線性指針式儀表識別方法的研究

『壹』 指針式萬用表的使用方法

使用方法

(1)測試前，首先把萬用表放置水平狀態，並視其表針是否處於零點(指電流、電壓刻度的零 點)，若不在，則應調整表頭下方的「機械零位調整」，使指針指向零點。

(2)根據被測項，正確選擇萬用表上的測量項目及量程開關。

如已知被測量的數量級，則就選擇與其相對應的數量級量程。如不知被測量值的數量級，則 應從選擇最大量程開始測量，當指針偏轉角太小而無法精確讀數時，再把量程減小。一般以指針偏轉角不小於最大刻度的30%為合理量程。

(3)萬用表作為電流表使用

①把萬用表串接在被測電路中時，應注意電流的方向。即把紅表筆接電流流入的一端，黑表筆接電流流出的一端。如果不知被測電流的方向，可以在電路的一端先接好一支表筆，另一支表筆在電路的另—端輕輕地碰一下，如果指針向右擺動，說明接線正確；如果指針向左擺動(低於零點)，說明接線不正確，應把萬用表的兩支表筆位置調換。

②在指針偏轉角大於或等於最大刻度30%時，盡量選用大量程檔。因為量程愈大，分流電阻愈小，電流表的等效內阻愈小，這時被測電路引入的誤差也愈小。

③在測大電流(如500mA)時，千萬不要在測量過程中撥動量程選擇開關，以免產生電弧，燒壞轉換開關的觸點。

(4)萬用表作為電壓表使用

①把萬用表並接在被測電路上，在測量直流電壓時，應注意被測點電壓的極性，即把紅表筆接電壓高的一端，黑表筆接電壓低的一端。如果不知被測電壓的極性，可按前述測電流時的試探方法試一試，如指針向右偏轉，則可以進行測量；如指針向左偏轉，則把紅、黑表筆調換位置，方可測量。

②與上述電流表一樣，為了減小電壓表內阻引入的誤差，在指針偏轉角大於或等於最大刻度的30%時，測量盡量選擇大量程檔。因為量程愈大，分壓電阻愈大，電壓表的等效內阻愈大，這對被測電路引入的誤差愈小。

如果被測電路的內阻很大，就要求電壓表的內阻更大，才會使測量精度高。此時需換用電壓靈敏度更高(內阻更大)的萬用表來進行測量。

③在測量交流電壓時，不必考慮極性問題，只要將萬用表並接在被測兩端即可。另外，一般也不必選用大量程檔或選高電壓靈敏度的萬用表。因為一般情況下，交流電源的內阻都比較小。值得注意的是被測交流電壓只能是正弦波，其頻率應小於或等於萬用表的允許工作頻率，否則就會產生較大誤差。

④不要在測較高的電壓(如220V)時撥動量程選擇開關，以免產生電弧，燒壞轉換開關關的觸點。

⑤在測量大於或等於100V的高電壓時，必須注意安全。最好先把—支表筆固定在被測電路的公共地端，然後用另一支表筆去碰觸另一端測試點。

⑥在測量有感抗的電路中的電壓時，必須在測量後先把萬用表斷開再關電源。不然會在切斷電源時，因為電路中感抗元件的自感現象，會產生高壓而可能把萬用表燒壞。

(5)萬用表作為歐姆表使用

①測量時應首先調零。即把兩表筆直接相碰(短路滲衡)，調整表盤—下面的零歐調整器 使指針正確指在0歐處。這是因為內接干電池隨著使用時間加長，其提供的電源電壓會下降，在Rx=0時，指針就有可能達不到滿偏，此時必須調整Rw，使表頭的分叢碰做流電流降低，來達到滿偏電流Ig的要求。

②為了提高測試的精度和保證被測對象的安全，必須正確選擇合適的量程檔。一般測電阻時，要求指針在全刻度的20%—80%的范圍內，這樣測試精度才能滿足要求。

由於量程檔不同，流過只Rx上的測試電流大小也不同。量程檔愈小，測試電流愈大，否則相反。所以，如果用萬用表的小量程歐姆檔RX1，RX10去測量小電阻Rx(如毫安表的內阻)，則Rx上會流過大電流，如果該電流超過了Rx所允許通過的電流，Rx會燒毀，或把毫安表指針打彎。

所以在測量不允許通過大電流的電阻時，萬用表應置在大量程的歐姆檔上。同時量程檔愈大，內阻所接的干電池電壓愈高，所以在測量不能承受高電壓的電阻時，萬用表不宜置在大量程的歐姆檔上。

如測量二極體或三極體的極間電阻時，就不能把歐姆檔置在Rxl0k檔，不然易把管子的極間擊穿。只能降低量程檔，讓指針指在高阻端。但前面已經指出電阻刻度是非線性的，在高阻端的刻度很密，易造成誤差增大。

③用作歐姆表使用時，萬用表內接干電池，對外電路而言，紅表筆接干電池的負極，黑表筆接干電池的正極。

④測量較大電阻時，手不可同時接觸被測電阻的兩端，不然，人體電阻就會與被測電阻並聯，使測量結果不正確，測試值會大大減小。

另外，要測電路上的電阻時，應將電路的電源切吵租斷，不然不但測量結果不準確(相當再外接—個電壓)，還會使大電流通過微安表頭，把表頭燒壞。同時，還應把被測電阻的一端從電路上焊開，再進行測量，不然測得的是電路在該兩點的總電阻。

(6)使用完畢不要將量程開關放在歐姆擋上。為了保護微安表頭，以免下次開始測量時不慎燒壞表頭。測量完成後，應注意把量程開關撥在直流電壓或交流電壓的最大量程位置，千萬不要放在歐姆檔上，以防兩支表筆萬—短路時，將內部干電池全部耗盡。

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注意事項

萬用表是比較精密的儀器，如果使用不當，不僅造成測量不準確且極易損壞。但是，只要我們掌握萬用表的使用方法和注意事項，謹慎從事，那麼萬用表就能經久耐用。使用萬用表時應注意如下事項：

(1)測量電流與電壓不能旋錯擋位。如果誤將電阻擋或電流擋去測電壓，就極易燒壞電表。萬用表不用時，最好將擋位旋至交流電壓最高擋，避免因使用不當而損壞。

(2)測量直流電壓和直流電流時，注意「+」「-」極性，不要接錯。如發現指針開反轉，既應立即調換表棒，以免損壞指針及表頭。

(3)如果不知道被測電壓或電流的大小，應先用最高擋，而後再選用合適的檔位來測試，以免表針偏轉過度而損壞表頭。所選用的擋位愈靠近被測值，測量的數值就愈准確。

(4)測量電阻時，不要用手觸及元件的裸體的兩端（或兩支表棒的金屬部分），以免人體電阻與被測電阻並聯，使測量結果不準確。

(5)測量電阻時，如將兩支表棒短接，調「零歐姆」旋鈕至最大，指針仍然達不到0點，這種現象通常是由於表內電池電壓不足造成的，應換上新電池方能准確測量。

(6)萬用表不用時，不要旋在電阻檔，因為內有電池，如不小心易使兩根表棒相碰短路，不僅耗費電池，嚴重時甚至會損壞表頭。

『貳』 指針式萬用表的指針式萬用表的基本使用方法

指針式萬用表是一種可以進行多種電量測量、多量程的攜帶式電器儀表。其外形如圖9-10所示，使用方法如下：

圖9-10 指針式萬用表

（1）直流電流的測量

萬用表一般有1mA、10mA、100mA三個直流電流量程擋，選擇量程時應根據電路中的電流大小而定。若不知道電流大小，應首先選擇最高量程擋，然後逐漸減少到合適量程。

測量直流電流時，首先斷開電路相應部分，再將萬用表表筆接在斷點兩端，紅表筆接在和電源正極相連的斷點，黑表筆接在和電源負極相連的斷點。讀數時，直流電流擋應讀取第二條刻度線的數值，若選用100mA擋時，可用刻度線下第三行數字，讀數後乘以10即可。

（2）交流電流的測量

通常萬用表僅設置1～2擋交流電流測試擋位，同時只適合於測量電源內阻較大或被測電路自身阻抗較高、頻率為3kHz以下的低頻電流。為了不影響被測電路的波形和工作狀態，萬用表的交流電流擋必須採用對稱的全波整流方式。

測量時，在被測電路中串入一隻低阻值的精密取樣電阻器，再將萬用表的交流電壓擋並接於在該取樣電阻的兩端，通過讀出電阻兩端交流電壓的方法換算成被測電路的電流。

（3）電壓的測量

測量交、直流電壓時，應分別使用交流電壓擋和直流電壓擋，其量程的選擇與測量電流相同。測量時，將萬用表與被測電路以並聯的形式連接上，紅表筆接被測電路和電源正極，黑表筆接被測電路和電源負極，讀出其電壓值。

注意：直流電壓擋刻度線是第二條刻度線，用10擋時，可用刻度線下第三行數字直接讀出被測電壓值。

（4）電阻的測量

萬用表一般有R×1、R×10、R×100、R×1k、R×10k五個量程。測量前，先將兩表筆短接，同時調節「歐姆調零旋鈕」，使指針剛好指到歐姆刻度線右邊的位置。為了保證測量准確，每換一次倍率擋，都需進行一次歐姆調零。

測量時，將兩表筆與被測電阻器的兩端接觸，觀察表頭的讀數乘以倍率，即為所測電阻器的電阻值。

『叄』 指針式顯示儀表和指針式記錄儀表的區別

指針式顯示儀表僅僅是以儀表所得到的測量值，通過指針的移動來顯示，它的種類較多，彈簧管壓力表，雙金屬溫度計，溫包溫度計，動圈式指示儀等等，這些都是指針式儀表。指針式儀表族禪僅僅是指示被測慎正量的值，它沒有對指示的值有記憶功能。指針式記錄儀不僅能指示被測的值，而且還有記錄功能，可以記錄下被測量的變化情況。指針式顯示儀表，如彈簧管壓力表是根據被測壓力的大小來改變彈簧管的張力，由此驅動指針轉動，達到指示的作用；雙金屬溫度計是靠不同金屬對溫度變化而引起的不同張力的扭轉來達到驅動指針指示溫度值，溫包溫度計是靠其中的氣體受溫度的變化而改變其體積來驅動指針指示溫度；動圈式指示儀是根據被測參數的電流大小，在恆磁場中產生扭力來驅動指針指示被測值。指針式記錄儀則是根據被測參數的值與其中劃線電阻的值進行比較，當兩者有差異時，差異信號產生脈沖信號去驅動伺服電機，有伺服電機帶動指針移動，使兩者的差異變小，當差異為零時寬穗悔就記錄下被測值。

『肆』 利用圖像識別技術實現指針式儀表數據的自動採集

指針儀表識別技術方案

針對採集的儀表圖像,一般採用先採用 Gaussian Filtering 進行圖形降噪處理,針對預處理的圖

像採用 Canny Edge Detection 的方法做邊緣檢測,通過精確過濾各種非關鍵目標,找到儀表和

面板的輪廓.通過Hough變換做儀表刻度和儀表指針檢測,也可以通過Hough變換做液位的檢乎慧

測。對圖像中需要做 image classfition 的目標,採用深度衫枝學習的方法,如數字識別,儀表樣式識別

還有自然場景下的文本位置檢測等的。模型採用深度學習的中卷積神經網路模型 CNN,根據

圖片的特徵搭建不同的網歲塌答絡模型. 指針式儀表識別是主要針對指針式儀表，這是一個通過視頻圖像對工業儀表識別進行自動識別. 識別的流程是：採用一些特殊的方法來完成有效區域篩選以及儀表的指針定位，根據表盤中心到指針回轉中心的連線與子表盤 0 刻度線的夾角等特徵，計算出子表盤 0 刻度線與指針指向線段的夾角，進一步識別並判讀出指針讀數。DAQ-IOT君實驗結果表明，該定位及識別演算法計算簡單，具有較高的准確率，克服了表盤隨機角度傾斜對讀數識別演算法的影響。