸屏手动输入上述数值，作为误差比对计算时的标准参考值；

B、利用手机摄像头对电能表发出的周期性脉冲信号进行图像数据采集；

C、利用手机的中央处理器对采集到的图像数据进行在线分析；

C-0、根据外界环境的光照条件设定情景模式为：彩色情景模式或黑白情景模式或灰度情景模式；

C-1、利用光斑形状计算单元对脉冲光斑大小的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第一组脉冲频率数值；

C-2、利用光斑亮度计算单元对脉冲光斑亮度的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；

C-3、利用光斑色彩计算单元对脉冲光斑色彩的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；所述光斑色彩的周期性变化采用红色、白色作为计算指标，计算光斑色彩的红、白转化频率；

C-4、利用加权计算单元对上述所得三组脉冲频率数值进行加权平均计算，得到最终的脉冲频率数值；

如果步骤C-0预设的为灰度情景模式，则在进行加权平均计算时第一组脉冲频率数值的权重为第二、第三组脉冲频率数值的两倍；第二、第三组脉冲频率数值的权重相等；

如果步骤C-0预设的为黑白情景模式，则在进行加权平均计算时第二组脉冲频率数值的权重为第一、第三组脉冲频率数值的两倍；第一、第三组脉冲频率数值的权重相等；

如果步骤C-0预设的为彩色情景模式，则在进行加权平均计算时第三组脉冲频率数值的权重为第一、第二组脉冲频率数值的两倍；第一、第二组脉冲频率数值的权重相等；

D、手机的中央处理器根据步骤A中手动输入的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值计算出电能表的应有脉冲频率数值，然后将此数值与步骤C所得实测脉冲频率数值进行比对，计算获取电能表实时误差数值；然后再利用误差值累积计算单元将电能表实时误差数值转换为对时间的平均误差数值；

E、手机的显示屏在线显示步骤D所得误差数值。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明克服了现有技术的不足，有较高的实用价值及推广意义，其具有多方面的突出优势：①不用接线，只需输入参数即可，对比原始测验方式，更安全可靠，减少了安全事故；②手机程序安装、操作方便，对比原始校验方式，减少操作步骤，更省力；③软件形式发布，硬件依托手机平台，对比原始校验方式需要购买专业设备来讲，不用购置相关设备节省资金费用，体积小巧，便于携带；④校验所需时间明显减少，只需几十秒时间，对比原始校验方式，提高了工作效率，缩短了校验时间。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构和工艺示意图。

具体实施方式

实施例1

一种快速测定电能表误差的装置，适用于电子式电能表误差的精确测量，其结构中包括载体机，此载体机上设有用于支持手动输入电能表运行参数的参数输入模块、利用摄像装置采集电能表上周期性脉冲光斑信号的脉冲信号采集模块、用于对脉冲光斑图像进行数据模拟和周期识别的数据分析转换模块、用于将数据分析转换模块获取的模拟数据与手动输入的数据进行比对并计算实时误差数据的计算比对模块和显示模块。参数输入模块设置有电压输入单元、电流输入单元和电能表脉冲灯固有频率输入单元。数据分析转换模块包括光斑形状计算单元、光斑亮度计算单元、光斑色彩计算单元和加权计算单元；数据分析转换模块还包括情景模式预设单元，用于根据外界环境的光照条件对光斑形状计算单元、光斑亮度计算单元、光斑色彩计算单元和加权计算单元的计算参数进行调整；情景模式预设单元具体包括彩色情景模式、黑白情景模式和灰度情景模式三种模式。计算比对模块还包括误差值累积计算单元，用于将测得的电能表实时误差数值转换为对时间的平均误差数值。

采用智能通信手机作为测定装置的载体机，将测定流程集成为手机软件程序，在智能通信手机上安装此软件程序，并按照如下步骤操作：

A、读取待测电能表上的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值，并通过智能手机的输入键盘或者触摸屏手动输入上述数值，作为误差比对计算时的标准参考值；

B、利用手机摄像头对电能表发出的周期性脉冲信号进行图像数据采集；

C、利用手机的中央处理器对采集到的图像数据进行在线分析；

C-0、根据外界环境的光照条件设定情景模式为：彩色情景模式或黑白情景模式或灰度情景模式；

C-1、利用光斑形状计算单元对脉冲光斑大小的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第一组脉冲频率数值；

C-2、利用光斑亮度计算单元对脉冲光斑亮度的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；

C-3、利用光斑色彩计算单元对脉冲光斑色彩的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；光斑色彩的周期性变化采用红色、白色作为计算指标，计算光斑色彩的红、白转化频率；

C-4、利用加权计算单元对上述所得三组脉冲频率数值进行加权平均计算，得到最终的脉冲频率数值；

如果步骤C-0预设的为灰度情景模式，则在进行加权平均计算时第一组脉冲频率数值的权重为第二、第三组脉冲频率数值的两倍；第二、第三组脉冲频率数值的权重相等；

如果步骤C-0预设的为黑白情景模式，则在进行加权平均计算时第二组脉冲频率数值的权重为第一、第三组脉冲频率数值的两倍；第一、第三组脉冲频率数值的权重相等；

如果步骤C-0预设的为彩色情景模式，则在进行加权平均计算时第三组脉冲频率数值的权重为第一、第二组脉冲频率数值的两倍；第一、第二组脉冲频率数值的权重相等；

D、手机的中央处理器根据步骤A中手动输入的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值计算出电能表的应有脉冲频率数值，然后将此数值与步骤C所得实测脉冲频率数值进行比对，计算获取电能表实时误差数值；然后再利用误差值累积计算单元将电能表实时误差数值转换为对时间的平均误差数值；

E、手机的显示屏在线显示步骤D所得误差数值。

本发明具有如下几个方面的优势：1、不用接线，只需输入参数即可，对比原始测验方式，更安全可靠。减少了安全事故；2、手机程序安装、操作方便，对比原始校验方式，减少操作步骤，更省力；3、软件形式发布，硬件依托手机平台，对比原始校验方式需要购买专业设备来讲，不用购置相关设备节省资金费用，体积小巧，便于携带；4、校验所需时间明显减少，只需几十秒时间，对比原始校验方式，提高了工作效率，缩短了校验时间。因此有较高的实用价值及推广意义。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (10)

1.一种快速测定电能表误差的装置，适用于电子式电能表误差的精确测量，其特征在于：其结构中包括载体机和设置在载体机上的参数输入模块、脉冲信号采集模块、数据分析转换模块、计算比对模块和显示模块；所述参数输入模块用于支持手动输入电能表的运行参数；所述脉冲信号采集模块利用摄像装置采集电子式电能表上脉冲信号灯发出的周期性脉冲光斑信号；所述数据分析转换模块包括光斑形状计算单元、光斑亮度计算单元、光斑色彩计算单元和加权计算单元，用于对脉冲信号采集模块获取的光斑图像进行数据模拟和周期识别；所述计算比对模块将数据分析转换模块获取的模拟数据与手动输入的数据进行比对并计算实时误差数据；所述显示模块用于显示误差数据。

2.根据权利要求1所述的快速测定电能表误差的装置，其特征在于：所述参数输入模块设置有电压输入单元、电流输入单元和电能表脉冲灯固有频率输入单元。

3.根据权利要求1所述的快速测定电能表误差的装置，其特征在于：所述数据分析转换模块还包括情景模式预设单元，用于根据外界环境的光照条件对光斑形状计算单元、光斑亮度计算单元、光斑色彩计算单元和加权计算单元的计算参数进行调整；所述情景模式预设单元具体包括彩色情景模式、黑白情景模式、灰度情景模式。

4.根据权利要求1所述的快速测定电能表误差的装置，其特征在于：所述计算比对模块还包括误差值累积计算单元，用于将测得的电能表实时误差数值转换为对时间的平均误差数值。

5.根据权利要求1或2或3所述的快速测定电能表误差的装置，其特征在于：所述载体机采用智能通信手机；所述参数输入模块为智能通信手机的输入键盘或者触摸屏；所述脉冲信号采集模块为智能通信手机的摄像头；所述数据分析转换模块和计算比对模块采用智能通信手机的中央处理器；所述显示模块为智能通信手机的显示屏。

6.利用权利要求1所述装置快速测定电能表误差的方法，其特征步骤包括：

A、读取待测电能表上的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值，并分别手动输入到参数输入模块的电压输入单元、电流输入单元和脉冲灯频率输入单元；

B、利用载体机的脉冲信号采集模块对电能表发出的周期性脉冲信号进行图像数据采集；

C、利用数据分析转换模块对采集到的图像数据进行在线分析；

C-1、利用光斑形状计算单元对脉冲光斑大小的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第一组脉冲频率数值；

C-2、利用光斑亮度计算单元对脉冲光斑亮度的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；

C-3、利用光斑色彩计算单元对脉冲光斑色彩的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；

C-4、利用加权计算单元对上述所得三组脉冲频率数值进行加权平均计算，得到最终的脉冲频率数值；

D、计算比对模块根据参数输入模块上手动输入的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值计算出电能表的应有脉冲频率数值，然后将此数值与步骤C所得实测脉冲频率数值进行比对，计算获取电能表实时误差数值；

E、显示模块在线显示误差值。

7.根据权利要求6所述的快速测定电能表误差的方法，其特征在于：步骤C-3中，光斑色彩的周期性变化采用红色、白色作为计算指标，计算光斑色彩的红、白转化频率。

8.根据权利要求6所述的快速测定电能表误差的方法，其特征在于：步骤C中预先设置情景模式预设单元，用于根据外界环境的光照条件对光斑形状计算单元、光斑亮度计算单元、光斑色彩计算单元和加权计算单元的计算参数进行调整；所述情景模式预设单元具体包括彩色情景模式、黑白情景模式、灰度情景模式。

9.根据权利要求6所述的快速测定电能表误差的方法，其特征在于：步骤D中计算得出电能表的实时误差数值之后，利用误差值累积计算单元将电能表实时误差数值转换为对时间的平均误差数值。

10.根据权利要求6所述的快速测定电能表误差的方法，其特征在于：采用智能通信手机作为测定装置的载体机，将测定流程集成为手机软件程序，在智能通信手机上安装此软件程序，并按照如下步骤操作：

A、读取待测电能表上的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值，并通过智能手机的输入键盘或者触摸屏手动输入上述数值，作为误差比对计算时的标准参考值；

B、利用手机摄像头对电能表发出的周期性脉冲信号进行图像数据采集；

C、利用手机的中央处理器对采集到的图像数据进行在线分析；

C-0、根据外界环境的光照条件设定情景模式为：彩色情景模式或黑白情景模式或灰度情景模式；

C-1、利用光斑形状计算单元对脉冲光斑大小的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第一组脉冲频率数值；

C-2、利用光斑亮度计算单元对脉冲光斑亮度的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；

C-3、利用光斑色彩计算单元对脉冲光斑色彩的周期性变化进行阈值化分析计算，得到第二组脉冲频率数值；所述光斑色彩的周期性变化采用红色、白色作为计算指标，计算光斑色彩的红、白转化频率；

C-4、利用加权计算单元对上述所得三组脉冲频率数值进行加权平均计算，得到最终的脉冲频率数值；

如果步骤C-0预设的为灰度情景模式，则在进行加权平均计算时第一组脉冲频率数值的权重为第二、第三组脉冲频率数值的两倍；第二、第三组脉冲频率数值的权重相等；

如果步骤C-0预设的为黑白情景模式，则在进行加权平均计算时第二组脉冲频率数值的权重为第一、第三组脉冲频率数值的两倍；第一、第三组脉冲频率数值的权重相等；

如果步骤C-0预设的为彩色情景模式，则在进行加权平均计算时第三组脉冲频率数值的权重为第一、第二组脉冲频率数值的两倍；第一、第二组脉冲频率数值的权重相等；

D、手机的中央处理器根据步骤A中手动输入的电流值、电压值和脉冲灯固有频率值计算出电能表的应有脉冲频率数值，然后将此数值与步骤C所得实测脉冲频率数值进行比对，计算获取电能表实时误差数值；然后再利用误差值累积计算单元将电能表实时误差数值转换为对时间的平均误差数值；

E、手机的显示屏在线显示步骤D所得误差数值。

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