專利名稱：石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石英晶體振蕩器的計量檢測裝置，尤其系一種完成數(shù)字儀表(儀器)中石英晶體振蕩器的智能化自動檢測裝置，它適用于包括有外頻標輸出的數(shù)字式儀表和無外頻標輸出的數(shù)字式儀表。
背景技術(shù)：
數(shù)字儀表在各種現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，計量檢定部門需要對這些數(shù)字設(shè)備的石英晶體振蕩器定期進行檢測。石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器， 被廣泛應(yīng)用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、 為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準信號。目前，國內(nèi)已經(jīng)有一些公司或個人申請了石英晶體振蕩器的檢測裝置或系統(tǒng)的相關(guān)專利；如，石英晶體振蕩器的在線檢測系統(tǒng)(CN10141i^62)，無人值守石英晶體振蕩器自動測試系統(tǒng)(CN101515009)，一種石英晶體振蕩器的測試調(diào)整裝置及方法(CN1657957)，石英晶體振蕩器參數(shù)自動測試系統(tǒng)(CN101713811A)等，上述這些測試系統(tǒng)(裝置)都是針對石英晶體振蕩器元件的測試；而目前對石英晶體振蕩器數(shù)字儀表的檢測，國內(nèi)外檢測機構(gòu)引入的檢測設(shè)備都采用外頻標比較法自動記錄方式，這種檢測方式存在以下不足之處(1) 它要求標準設(shè)備和被檢測設(shè)備必須支持外頻標輸出，然而，在實際工作中，還有大量的無外頻標輸出的數(shù)字儀表，此時，使用上述這種自動記錄方式將無法完成檢測。為此，現(xiàn)有的要完成無外頻標輸出的設(shè)備的檢測，其石英晶體振蕩器的檢測只能通過人工完成，但其檢測持續(xù)時間很長(常達數(shù)十小時)，大部分計量部門需要采用多人換班的方式解決；此外，這種檢測設(shè)備只能打印出檢測過程中的相關(guān)原始數(shù)據(jù)，檢測人員需要人工處理這些數(shù)據(jù)，計算量比較大，工作效率低。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種可自動完成數(shù)字儀表石英晶體振蕩器的智能化檢測過程，并能自動完成檢測數(shù)據(jù)的處理及報表證書生成的智能化自動檢測裝置。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，其特征是，它包括通道切換與控制器、頻標比較器/計數(shù)器、監(jiān)視器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)字識別與控制軟件、智能化參數(shù)控制單元、后臺數(shù)據(jù)處理軟件和數(shù)據(jù)庫管理軟件，數(shù)據(jù)采集設(shè)備上設(shè)置有用于監(jiān)測被檢儀表的攝像頭，攝像頭采集被檢儀表面板圖像后，由切換與控制器控制的檢測通道輸出至頻標比較器/計數(shù)器，頻標比較器/計數(shù)器將采集到的被檢儀表與標準儀表進行比對，完成頻標比較或頻率計算，并由監(jiān)視器通過計算機顯示屏幕實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集設(shè)備完成對被檢儀表面板圖像采集工作，再由數(shù)字識別與控制器對采集的圖像進行數(shù)字圖像預(yù)處理，并進行圖像分割，然后通過人工智能技術(shù)對分割的數(shù)字圖像進行高精度識別，得到數(shù)字儀表的顯示數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫中，然后再將這些數(shù)據(jù)按照檢定規(guī)程進行數(shù)據(jù)處理，最終形成檢測記錄和檢測報告。本實用新型的目的還可以采用以下技術(shù)措施解決作為更佳的實施方式，所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備上最多可安裝有四個攝像頭，每個攝像頭用于監(jiān)測四臺被檢儀表，因此，本系統(tǒng)最多支持16臺設(shè)備同時在線檢測，在檢測過程中， 每四臺被檢儀表為一組，由對應(yīng)的一個檢測通道輸出，并由切換與控制器分別控制和檢測。作為更具體的實施，所述通道切換與控制器上設(shè)置有控制單元核心PLC，PLC與計算機(上位機)連接并由計算機(上位機)指令控制，以執(zhí)行相應(yīng)動作；使用工業(yè)控制PLC 可保證檢測時間的準確，減少外界對被檢設(shè)備的電磁干擾，保證檢測裝置長時間穩(wěn)定運行及檢測結(jié)果的可靠。且，可根據(jù)計算機中設(shè)置的參數(shù)進行準確控制設(shè)備，在檢測過程中可以根據(jù)不同需要調(diào)整相關(guān)參數(shù)以到達相應(yīng)的控制要求。所述頻標比較器/計數(shù)器還連接有標準儀表，頻標比較器/計數(shù)器將被檢儀表與標準儀表進行比對，確定是否有頻標輸出并通過選擇按鈕選擇頻差倍增法、讀標準法以及讀被檢法的不同檢測方法，完成頻標比較或頻率計數(shù)；上述頻差倍增法、讀標準法和讀被檢法的具體檢測方法，以及頻率計算，可參見具體實施方式
部分的介紹。所述監(jiān)視器連接在頻標比較器/計數(shù)器與數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間，以便通過計算機顯示屏幕對各檢測通道、各檢測儀表的檢測過程和中間結(jié)果的實時監(jiān)測，使檢測人員能實時了解各檢測儀表的檢測進度及效果，方便對檢測作出相應(yīng)的調(diào)整。所述智能化控制參數(shù)設(shè)備是用戶根據(jù)檢測要求及檢測規(guī)程預(yù)先設(shè)定的工作參數(shù)， 根據(jù)該參數(shù)能自動完成各檢測通道、各儀表的自動化檢測過程。所述后臺數(shù)據(jù)處理軟件根據(jù)檢測程完成數(shù)據(jù)的后期加工及數(shù)據(jù)存儲操作。所述數(shù)據(jù)庫管理軟件還連接有記錄查詢與證書打印設(shè)備，以供人們查詢和證書打印需要使用。本實用新型的有益效果是(1)本實用新型的石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，既可用于帶頻標輸出的石英晶體振蕩器數(shù)字儀表的檢測，也可以用于不帶頻標輸出的石英晶體振蕩器數(shù)字儀表的檢測，而且簡單可靠、成本低，檢測效率高的優(yōu)點；它所需的設(shè)備為一臺PC計算機，以 PLC為核心的通道控制器和攝像頭(視頻頭)等；(2)此款自動檢測裝置，其使用方便、操作簡易，裝置的整個操作系可視化界面，只須有簡單的計算機操作知識就可以完成檢測；(3)再有，本實用新型的自動檢測裝置，實現(xiàn)了石英晶體振蕩器計量檢測與管理信息系統(tǒng)(MIS)的高效集成，可以為檢測部門進行信息化的數(shù)據(jù)管理，且所需報告可直接根據(jù)檢定規(guī)程自動生成并打印。

圖1是本實用新型石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置的構(gòu)成圖；圖2是圖1檢測裝置的通道切換與控制器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備的關(guān)系示意圖；圖3是圖1檢測裝置的切換與控制器的PLC連接圖；圖4是本實用新型自動檢測裝置的頻差倍增法示意圖；[0023]圖5是本實用新型自動檢測裝置的讀標準法示意圖；圖6是本實用新型自動檢測裝置的讀被檢法示意圖；圖7是本實用新型自動檢測裝置的開機特性檢測流程圖；圖8是本實用新型自動檢測裝置的日頻率波動檢測流程圖；圖9是本實用新型自動檢測裝置的日老化率檢測流程圖；圖10是本實用新型自動檢測裝置的IS頻率穩(wěn)定度檢測流程圖；圖11是本實用新型自動檢測裝置的頻率復(fù)現(xiàn)性檢測流程圖；圖12是本實用新型自動檢測裝置的頻率準確度檢測流程圖；圖13是本實用新型自動檢測裝置的某通道控制示意圖；圖14是本實用新型自動檢測裝置的高精度數(shù)字識別技術(shù)示意圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，一種石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，它包括通道切換與控制器1、頻標比較器/計數(shù)器2、監(jiān)視器3、數(shù)據(jù)采集設(shè)備4、數(shù)字識別與控制軟件5、智能化參數(shù)控制單元6、后臺數(shù)據(jù)處理軟件7和數(shù)據(jù)庫管理軟件8，在圖1中，將通道切換與控制器1分為兩部分標示，一部分為通道切換1-1，另一部分為控制器1-2，數(shù)據(jù)采集設(shè)備4上設(shè)置有用于監(jiān)測被檢儀表的攝像頭，攝像頭采集被檢儀表A面板圖像后，由切換與控制器1 控制的檢測通道B輸出至頻標比較器/計數(shù)器2，頻標比較器/計數(shù)器2將采集到的被檢儀表A與標準儀表C進行比對，完成頻標比較或頻率計數(shù)，并由監(jiān)視器3通過計算機顯示屏幕實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集設(shè)備4完成對被檢儀表A面板圖像采集工作，再由數(shù)字識別與控制軟件 5對采集的圖像進行數(shù)字圖像處理，并進行圖像分割，然后通過人工智能技術(shù)對分割的數(shù)字圖像進行高精度識別，得到數(shù)字儀表的顯示數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫中，然后再將這些數(shù)據(jù)按照檢定規(guī)程進行數(shù)據(jù)處理，最終形成檢測記錄和檢測報告。見圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備4上最多可安裝有四個攝像頭，每個攝像頭用于監(jiān)測四臺被檢儀表A，因此，本系統(tǒng)最多支持16臺被檢儀表A0-A15(設(shè)備)同時在線檢測，在檢測過程中，每四臺被檢儀表A為一組，由對應(yīng)的一個檢測通道B輸出，即B0-B3，并由切換與控制器1分別控制和檢測。如圖3所示，所述通道切換與控制器1上設(shè)置有控制單元核心PLC，PLC與計算機 PC(上位機)連接并由計算機PC(上位機)指令控制，以執(zhí)行相應(yīng)動作；具體連接是，PLC通過USB/RS422轉(zhuǎn)接口與計算機相接，而各被檢測儀表A (設(shè)備)與PLC之間則設(shè)置有繼電器 J ；使用工業(yè)控制PLC可保證檢測時間的準確，減少外界對被檢設(shè)備的電磁干擾，保證檢測裝置長時間穩(wěn)定運行及檢測結(jié)果的可靠。且，可根據(jù)計算機中設(shè)置的參數(shù)進行準確控制設(shè)備，在檢測過程中可以根據(jù)不同需要調(diào)整相關(guān)參數(shù)以到達相應(yīng)的控制要求。所述頻標比較器/計數(shù)器2還連接有標準儀表C，頻標比較器/計數(shù)器2將被檢儀表A與標準儀表C進行比對，根據(jù)是否有頻標輸出并通過選擇按鈕選擇頻差倍增法、讀標準法以及讀被檢法的不同檢測方法，完成頻標比較或頻率計算；見圖4所示，為頻差倍增法示意圖，當(dāng)被檢儀表A與標準表都有外頻標輸出時，此時可將此信號輸入頻差倍增器11，由系統(tǒng)按照一定間隔(預(yù)先設(shè)定)讀取頻差倍增器的讀數(shù)，并完成檢測；[0038]見圖5所示，為讀標準法示意圖，當(dāng)標準儀表有C外頻標輸出，而被檢儀表A無外頻標輸出時，采用讀標準法進行檢測，具體原理見圖所示；見圖6所示，為讀被檢法示意圖，當(dāng)被檢儀表A有外頻標輸出，而標準儀表C無外頻標輸出時，采用讀被檢法進行檢測，具體原理見圖所示。如圖7所示，系本實用新型自動檢測裝置的開機特性檢測流程圖；如圖8所示，系本實用新型自動檢測裝置的日頻率波動檢測流程圖；如圖9所示，系本實用新型自動檢測裝置的日老化率檢測流程圖；如圖10是本實用新型自動檢測裝置的IS頻率穩(wěn)定度檢測流程圖；如圖11所示，系本實用新型自動檢測裝置的頻率復(fù)現(xiàn)性檢測流程圖；如圖12所示，是本實用新型自動檢測裝置的頻率準確度檢測流程圖。上述監(jiān)視器3連接在頻標比較器/計數(shù)器2與數(shù)據(jù)采集設(shè)備4之間，以便通過計算機顯示屏幕對各檢測通道B、各檢測儀表A的檢測過程和中間結(jié)果的實時監(jiān)測，使檢測人員能實時了解各檢測儀表的檢測進度及效果，方便對檢測作出相應(yīng)的調(diào)整；而智能化參數(shù)控制單元6是用戶根據(jù)檢測要求及檢測規(guī)程預(yù)先設(shè)定的工作參數(shù)，根據(jù)該參數(shù)能自動完成各檢測通道B、各儀表的自動化檢測過程。所述后臺數(shù)據(jù)處理軟件7根據(jù)檢測程完成數(shù)據(jù)的后期加工及數(shù)據(jù)存儲操作。而為了方便用戶查詢和打印需要，在所述數(shù)據(jù)庫管理軟件8還可以連接有記錄查詢與證書打印設(shè)備9。綜上所述，本檢測裝置設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)如下(1)被檢測儀表(設(shè)備)采用多通道智能控制與多通道數(shù)據(jù)自動采集；現(xiàn)有數(shù)字儀表的石英晶體振蕩器的檢測設(shè)備，其每臺檢測設(shè)備只能檢測一臺被檢測設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備的利用率及檢測效率很低，很難滿足檢測使用的需要；而本專利的檢測設(shè)備，為了提高儀表的檢測效率，減低檢測成本，本裝置可以同時檢測多臺設(shè)備，最多能同時在線檢測16臺儀表，由于各設(shè)備的檢測項目及檢測參數(shù)差異可能很大，本專利將被檢的16臺儀表(設(shè)備) 分成四組，每組構(gòu)成一個檢測通道，并且以組為單位設(shè)置智能化檢測參數(shù)，這些檢測參數(shù)可以實現(xiàn)儀器的不同檢測要求(同組或同通道的被檢儀表檢測參數(shù)相同)；通過以通道為單位實現(xiàn)了根據(jù)不同的檢測要求完成不同儀器的檢測及控制，其控制原理示意圖如下圖13 所示，是本實用新型自動檢測裝置的某通道控制示意圖。每檢測通道的檢測參數(shù)包括檢測時間間隔，開機預(yù)熱時間，開機時間，停機時間等，以分別完成開機特性檢測，日頻率波動，日老化率，IS頻率穩(wěn)定度，頻率復(fù)現(xiàn)性，頻率準確度等項目的檢測。其中，調(diào)整檢測時間的間隔可以根據(jù)不同的要求改變檢測數(shù)據(jù)的采集間隔時間， 最短不低于1秒，最高不受限制；開機預(yù)熱時間是用于調(diào)整設(shè)備的開機預(yù)熱時間，以保證設(shè)備進入穩(wěn)定工作狀態(tài)后，進行日頻率波動、IS頻率穩(wěn)定度、日老化率等項目的檢測。開機時間與關(guān)機時間是檢測頻率復(fù)現(xiàn)性時需要設(shè)定的開機和停機時間。(2)高精度數(shù)字識別技術(shù)；高精度數(shù)字識別的本裝置的核心功能，它關(guān)系到整個裝置的檢測結(jié)果的精度和可靠性；為獲得高精度高可靠性的檢測結(jié)果，裝置必須采用穩(wěn)定可靠的數(shù)字識別算法，算法具有高的魯棒性，系統(tǒng)自動根據(jù)被識別字符的高度和寬度，調(diào)整識別參數(shù)，這些參數(shù)將用于控制字符特征提取。在數(shù)字識別的過程中，系統(tǒng)需要提供高質(zhì)量的識別算法外，還必須能自動評估識別的可靠性，具有自適應(yīng)的能力，見圖14所示，是本實用新型自動檢測裝置的高精度數(shù)字識別技術(shù)示意圖。(3)檢定規(guī)程的實現(xiàn)技術(shù)；本實用新型是根據(jù)國家石英晶體振蕩器儀表檢測規(guī)程來完成的，遵循的規(guī)程有 《中華人民共和國計量檢定規(guī)程JJG180-2002電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器》，《中華人民共和國計量檢定規(guī)程JJG181-2005石英晶體頻率標準》等。在石英晶體振蕩器檢測規(guī)程中，包括了不同設(shè)備使用階段的6個不同檢測項目，這些檢測項目的過程檢測數(shù)據(jù)點多，過程復(fù)雜，檢測過程持續(xù)時間很長，數(shù)據(jù)采樣間隔各不相同；申請人通過軟件方法將相關(guān)檢測規(guī)程融入石英晶體振蕩器智能化自動檢測裝置中，通過計算機完成各被檢儀器的數(shù)據(jù)準時采集和開、關(guān)機控制。本專利的關(guān)鍵點就在于利用了計算機人工智能技術(shù)和PLC控制技術(shù)等，通過高精度的數(shù)字識別技術(shù)，實現(xiàn)了多通道石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測。因此，本專利的保護點有兩處(1)保護本發(fā)明的多通道石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測的基本原理及方法；(2)保護本發(fā)明的多通道石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測的智能化工作流程。
權(quán)利要求1.一種石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，其特征是，它包括通道切換與控制器⑴、頻標比較器/計數(shù)器⑵、監(jiān)視器⑶、數(shù)據(jù)采集設(shè)備⑷、數(shù)字識別與控制軟件(5)、 智能化參數(shù)控制單元(6)、后臺數(shù)據(jù)處理軟件(7)和數(shù)據(jù)庫管理軟件(8)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備(4) 上設(shè)置有用于監(jiān)測被檢儀表的攝像頭，攝像頭采集被檢儀表(A)面板圖像后，由切換與控制器⑴控制的檢測通道⑶輸出至頻標比較器/計數(shù)器O)，頻標比較器/計數(shù)器⑵ 將采集到的被檢儀表(A)與標準儀表(C)進行比對，完成頻標比較或頻率計數(shù)，并由監(jiān)視器 (3)通過計算機顯示屏幕實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集設(shè)備(4)完成對被檢儀表(A)面板圖像采集工作，再由數(shù)字識別與控制軟件( 對采集的圖像進行數(shù)字圖像處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，其特征是，所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備(4)上安裝有四個攝像頭，每個攝像頭用于監(jiān)測四臺被檢儀表(A)，每四臺被檢儀表為一組，由對應(yīng)的一個檢測通道(B)輸出，并由通道切換與控制器(1)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，其特征是，所述切換與控制器(1)上設(shè)置有控制單元核心PLC，PLC與計算機連接并由計算機指令控制，以執(zhí)行相應(yīng)動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，其特征是，所述頻標比較器/計數(shù)器( 還連接有標準儀表(C)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，其特征是，所述監(jiān)視器C3)連接在頻標比較器/計數(shù)器( 與數(shù)據(jù)采集設(shè)備(4)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，其特征是，所述數(shù)據(jù)庫管理軟件(8)還連接有記錄查詢與證書打印設(shè)備(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種石英晶體振蕩器儀表智能化自動檢測裝置，它包括通道切換與控制器、頻標比較器/計數(shù)器、監(jiān)視器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)字識別與控制軟件、后臺數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)庫管理軟件，數(shù)據(jù)采集設(shè)備上設(shè)置有攝像頭，攝像頭采集被檢儀表面板圖像后，由切換與控制器控制的檢測通道輸出至頻標比較器/計數(shù)器，再將采集到的被檢儀表與標準儀表進行比對，完成頻標比較或頻率計數(shù)，并由監(jiān)視器通過計算機顯示屏幕實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集設(shè)備完成對被檢儀表面板圖像采集工作，再由數(shù)字識別與控制軟件對采集的圖像進行數(shù)字圖像處理，并進行圖像分割，再通過人工智能技術(shù)對分割的數(shù)字圖像進行高精度識別，得到數(shù)字儀表顯示數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫中，再將這些數(shù)據(jù)按照檢定規(guī)程進行數(shù)據(jù)處理，最終形成檢測記錄和檢測報告。
文檔編號G01R31/28GK201935964SQ201020593610
公開日2011年8月17日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者冼志勇, 李志強, 李曉東, 潘小珍, 詹敬明 申請人:佛山市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測中心