CN103983935A - 一种指示仪表检测系统及方法 - Google Patents

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王晓燕
周丽霞
徐占河
杨晓波
张春雪
赵晶
李亭
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Abstract

本发明提供一种指示仪表检测系统及方法,该检测系统包括:被测指示仪表、标准源、标准表、CMOS相机、数据采集卡及计算机;标准源连接被测指示仪表、标准表及计算机,CMOS相机连接数据采集卡,数据采集卡插入计算机的卡槽中;标准源根据一测试基准值向被测指示仪表及标准表输出测试基准电量;标准表向计算机输出根据测试基准电量生成的标准值;CMOS相机实时采集被测指示仪表的表盘图像,并将表盘图像通过数据采集卡传输给计算机;当表盘图像中的指针与测试基准值对应的刻度值重合时,计算机向标准源发送暂停指令,并记录标准表向计算机输出的当前的标准值;计算机根据当前的标准值及测试基准值计算并判断测量误差是否超出误差标准值,输出判断结果。

Description

一种指示仪表检测系统及方法
技术领域
本发明是关于指示仪表检测技术,特别是关于一种指示仪表检测方法及系统。
背景技术
在检测电网系统是否正常运行的过程中,指示仪表由于其模拟电路的设计能对电量进行精准监控而得以广泛应用。但由于常见的指示仪表的数据获取多采用人工读数的方式进行仪表的检测,存在误差大、读数难以精确、无通讯接口等问题,且因为检测设备、检测方法的限制,给计量工作的开展,带来了较大的影响,同时也不利于电网的安全稳定运行。并且,由于实际应用中,测试类型丰富、数据量大、人工操作准确性差,导致测试效率难以提高,给测试工作的开展带来了很大的人为影响。在检测过程中,由于需要检测人员切换不断切换测试类型和量程,对各类电量测点依次进行测试,由于视觉范围的限制,不能同步获得标准器和指示仪表的读数,存在一定的迟滞性,对测试结果正确与否有一定的影响。因此,亟需研究新的检测方法并开发自动化检测系统,来解决以上问题。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种指示仪表检测系统及方法,以更为精确、高效地检测指示仪表的读数是否准确。
为了实现上述目的,本发明实施例提供一种指示仪表检测系统,所述的指示仪表检测系统包括:被测指示仪表、标准源、标准表、CMOS相机、数据采集卡及计算机;所述的标准源连接所述的被测指示仪表、标准表及计算机,所述的CMOS相机通过信号线连接所述的数据采集卡,所述的数据采集卡插入所述计算机的卡槽中;所述的标准源根据一测试基准值向所述的被测指示仪表及标准表输出测试基准电量;所述标准表向所述计算机输出根据所述测试基准电量生成的标准值;所述CMOS相机实时采集所述被测指示仪表的表盘图像,并将所述表盘图像通过所述数据采集卡传输给所述计算机;所述计算机判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合,如果是,向所述标准源发送暂停指令,并记录所述标准表向所述计算机输出的当前的标准值;所述计算机根据所述当前的标准值及所述测试基准值计算所述被测指示仪表的测量误差,判断所述测量误差是否超出一误差标准值,并输出判断结果。
在一实施例中,上述的计算机包括:微处理器、图像分析与判断模块、控源模块及标准表读取模块;所述的控源模块用于控制所述的标准源根据所述测试基准值向所述的被测指示仪表及标准表输出测试基准电量;所述的标准表读取模块用于获取所述标准表根据所述测试基准电量生成的标准值;所述的图像分析与判断模块用于对所述表盘图像进行处理及分析,判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合;所述的微处理器用于根据所述当前的标准值及所述测试基准值计算所述被测指示仪表的测量误差,判断所述误差是否超出所述误差标准值,并输出判断结果。
在一实施例中,上述的图像分析与判断模块具体用于:对所述表盘图像进行采集与数字化、图像点处理、滤波、Hough变换,判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合。
在一实施例中,上述的标准源以减量递增的方式输出所述测试基准电量。
在一实施例中,上述的指示仪表检测系统还包括:光源,用于为所述CMOS相机拍摄提供辅助光源。
在一实施例中,上述的标准源通过PXI-GPIB-HS总线连接所述的被测指示仪表及计算机。
本发明实施例还提供一种指示仪表检测方法,应用于上述实施例的指示仪表检测系统,所述的指示仪表检测方法包括:控制所述的标准源根据所述测试基准值向所述的被测指示仪表及标准表输出测试基准电量,并从所述标准表获取所述标准值;控制所述的CMOS相机实时采集所述被测指示仪表的表盘图像,并接收所述的CMOS相机通过所述数据采集卡传输的所述表盘图像;判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合,如果是,向所述标准源发送暂停指令,并记录从所述标准表获取的当前的标准值;根据所述当前的标准值及所述测试基准值计算所述被测指示仪表的测量误差,判断所述测量误差是否超出一误差标准值,并输出判断结果。
在一实施例中,上述判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合,包括:对所述表盘图像进行处理及分析,判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合;其中,对所述表盘图像进行处理,包括:对所述表盘图像进行采集与数字化、图像点处理、滤波及Hough变换。
在一实施例中,上述的标准源以减量递增的方式输出所述测试基准电量。
进一步地,上述的指示仪表检测方法还包括:当所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值未重合时,控制所述的标准源持续以减量递增的方式输出所述测试基准电量,直至所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值重合。
本发明的有益效果在于,指示仪表的检测流程通过系统自动完成,避免了人工操作的弊端、提高了检测效率、有效降低系统误差、快速准确的完成指示仪表的检定检测工作。
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为根据本发明实施例的指示仪表检测系统的结构示意图;
图2为根据本发明实施例的包含计算机6具体结构的指示仪表检测系统的结构示意图;
图3为根据本发明实施例的指示仪表检测方法的流程图。
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作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。
本发明实施例提供一种指示仪表检测系统及方法。以下结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示,该指示仪表检测系统包括:被测指示仪表1、标准源2、标准表3、CMOS相机4、数据采集卡5及计算机6。
标准源2分别与被测指示仪表1、标准表3及计算机3连接,CMOS相机4通过信号线连接数据采集卡5,数据采集卡5插入计算机6的卡槽中。
在对该被测指示仪表1进行检测的过程中,测试人员可通过计算机6输入一测试基准值。在本发明实施例中,以输入的测试基准值为30V标准电压为例进行说明。在实际应用中,可根据被测指示仪表类型的不同输入不同数值单位(如40、50、60等)的测试基准值(如电流、电压、电量等),本发明并不以此为限。标准源2根据该测试基准值分别向被测指示仪表1及标准表3输出测试基准电量。在一较佳实施例中,标准源2可通过PXI-GPIB-HS总线连接被测指示仪表1及计算机6。标准源2是以减量递增的方式输出该测试基准电量。具体地,是指该测试基准电量以测试基准值为基准量,以该基准量的百分比值连续缓慢上升,并且该百分比值是递减的。例如,当测试人员输入的测试基准值是30V时,标准源2先输出30V电量的90%,然后再增加30V电量的4%、3%、2%、1%,此种方式即为“减量递增”。上述的“90%、4%、3%、2%、1%”仅是用以举例说明标准源2的“减量递增”输出方式,而并非用以限制本发明。
当接收到标准源2输出的测试基准电量后,标准表3根据该测试基准电量生成一标准值,并将该标准值发送至计算机6。被测指示仪表1中的表盘读数根据标准源2输入的测试基准电量的变化而变化,CMOS相机4则实时采集被测指示仪表的表盘图像,以实时记录被测指示仪表1的表盘图像的变化,并将采集到的表盘图像通过数据采集卡5传输给计算机6。
接收到CMOS相机4传输的被测指示仪表1的表盘图像后,计算机6判断该表盘图像中的指针是否与测试基准值对应的刻度值重合,在本发明实施例中,即是判断被测指示仪表1的指针是否指向了30V的刻度值。当被测指示仪表1的指针指向30V的刻度值时,计算机6向标准源2发送暂停指令,使标准源2暂停测试基准电量的上升,保持输出当前的测试基准电量。同时,计算机6记录此时标准表3输出的当前的标准值;此时,计算机6根据记录的当前的标准值及测试人员输入的测试基准值即可计算被测指示仪表1的测量误差,判断该测量误差是否超出误差标准值,并输出判断结果。实际应用中,可根据具体测量的需要将误差标准值设定为±0.1%~±0.5%之间。
具体实施时,上述计算机6包括以下几个部分:微处理器61、图像分析与判断模块62、控源模块63及标准表读取模块64。
如图2所示,控源模块63与标准源2连接,用于控制该标准源2根据测试人员输入的测试基准值向被测指示仪表1及标准表3输出测试基准电量。并且,当表盘图像中的指针与测试基准值对应的刻度值重合时,向标准源2发出暂停指令,使标准源2暂停测试基准电量的上升,保持输出当前的测试基准电量。
标准表读取模块64与标准表3连接,用于获取标准表3根据标准源2向其输出的测试基准电量生成的标准值。
图像分析与判断模块62与CMOS相机4连接,用于对CMOS相机4传输的被测指示仪表1的表盘图像进行处理及分析,并判断该表盘图像中的指针与测试基准值对应的刻度值是否重合。
具体地,图像分析与判断模块62对表盘图像进行处理分析是指:对表盘图像进行采集与数字化、图像点处理、滤波、Hough变换,以生成计算机系统可识别的数据信息。上述根据表盘图像生成计算机系统可识别的数据信息的过程为本领域的现有技术,在此不再赘述。
微处理器61用于控制上述的图像分析与判断模块62、控源模块63及标准表读取模块64之间协同工作,以实现自动、且同步的采集被测指示仪表1及标准表3输出的数据,并根据当前的标准值及测试人员输入的测试基准值计算被测指示仪表1的测量误差,判断该测量误差是否超出误差标准值,并输出判断结果。
在实际应用中,根据具体的应用环境,本发明实施例的指示仪表检测系统还可包括一光源7,用于为CMOS相机4的实时采集(拍摄)过程提供辅助光源。
如图3所示,本发明实施例还提供一种指示仪表检测方法,应用于图1、图2所示的指示仪表检测系统,该指示仪表检测方法包括:
步骤301:控制标准源2根据测试基准值向被测指示仪表1及标准表3输出测试基准电量,并从标准表3获取其输出的标准值;
步骤302:控制CMOS相机4实时采集被测指示仪表1的表盘图像,并接收CMOS相机4通过数据采集卡5传输的表盘图像;
步骤303:判断该表盘图像中的指针与测试基准值对应的刻度值是否重合,表盘图像中的指针与测试基准值对应的刻度值重合时,向标准源2发送暂停指令,并记录从标准表3获取的当前的标准值;
步骤304:根据当前的标准值及测试基准值计算被测指示仪表1的测量误差,判断该测量误差是否超出一误差标准值,并输出判断结果。
通过上述的指示仪表检测方法,能够避免人工操作(包括读数、数据采集及判断等)的弊端、提高了检测效率、有效降低系统误差、快速准确的完成指示仪表的检定检测工作。
具体实施时,在对上述被测指示仪表1的检测过程中,首先由测试人员通过计算机6输入一测试基准值。在本发明实施例中,以输入的测试基准值为30V标准电压为例进行说明。在实际应用中,可根据被测指示仪表类型的不同输入不同数值单位(如40、50、60等)的测试基准值(如电流、电压、电量等),本发明并不以此为限。当测试人员在计算机6中输入30V标准电压后,计算机6可执行上述步骤301,控制标准源2根据该30V标准电压生成30V标准电压对应的测试基准电量,并分别输出给被测指示仪表1及标准表3。标准源2是以减量递增的方式输出该测试基准电量。具体地,是指该测试基准电量以测试基准值为基准量,以该基准量的百分比值连续缓慢上升,并且该百分比值是递减的。例如,当测试人员输入的测试基准值是30V时,标准源2先输出30V电量的90%,然后再增加30V电量的4%、3%、2%、1%,此种方式即为“减量递增”。上述的“90%、4%、3%、2%、1%”仅是用以举例说明标准源2的“减量递增”输出方式,而并非用以限制本发明。
标准表3在接收到由标准源2发送的测试基准电量后,根据该测试基准电量生成一标准值,并将该标准值传输给计算机6进行记录存储,以用以作为判断比对的基础。
当被测指示仪表1接收到由标准源2发送的测试基准电量后,被测指示仪表1也会根据该测试基准电量产生相应的发生,即表盘中的指针进行移动,指向与测试基准电量相对应的表盘读数。计算机6则可执行上述步骤302,控制CMOS相机4实时采集被测指示仪表1的表盘图像,当被测指示仪表1的指针进行移动时,CMOS相机4则可实时采集到不同时刻的被测指示仪表1的表盘图像,并将采集到的表盘图像传输给数据采集卡5,再由数据采集卡5将表盘图像传输给计算机6。
计算机6接收到CMOS相机4采集的表盘图像后,对该表盘图像进行图像处理及分析,在本发明实施例中,对表盘图像进行处理是指:对表盘图像进行采集与数字化、图像点处理、滤波、Hough变换,以生成计算机系统可识别的数据信息。上述根据表盘图像生成计算机系统可识别的数据信息的过程为本领域的现有技术,在此不再赘述。
在对CMOS相机传输的表盘图像进行图像处理后,计算机6可执行上述步骤303,根据经过图像处理生成的计算机系统可识别的数据信息进行判断,判断表盘图像中的指针是否与测试基准值(30V标准电压)对应的刻度值(30V电压)重合。当判断出被测指示仪表1的指针指向30V电压时,计算机6向标准源2发送暂停指令,使标准源2暂停测试基准电量的上升,保持输出当前的测试基准电量。同时,计算机6记录此时标准表3输出的当前的标准值。
然后,计算机6执行上述步骤304,根据之前记录的标准值,及测试人员输入的测试基准值即可计算被测指示仪表1的测量误差,判断该测量误差是否超出误差标准值,并输出判断结果。实际应用中,可根据具体测量的需要将误差标准值设定为±0.1%~±0.5%之间。
如果计算机6判断表盘图像中的指针与测试基准值(30V标准电压)对应的刻度值(30V电压)并不重合,则控制标准源2持续以减量递增的方式输出测试基准电量,直至表盘图像中的指针与测试基准值对应的刻度值重合,计算机6再向标准源2发送暂停指令,并记录从标准表3获取的当前的标准值。然后根据之前记录的标准值,及测试人员输入的测试基准值计算被测指示仪表1的测量误差,判断该测量误差是否超出误差标准值,并输出判断结果。
本发明实施例的有益效果在于,本发明的指示仪表检测方法及系统能够解决现有技术中人工读表及通过接口读取指示仪表信息的弊端,能够提高检测效率、有效降低系统误差、快速准确的完成指示仪表的检定检测工作。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种指示仪表检测系统,其特征在于,所述的指示仪表检测系统包括:被测指示仪表、标准源、标准表、CMOS相机、数据采集卡及计算机;
所述的标准源连接所述的被测指示仪表、标准表及计算机,所述的CMOS相机通过信号线连接所述的数据采集卡,所述的数据采集卡插入所述计算机的卡槽中;
所述的标准源根据一测试基准值向所述的被测指示仪表及标准表输出测试基准电量;所述标准表向所述计算机输出根据所述测试基准电量生成的标准值;所述CMOS相机实时采集所述被测指示仪表的表盘图像,并将所述表盘图像通过所述数据采集卡传输给所述计算机;
所述计算机判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合,如果是,向所述标准源发送暂停指令,并记录所述标准表向所述计算机输出的当前的标准值;所述计算机根据所述当前的标准值及所述测试基准值计算所述被测指示仪表的测量误差,判断所述测量误差是否超出一误差标准值,并输出判断结果。
2.根据权利要求1所述的指示仪表检测系统,其特征在于,所述的计算机包括:微处理器、图像分析与判断模块、控源模块及标准表读取模块;
所述的控源模块用于控制所述的标准源根据所述测试基准值向所述的被测指示仪表及标准表输出测试基准电量;
所述的标准表读取模块用于获取所述标准表根据所述测试基准电量生成的标准值;
所述的图像分析与判断模块用于对所述表盘图像进行处理及分析,判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合;
所述的微处理器用于根据所述当前的标准值及所述测试基准值计算所述被测指示仪表的测量误差,判断所述误差是否超出所述误差标准值,并输出判断结果。
3.根据权利要求2所述的指示仪表检测系统,其特征在于,所述的图像分析与判断模块具体用于:对所述表盘图像进行采集与数字化、图像点处理、滤波、Hough变换,判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合。
4.根据权利要求1所述的指示仪表检测系统,其特征在于,所述的标准源以减量递增的方式输出所述测试基准电量。
5.根据权利要求1所述的指示仪表检测系统,其特征在于,所述的指示仪表检测系统还包括:光源,用于为所述CMOS相机拍摄提供辅助光源。
6.根据权利要求1所述的指示仪表检测系统,其特征在于,所述的标准源通过PXI-GPIB-HS总线连接所述的被测指示仪表及计算机。
7.一种指示仪表检测方法,应用于如权利要求1所述的指示仪表检测系统,其特征在于,所述的指示仪表检测方法包括:
控制所述的标准源根据所述测试基准值向所述的被测指示仪表及标准表输出测试基准电量,并从所述标准表获取所述标准值;
控制所述的CMOS相机实时采集所述被测指示仪表的表盘图像,并接收所述的CMOS相机通过所述数据采集卡传输的所述表盘图像;
判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合,如果是,向所述标准源发送暂停指令,并记录从所述标准表获取的当前的标准值;
根据所述当前的标准值及所述测试基准值计算所述被测指示仪表的测量误差,判断所述测量误差是否超出一误差标准值,并输出判断结果。
8.根据权利要求7所述的指示仪表检测方法,其特征在于,判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合,包括:对所述表盘图像进行处理及分析,判断所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值是否重合;
其中,对所述表盘图像进行处理,包括:对所述表盘图像进行采集与数字化、图像点处理、滤波及Hough变换。
9.根据权利要求7所述的指示仪表检测方法,其特征在于,所述的标准源以减量递增的方式输出所述测试基准电量。
10.根据权利要求9所述的指示仪表检测方法,其特征在于,所述的指示仪表检测方法还包括:
当所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值未重合时,控制所述的标准源持续以减量递增的方式输出所述测试基准电量,直至所述的表盘图像中的指针与所述测试基准值对应的刻度值重合。
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