RU2404440C1 - Method of automatic checking of pointer-type instruments and device for its implementation - Google Patents
Method of automatic checking of pointer-type instruments and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2404440C1 RU2404440C1 RU2009129683/28A RU2009129683A RU2404440C1 RU 2404440 C1 RU2404440 C1 RU 2404440C1 RU 2009129683/28 A RU2009129683/28 A RU 2009129683/28A RU 2009129683 A RU2009129683 A RU 2009129683A RU 2404440 C1 RU2404440 C1 RU 2404440C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- instrument
- pointer
- input
- output
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для автоматической поверки стрелочных измерительных приборов (СИП).The invention relates to electrical engineering and can be used for automatic calibration of measuring instruments (SIP).
Цель изобретения - повышение точности и производительности поверки.The purpose of the invention is to increase the accuracy and performance of verification.
Способ автоматической поверки предусматривает на первом этапе получение уравнения шкалы или аналитической связи между углом поворота (φ) стрелочного индикатора и показаниями по шкале (A). Эта связь может быть в общем случае представлена полиномом второй степениAt the first stage, the automatic verification method involves obtaining a scale equation or an analytical relationship between the rotation angle (φ) of the dial indicator and the readings on the scale (A). This connection can be generally represented by a polynomial of the second degree
где a0, a1, a2 - коэффициенты полинома. В том случае, если значения коэффициентов в выражении (1) заранее известны и при этом погрешность аппроксимации значительно меньше класса точности поверяемого прибора, первый этап не выполняется. Пусть F(x, y) - непрерывное изображение индикаторной части прибора, тогда дискретное изображение, полученное в результате сканирования по неполному растру, можно представитьwhere a 0 , a 1 , a 2 are the coefficients of the polynomial. In the event that the coefficient values in expression (1) are known in advance and the approximation error is much less than the accuracy class of the instrument being verified, the first step is not performed. Let F (x, y) be a continuous image of the indicator part of the device, then a discrete image obtained as a result of scanning by an incomplete raster can be represented
где второй сомножитель является дискретизирующей функцией, состоящей из одинаковых импульсов P(x, y), которые образуют решетку с шагом (Δx, Δy). Обозначим дискретное изображение, соответствующее нулевому показанию прибора, как F0(i, j). F0(i, j) запоминается. При поступлении на вход прибора эталонного воздействия указатель отклоняется и после окончания переходного процесса производят в соответствии с выражением (2) преобразование соответствующего изображения, которое обозначим как F'(i, j). Запоминают F'(i, j). После этого производят вычитаниеwhere the second factor is a sampling function consisting of identical pulses P (x, y), which form a lattice with a step (Δx, Δy). Denote the discrete image corresponding to the zero reading of the device as F 0 (i, j). F 0 (i, j) is remembered. When a reference signal is received at the input of the device, the pointer is rejected and, after the end of the transition process, the corresponding image is converted in accordance with expression (2), which we denote by F '(i, j). Remember F '(i, j). After that, subtract
Причем в процессе вычитания производят формирование двух массивов, один из которых содержит изображение указателя f-(i, j), соответствующего нулевому показанию, другой - текущему f+(i, j).Moreover, in the process of subtraction, two arrays are formed, one of which contains an image of the pointer f - (i, j) corresponding to the zero reading, and the other to the current f + (i, j).
Формирование происходит по следующему правилу:Formation occurs according to the following rule:
∇ - оператор, который, учитывая знак разности, производит формирование массивов;∇ - operator, which, given the sign of the difference, produces the formation of arrays;
R(i, j) - модуль разности, выполненный по выражению (3).R (i, j) is the difference modulus made by expression (3).
Таким образом, в массиве f-(i, j) будет находиться изображение только указателя в нулевом положении, при этом другая визуальная информация, находящаяся на шкале прибора (надписи, риски и т.д.), исчезает за счет вычитания. Аналогично массив f+(i, j) хранит только изображение, соответствующее текущему (после отклонения) положению указателя. После этого каждый элемент f-(i, j) и f+(i, j) сравнивают с порогом П и формируют два массива координат [X1, Y1] и [X2, Y2], которые определяют положение указателя в системе координат X0Y, т.е.Thus, in the array f - (i, j) there will be an image of only the pointer in the zero position, while other visual information located on the scale of the device (labels, risks, etc.) disappears due to subtraction. Similarly, the f + (i, j) array stores only the image corresponding to the current (after deviation) position of the pointer. After that, each element f - (i, j) and f + (i, j) is compared with the threshold П and two arrays of coordinates [X 1 , Y 1 ] and [X 2 , Y 2 ] are formed that determine the position of the pointer in the system X0Y coordinates, i.e.
гдеWhere
ξ - пороговая функция;ξ is the threshold function;
f*(i, j) - значение элементов массивов:f * (i, j) - value of array elements:
П1 и П2 - пороги.P 1 and P 2 - thresholds.
Значения П1, П2 определяются путем анализа гистограмм распределения числовых значений элементов массивов f-(i, j) и f+(i, j). Эта гистограмма будет иметь двумодальный характер. Значение П будет соответствовать "впадине" между двумя "пиками". Необходимость выбора двух порогов обусловлена тем, что в общем случае числовые значения массивов f-(i, j) и f+(i, j) отличаются.The values of P 1 , P 2 are determined by analyzing the histograms of the distribution of the numerical values of the elements of the arrays f - (i, j) and f + (i, j). This histogram will have a dual-mode character. The value of P will correspond to a “depression” between two “peaks”. The need to choose two thresholds is due to the fact that, in the general case, the numerical values of the arrays f - (i, j) and f + (i, j) are different.
Затем координаты массивов [X1, Y1] и [X2, Y2] обрабатывают по методу наименьших квадратов, определяют угол поворота указателя следующим образом:Then the coordinates of the arrays [X 1 , Y 1 ] and [X 2 , Y 2 ] are processed using the least squares method, the angle of rotation of the pointer is determined as follows:
где X1, Y1 - значения координат, определяющих исходное положение указателя;where X 1 , Y 1 - coordinate values that determine the initial position of the pointer;
X2, Y2 - значения координат, определяющих текущее (в результате перемещения) положение указателя.X 2 , Y 2 - coordinate values that determine the current (as a result of moving) position of the pointer.
Угол поворота указателя φ рассчитывается какThe angle of rotation of the pointer φ is calculated as
Значение этого угла поворота подставляется в выражение (1) и определяется значение измеряемой величины A. После этого, зная значение эталонного сигнала A0, который подается на поверяемый прибор, вычисляют погрешность измеренияThe value of this rotation angle is substituted into expression (1) and the value of the measured value is determined A. After that, knowing the value of the reference signal A 0 , which is supplied to the device to be verified, the measurement error is calculated
На фиг.1 приведена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 - функциональная схема блока программно-управляемого сканирования.Figure 1 shows a block diagram of a device for implementing the method; figure 2 is a functional diagram of a block of program-controlled scanning.
Устройство для осуществления способа содержит последовательно соединенные поверяемый прибор 1, оптическую систему 2, передающую телевизионную камеру 3, блок 4 программно-управляемого сканирования, блок 5 управления и обработки и блок 6 формирования калиброванных сигналов, выход которого подключен к входу поверяемого прибора 1. При этом второй выход блока 5 управления и обработки подключен к управляемому входу блока 4 программно-управляемого сканирования.The device for implementing the method comprises a series-connected verified
Блок 4 программно-управляемого сканирования (фиг.2) содержит последовательно соединенные усилитель 7, преобразователь 8 напряжение - код, блок 9 сопряжения, блок 10 управления, блок 11 памяти и формирователь 12 окна считывания, выход которого подключен к второму входу преобразователя 8 напряжение - код, второй выход блока 10 управления подключен к входу блока 11 памяти, второй вход которого является выходом блока 4, вход усилителя 7 является входом, а выход блока 9 сопряжения является вторым выходом блока 4 программно-управляемого сканирования.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Изображение индикаторной части поверяемого прибора 1 через оптическую систему 2 проецируется на фоточувствительную поверхность телевизионной камеры 3. С помощью блока 4 программно-управляемого сканирования изображение сканируется по минимальному для заданной точности количеству столбцов (строк), квантуется во времени и по уровню и записывается в блок 5 обработки и управления, причем число вводимых столбцов (строк) и шаг между ними определяются перед началом поверки, исходя из требуемой точности, и задаются программно в блок 4. После этого с выхода блока 6 формирования калиброванных сигналов, который управляется блоком 5, на поверяемый прибор 1 подается сигнал. Соответствующее новому показанию прибора изображение вновь записывается в память блока 5, который производит поэлементное вычитание двух изображений. В процессе поэлементного вычитания формируются два массива по следующему правилу: если знак разности между соответствующими элементами двух изображений меньше нуля, то модуль этой разности расписывается в первый массив, при положительном знаке вычитания значение модуля разности заносится во второй массив. Получают два массива, которые определяют нулевое и текущее положения указателя, после чего производят сравнение каждого элемента этих массивов с пороговым уровнем. Пороговый уровень определяют путем анализа, гистограммы распределения числовых значений элементов, т.е. модулей разности.The image of the indicator part of the device under
Если результат сравнения элементов указанных массивов с пороговым уровнем положителен, то координаты этих элементов запоминаются в блоке 5 обработки и управления. При этом образуются два массива координат точек, которые определяют исходное и текущее (в результате перемещения) положения средней линии указателя поверяемого прибора 1, как две прямые линии. Эта информация обрабатывается блоком 5, при этом угол наклона каждой прямой, соответствующей средней линии указателя, рассчитывается по методу наименьших квадратических отклонений или в соответствии с формулой (6). Значение угла поворота вычисляется блоком 5 по формуле (7). Значение этого угла представляется в ранее определенное уравнение шкалы, которое связывает ∝ и значение измеряемой величины A, считываемое по указателю. Таким образом, блок 5, используя уравнения (3)-(8), определяет погрешность измерения, которая хранится в памяти блока 5 или выводится на регистрирующее устройство (на фиг.3 не показано) в виде протокола поверки.If the result of comparing the elements of these arrays with the threshold level is positive, then the coordinates of these elements are stored in
Блок 4 работает следующим образом. Перед началом поверки в блок 11 памяти из блока 5 записываются значения, определяющие размер и положение вводимого фрагмента изображения, а также количество вводимых столбцов и шаг между ними. После подачи соответствующей команды с блока 5 начинает работу блок 10 управления, который синхронизирует работу формирователя 12 окна считывания. При этом происходит выбор из блока 11 памяти ранее записанных значений и запись их в счетчики формирователя 12 окна считывания, который определяет окно сканирования и выдает соответствующие этому окну импульсы управления на преобразователь 8. Преобразователь 8 формирует цифровой код яркости каждой точки растра сканирования и с помощью блока 9 сопряжения передает их в блок 5э, где происходит обработка по изложенному методу. Усилитель 7 усиливает и нормирует входной сигнал по уровню.
Предлагаемое устройство позволит по сравнению с известными [1, 2] повысить производительность поверки путем исключения подготовительных операций перед поверкой каждого прибора, повысить точность и помехоустойчивость за счет обработки нескольких линий телевизионного растра и применения статистических методов обработки, расширить область применения, имея возможность поверки любых стрелочных приборов без занесения на шкалу вспомогательной информации.The proposed device will allow, in comparison with the known ones [1, 2], to increase the verification performance by eliminating preparatory operations before checking each device, to increase accuracy and noise immunity due to processing several lines of a television raster and using statistical processing methods, to expand the scope, having the ability to verify any arrow devices without entering on the scale of auxiliary information.
Записываются значения, определяющие размер и положение вводимого фрагмента изображения, а также количество вводимых столбцов и шаг между ними. После подачи соответствующей команды с блока 5 начинает работу блок 10 управления, который синхронизирует работу формирователя 12 окна считывания. При этом происходит выбор из блока 11 памяти ранее записанных значений и запись их в счетчики формирователя 12 окна считывания, который определяет окно сканирования и выдает соответствующие этому окну импульсы управления на преобразователь 8. Преобразователь 8 формирует цифровой код яркости каждой точки растра сканирования и с помощью блока 9 сопряжения передает их в блок 5, где происходит обработка по изложенному методу. Усилитель 7 усиливает и нормирует входной сигнал по уровню.Values are recorded that determine the size and position of the input image fragment, as well as the number of input columns and the step between them. After submitting the appropriate command from
Предлагаемое устройство позволит по сравнению с известным повысить производительность поверки путем исключения подготовительных операций перед поверкой каждого прибора, повысить точность и помехоустойчивость за счет обработки нескольких линий телевизионного растра и применения статистических методов обработки, расширить область применения, имея возможность поверки любых стрелочных приборов без занесения на шкалу вспомогательной информации.The proposed device will allow, in comparison with the known one, to increase the verification performance by eliminating preparatory operations before the verification of each device, to increase the accuracy and noise immunity due to processing several lines of a television raster and to apply statistical processing methods, to expand the scope, having the ability to verify any pointer devices without entering on the scale supporting information.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129683/28A RU2404440C1 (en) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Method of automatic checking of pointer-type instruments and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129683/28A RU2404440C1 (en) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Method of automatic checking of pointer-type instruments and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2404440C1 true RU2404440C1 (en) | 2010-11-20 |
Family
ID=44058520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009129683/28A RU2404440C1 (en) | 2009-08-03 | 2009-08-03 | Method of automatic checking of pointer-type instruments and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2404440C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2503967C1 (en) * | 2012-05-22 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Device for automatic calibration of indicating measurement devices |
RU2604116C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") | Method for automatic reading from pointer-deflecting instruments |
-
2009
- 2009-08-03 RU RU2009129683/28A patent/RU2404440C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕЗИКОВИЧ А.Я., ПРИЦКЕР В.И. И ЭСКИН С.П. Автоматизация поверки электроизмерительных приборов. - Л.: Энергия, 1976, с.7. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2503967C1 (en) * | 2012-05-22 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Device for automatic calibration of indicating measurement devices |
RU2604116C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") | Method for automatic reading from pointer-deflecting instruments |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109945955B (en) | Water meter visual online detection method and system | |
CN102226687A (en) | Method for measuring thickness of insulation and jacket material of electric cable and optical cable | |
US8094922B2 (en) | Crack measuring method and apparatus | |
US4659936A (en) | Line width measuring device and method | |
RU2404440C1 (en) | Method of automatic checking of pointer-type instruments and device for its implementation | |
EP2905595A1 (en) | Gauge Testing Device | |
CN109489560B (en) | Linear dimension measuring method and device and intelligent terminal | |
CN110646134A (en) | Calibration method and calibration device for air pressure sensor | |
CN112464986B (en) | Reading method and device for pointer type disc instrument | |
CN113446932A (en) | Non-contact crack measuring method and system | |
CN108226907B (en) | Ranging calibration method and device for laser ranging equipment | |
JP2009204382A (en) | Mtf measuring method and mtf measuring instrument | |
CN111815552A (en) | Workpiece detection method and device, readable storage medium and terminal equipment | |
JPH07113534B2 (en) | Precision contour visual measurement method and device | |
CN109196499B (en) | System, method and computer program product for automatically generating a coordinate mapping of a wafer image to a design | |
Aksamitauskas et al. | Investigation of error sources measuring deformations of engineering structures by geodetic methods | |
SU1383242A1 (en) | Method and device for automatic checking of pointer instruments | |
JP4191953B2 (en) | Calibration method of laser scanning dimension measuring machine | |
Sheng et al. | Displacement Measurement Based on Computer Vision | |
Aldalil | A New Method for Measuring Leveling Heights Using Computer Vision Techniques | |
KR102489548B1 (en) | Defect Inspection Method of Semiconductor Device using X-ray | |
CN112362358B (en) | Method and device for determining physical value of whole vehicle signal | |
JP3262924B2 (en) | Binarization method | |
KR20110111759A (en) | An glass substrate crack montoring method and unit | |
He et al. | Non-contact measurement of oil tube thread and the application |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110804 |