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数字万用表自动化检定系统的研究

时间：2023-01-19 11:09:54 下载该word文档

数字万用表自动化检定系统的研究
摘要：本文针对数字万用表的自动化检定问题，分析实现自动化的途径和未来发展趋势，给出传统数字万用表的检定问题，在此基础上提出了一种数字万用表自动化检定系统，取得了预期的效果，实际使用非常方便，大大提高了的数字万用表的自动检定效率。
关键词：数字万用表；检定系统；自动化1概述
随着电子技术的进步和计算机技术的发展，数字万用表是电测技术中的一种常用仪表。它把电子技术、计算技术、自动化技术的成果和电测技术结合在—起，具有使用方便、灵敏度高、测量速度快、量程宽、过载能力强、输入阻抗高、指示值具有客观性、扩展能力强等优点。2传统数字万用表的检定问题
目前，数字万用表的检定工作，传统做法都是人工手动进行的：首先连接万用表与标准装置，然后调节万用表到相应量程（例如DCV20V），标准装置输出标准值（例如DCV10V），再读取万用表读数记录到原始记录本中，……，全部档位检定完成后整理数据，计算误差及不确定度，将数据录入计算机并出具证书等等。这样，检定一块数字万用表速度慢，工作量大，重复率高且效率低，还容易出错，这是对人力资源的极大浪费，所以实现数字万用表的自动化检定具有很高的实用价值。
3数字万用表自动化检定系统的研究
数字万用表自动化检定系统由计算机、标准多功能校验仪、摄像头、打印机、数据线缆、运行在计算机上的软件以及被测数字万用表组成，其作用和相互关系如下：
（1）计算机：是整个系统的控制和处理核心，在计算机上运行的应用程序，标准多功能校验仪5500A与摄像头均需与计算机相连，共同完成图像信息的获取、处理等工作。图像信息量大、处理时间长，因此要求计算机有较高的主频、较强的运算能力和较高的运算速度。有如下功能：
a.加载程序，通过GPIB总线控制标准源输出标准信号；b.通过USB接口控制摄像头，采集数字万用表表面图像；c.处理采集得到的图像，识别图像中的数字信号；
d.存储、处理、分析数据，自动生成、输出检定证书或其它报告。
（2）标准多功能校验仪：接受计算机输出的指令，输出标准信号。该标准信号技术指标要求与被检万用表技术指标的关系必须符合1/3关系。）标准多功能校验仪采用的是美FLUKE公司生产的5500A标准多功能校验仪，可输出直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、电容、温度、功率等参数，5500A标准配置GPIB总线接口、RS-232串口总线接口，使用者可通过程控操作实现其几乎所有的功能。在本系统中，计算机通过GPIB总线控制5500A的输出开关，提供用以检定万用表的标准信号。
（3）摄像头：摄像头是实现万用表自动检定的关键设备。受计算机控制，采集数字图像。在图像采集系统中，一般选CCD相机传感器阵列摄像头、数码照相机等采集图像，这些设备分辨力高、成像质量好、抓拍速度快。（4）打印机：受计算机控制，输出检定结果。
（5）数字万用表：测量标准信号，显示测量结果，该结果被摄像头连同前面
板图像采集到计算机中进行处理。
图1数字万用表自动化检定系统原理框图4软件系统的设计
软件系统遵循由上至下的设计方法，将系统划分为各个功能模块，先总体后部分，先主模块后子模块，各功能模块独立设计，且可相互调用。这样不但增加了程序的可读性，也增加了程序的可维护性，同时避免了大量的重复编程工作根据系统的总体设计需要，软件系统被划分为如下几个功能模块：主程序，仪器控制，视频采集，图像处理与识别，数据处理，证书生成等，其相互关系如图2所示。从主程序界面开始，用户按检定流程启动检定过程，程序自动调用各个功能模块，配以必要的设置、调理，就可以完成仪器检定的整个流程，最后生成完整的检定证书。
5数字万用表自动化检定流程
标准多功能校验仪用导线直接与数字万用表接好，通过计算机键盘设置被测对象的所需检测点，由计算机控制标准多功能校验仪输出相对应的标准值到被检对象，摄像头对数据采集，同时计算机接收被检对象发回的显示数据，通过软件功能，对检测数据进行逻辑判断、屏幕显示，按照相应的检定规程要求进行数据处理。从计算机显示器屏幕可以看到检定原始记录，知道被检表是否合格和误差大小，检定完毕，将检定数据存储进计算机，需要的时候可以随时打印和查看检定原始记录、检定证书。该系统计量标准器和被检对象与人工检定系统中的基本一样，只是其操作、计算由计算机来完成，其测量数据准确度更高。6结论
本数字万用表自动化检定系统还存在一些不足，比如：一些数字万用表使用时间较长后显示面板容易有污垢、损伤，影响图像识别效果；还有一些数字万用表测量值不稳定，趋向单方向飘移或者有较长的反复周期，给自动检定系统判断测得值的准确性造成的困扰。这些问题将在进一步的使用中去解决，以提高数字万用表自动化检定系统的通用性和准确性。参考文献
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李柳斌，男，1978年3月出生，现工作于广东省珠海市质量计量监督检测所，主要从无线电电学等工作的检定、校准。

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