仪表读数规则
高考电表读数规则问题探讨
一、高考国卷电表读数试题标答研究
1.当前纷争产生原因
指针式电表读数问题，本不是什么非常艰深的物理知识，由于高中教材教参既没有介绍电表准确度等级读数规则，又没有明确给出什么新的统一标准，给高中教学特别是复习备考带来很大困惑。又因2011年高考多用电表读数填“14.0”得2分、填“14”得1分，一直不断的纷争再度引燃。
纷争主要发生在最小分度为“2”、“5”两种情况电表读数和欧姆档读数记录规范问题上。一是大部分老师及其复习资料按照大学物理中介绍的电表准确度等级读数规则进行读数，考虑中学实验一般用的是2.5级电表，对“2”和“5”分度的电流、电压表，分别提出“二分之一”和“五分之一”的估读要求，归纳为“凡是最小分度是“1”的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位数字是不可靠数字）；凡是最小分度不是“1”的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不能再往下估读”。这样，记录的结果往往出现：遇到最小分度为“5”的情况时，做出的结果与高考标答一致，遇到最小分度为“2”的情况时，做出的结果与高考标答不一致；二是小部分老师认为现行高中教材没有介绍电表准确度等级读数规则，只能依据初中物理介绍的“十分之一估读法”，结果往往出现：遇到最小分度为“2”的情况时，做出的结果与高考标答一致，遇到最小分度为“5”的情况时，做出的结果与高考标答不一致。还有欧姆档读数记录规范问题。
2. 高考国卷电表读数标答“潜规则”探究
湖北2012年高考理综考试采用国卷，所以我们必须研究国卷电表读数“潜规则”。
笔者研究比对人教版教材选修3—1 P68第1题答案和多年高考试题，发现高考国卷电表读数标答和教材答案标准具有一致性，在多年高考国卷命题中这种“潜规则”保持稳定性。国卷“潜规则”依据理由可能是：
①基于人教版教材讲述。教材没有介绍电表准确度等级规则，也不因此提高要求增加学生负担，再说所读电表未必都是2.5级电表；
②不考虑电表结构原因误差，假定电表机件都是理想的，读数误差主要出在人眼对刻度的分辨能力上；
③中学实验电表最小刻度宽度约1mm，一般人眼的分辨能力为0.1 mm，即最多可估读到最小分度的十分之一；
④“估读”只能是“最后一位有效数字”。如果最小分度为“2”（20，2，0.2，0.02，…），等分份数10以内的只有2、4、5、10五种可能（2/2=1，2/4=0.5，2/5=0.4，2/10=0.2；但
2/3=0.333…2/8=0.25不是一位有效数字），一般估读应在下一位比较准，故取“十分之一估读法”；如果最小分度为“5”（50，5，0.5，0.05，…），等分份数10以内的只有5、10两种可能（5/5=1，5/10=0.2，但5/2=2.5，5/4=1.25，5/8=0.625），由于1mm内标值5本身已较大，估读值取在同一位已是合适的估读，再细到十分之一就没意义了，故采用“五分之一估读法”。
⑤尽管欧姆表测电阻本身粗略，但仅从读数角度看，“最后一位有效数字”表示“估读” 、“近似”意义应是一样的，毋容置疑，不能随意改变。
3.总结高考国卷电表读数标准
对最小分度为“1” 、“2”的采用“十分之一估读法”，估计数字出现在下一位；对最小分度为“5”的采用“五分之一估读法”， 估计数字出现在同一位。
这样读数记录=刻度完整部分+估计等分数×125???最小分度“”或“”的十分之一最小分度“”的五分之一
，后部分乘积为0时不能丢，象游标卡、千分尺读数一样要补齐。
显然，高中阶段，这种办法适合学生理解接受，不额外增加负担，上了大学再进一步学习更科学严谨的估读规则，现实中不失为一种为大学准备的承上启下的过渡性办法。
教材习题例证
下面是人教版教材选修3—1P 68第1题及答案：
解析：（1）直流电压档，2.5V 量程刻度盘，每格表示0.05V,采用“五分之一估读法”，估读到0.05V/5=0.01V ，指针a 示数读作0.55V+2×0.01V=0.57V ；指针b 示数读作
2.0V+0×0.01V=2.00V 。（2）直流电流档，100mA 量程刻度盘，每格表示2mA ，采用“十分之
一估读法”，估读到2 mA/10=0.2 mA，指针a示数读作22 mA+（4～5）×0.2 mA=22.8～23.0 mA，答案给的是22.8mA；指针b示数读作80 mA±（0～1）×0.2 mA=79.8～80.2 mA，答案给的是80.0 mA。显然，如果按2.5级电表电表准确度等级读数规则，每格表示2mA，采用“二分之一估读法”，只能估读到1mA，不会到mA的十分位。（3）欧姆×10档，指针b在“0～5”段每小格为0.5Ω，采用“五分之一估读法”，估到0.5Ω/5=0.1Ω，读作〔3Ω+（1～2）×0.1Ω〕×倍率10=（31～32）×10Ω。指针a在40～50段每小格为5Ω，采用“五分之一估读法”，估到5Ω/5=1Ω；在50～100段每小格为10Ω，采用“十分之一估读法”，估到10Ω/10=1Ω，读作〔50Ω±（0～1）×1Ω〕×倍率10=（49～51）×10Ω，教材答案表示为500Ω，没有写成5.0×102Ω，这是个很大的遗憾，也给各地高考自主命题和调考等考试命题带来误导，以为欧姆档测电阻本身粗略，估读可不作要求。导致安徽2009年高考题将本题“×10”改为“×100”，结果写为320Ω，天津、上海高考及一些地方调考卷中也有类似问题。
国卷高考题例证
例1（2008宁夏新课程卷，注：实际是教育部考试中心命制）右图为一正在测量中的多用电表表盘.
（1）如果是用×10Ω档测量电阻，则读数为Ω。
（2）如果是用直流10 mA档测量电流，则读数为mA。
（3）如果是用直流5 V档测量电压，则读数为V。
标答: (1)60 或6.0×10；(2)7.18 ；(3)3.59。
解析：（1）电阻刻度“5～10”共5格，最小刻度是2，采用“十分之一估读法”，故读作“6±（0～1）×0.2”，再乘以档位的倍率10，即59～61Ω，标答60Ω；
（2）用10 mA档测量电流，每格刻度为0.2mA，采用“十分之一估读法”，读数为7mA+（8～9）×0.02mA=7.16～7.18mA（如果按大学物理2.5级电表读数误差规则，就只能估记到0.2/2=0.1 mA，结果就是7.2 mA，与标答不符。中学生不具有这方面知识，故高考标答没采用这种方法标准）；
(3) 用直流5 V档测量电压，每格刻度为0.1V，采用“十分之一估读法”，读数为3.5 V +（8～9）×0.01 V=3.58～3.59 V。
例2（2010年全国卷）下面左图是课标卷23题，读出图中A示数I1= mA；右图是大纲版卷23题, 读出图中A示数I2= mA。
标答：115 ；0.660
解析：左图量程150 mA，每小格5 mA，采用“五分之一估读法”，估到5 mA /5=1 mA ，读作
115 mA+0×1 mA=115 mA，标答是115 mA，而不是115.0 mA。
右图1.0 mA,50格，每小格0.02 mA，采用“十分之一估读法”，估到0.02 mA/2=0.002 mA, 读作0.66 mA+0×0.002 mA=0.660 mA，而不是0.66 mA（二分之一估读法结果）。可能命题者考虑到有人用“二分之一估读法”，故在题后特别要求“保留3位有效数字”，以避免争执，把握引向。尽管湖北自拟评分细则对填“0.66”mA也给2分，并不鼓励随意拔高课程标准要求。
例3〔2011年大纲版全国卷23题第（2）问〕多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图11（a）（b）（c）所示，则多用电表（使用×1Ω档）的读数为Ω；电流表读数为____mA；电阻箱的读数为Ω；
标答：14.0；53.0 ；4.6
解析：①欧姆档“10～15”每格1Ω，估读到0.1Ω，读作14Ω+0×0.1Ω=14.0Ω（2分，填为“14”只给1分）；
②电流表量程60 mA，每格1 mA，估读到0.1 mA，读作53 mA+0×0.1 mA=53.0 mA，（2分，填为“53”只给1分）；
③4.6Ω（电阻箱不估读）。
显然，标答及评分细则明确了命题者对欧姆档的估读要求，同时考虑到可能有人拿教材为由评说，采取了折中处理，填为“14”给1分（扣1分）。实际上，这既是对课本习题答案的“校正”，也是对有些地方随意降低要求的适时“纠偏”，有明显的指导意义。
上述观点只是笔者的一种揣测，跟高考命题者思考是否一致，还须关注明春考试中心拿出的《2011年高考试题分析》解释，这里提出来供我市同仁研究参考。
二、高考地方自主命题，电表读数标准亟待统一
从地方试卷发现，地方自主命题和各地调考模拟等则不尽一致，多数认为欧姆表测电阻本身粗略，估读意义不大，对读数有效数位记录不作严格要求。对“2”、“5”分度的电流、电压表，则分别提出“二分之一”和“五分之一”估读要求。在电表读数这个问题上，我市高三复习备考要以国卷标准为准绳，不能因此受到干扰。
例1（2009年安徽卷）用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。
标答：
解析：这是人教版选修3—1P68习题改编试题。（1）对直流电流100 mA刻度盘，每小格2 mA，采用“十分之一估读法”，估到2/10=0.2 mA，读作22 mA +（4～5）×0.2 mA=22.8～23.0 mA；（2）直流电压2.5V刻度盘，每小格0.05V，采用“五分之一估读法”，估到0.05
V/5=0.01V,读作0.55 V+（2～3）×0.01V=0.57～0.58V；（3）电阻×100档在“0～5”段每小格为0.5Ω，采用“五分之一估读法”，估到0.5Ω/5=0.1Ω，读作〔3Ω+（1～2）×0.1Ω〕×倍率100=（3.1～3.2）×102Ω。可见，安徽这里对欧姆档估读不作要求，却导致测量结果准确数位无形拔高了一个数量级。
例2—1（2011年广东卷34题第1问）：粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_____倍率的电阻挡（请填空“×1”、“×10”或“×100”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图2，结果为______Ω。
标答：①×1；②7.3～7.7
解析：①×1；②欧姆档“5～10”每格1Ω，估读到1Ω/10=0.1Ω，故读作〔7Ω+（3～7）×0.1Ω〕×倍率1=（7.3～7.7）Ω。
例2—2（2003年广东卷）下图为—正在测量中的多用电表表盘。
（1）如果是用直流10V档测量电压，则读数为V。
（2）如果是用×100Ω档测量电阻，则读数为Ω。
（3）如果是用直流5mA档测量电流，则读数为mA。
标答：6.5；8.0×102；3.25
解析：（1）如果是用直流10V档测量电压，每个小格为0.2V，采用“十分之一估读法”，估到0.2/10=0.02V,所以读作6.4+（4～5）×0.02V=（6.48～6.50）V。标答为6.5V，显然，是采用“二分之一估读法”。
（2）如果是用×100Ω档测量电阻，为8.0个小格，“5～10”每格为1Ω，采用“十分之一估读法”，估到1/10=0.1Ω，所以读作〔8Ω±（0～1）×0.1Ω〕×倍率100=（7.9～8.1）×102Ω。标答为8.0×102Ω。
（3）如果是用直流5mA档测量电流，每个小格为0.1A，采用“十分之一估读法”，估到0.01 A，所以读作3.2A+(4～5) ×0.01 A =3.24～3.25A。标答为3.25A。
可见，广东不仅要求欧姆档估读，而且对电流、电压表读数是按大学物理中介绍的电表准确度等级读数标准要求的。
例3（2009年上海卷）用多用表的欧姆档(选用×kΩ)测量阻值约为几十kΩ的电阻R x，
根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_____Ω。
标答：30k（或30000）。
解析：欧姆档“20～40”每格2Ω，估读到0.2Ω，读作〔30Ω+0×0.2Ω〕×倍率k=30.0 kΩ，
或记为3.00×104Ω。
可见，上海卷标答为“30k（或30000）”，表明上海对欧姆档估读有效数位记录未作要
求。
例4（2006年天津卷）一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到档。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤
是，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是______。
标答：×100；调零（或重新调零）；2.2×10 3 (或2.2k)
解析：欧姆档“20～30” 每格2Ω，可估读到0.2Ω，读作〔22Ω+0×0.2Ω〕×倍率100=2.20 ×103Ω或2.20kΩ。
可见，天津卷标答为“2.2×10 3 (或2.2k)”表明天津对欧姆档估读有效数位记录也未作要求。
例5（2006年重庆卷)用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据题22图1所示的表盘，被测电阻阻值为Ω。若将该表选择旋钮置于1 mA 挡测电流，表盘仍如题22图1所示，则被测电流为mA。
标答：220 Ω；0.40
解析：欧姆档“20～30” 每格2Ω，可估读到0.2Ω，，读作〔22Ω+0×0.2Ω〕×倍率10=220Ω或2.20×102Ω；1 mA电流档每格0.02 mA，采用“十分之一估读法”，估读到0.002 mA，所以读作0.4 mA+0×0.002 mA=0.400 mA，显然，0.40 mA是按“二分之一估读法”得出的。
可见，重庆卷的要求跟广东卷一样，提高了对电流、电压表估读要求
高中物理常用基本仪器的使用与读数精编版
高中物理常用基本仪器的使用与读数 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
高三总复习-----高考常用基本仪器读数 一、刻度尺： 读数规则：一般最小分度是1mm ，结果要估读到mm 后一位小数（cm 后2位小数） 应 用： 纸带点间距、水平及斜面的长度、两光电门之间的距离、单摆摆线长、 电阻丝的长度、双缝到光屏的距离。 1-1：如图（甲）所示的物体A 的长度是_________cm=_________m ，如图（乙）所示的物体B 的长度是___________mm=___________m. 注意：甲图的最小分度是多少呢？ 该如何保留小数点？ 起点没有从零刻度开始怎么办呢？ 二、游标卡尺： 功 能：测外径，内径，深度 读数规则：一共有3个规格------10分度，20分度，50分度（数游标刻度上的总格数，不能只看数字） 结果=对齐格数总格数 主尺刻度整数?+mm mm 1 1.主尺刻度通常是先读出mm ***.,再转化为mm ***,不能跳跃 2.主尺刻度要从游标刻度的0刻线读取，不能按游标刻度边框读．．．．．．．．．． 3.对齐格数不能估读，只能读整数格对齐，对齐格数从下面的游标0分度数起 4.结果的小数点一定与游标尺的最小分度小数点一致，不能多一位也不能少一位 10分度的(1位) 20分度的（2位） 50分度的（2位） 应 用：单摆小球的直径，金属丝的直径，条纹间距的宽度 2-1：游标卡尺的游标有10个等分刻度，当左、右测脚合拢时，游标尺在主尺上的位置如图（甲），当用此尺测某工件时，游标尺在主尺上的位置如图（乙）所示，则工件的实际长度是
仪表精度等级
仪表精度等级
仪表精度等级 真值、测量值与误差 【真值】一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想概念，一般是无法得到的。 【约定真值】一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。 【相对真值】指当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3以下时，可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。 【测量误差】测量值与真实值之间存在的差别。在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。 【绝对误差】指误差偏离真实值的多少。绝对误差的实质，是仪表读数与被测参数真实值之差。仪表的绝对误差只能是读数与约定真值或相对真值之差。 【相对误差】仪表的绝对误差与真值的百分比。 相对百分误差=（测量值－真值）/（标尺上限值－标尺下限值）×100% 【引用误差】绝对误差与仪表量程的百分比。例如：2% F.S. 引用误差＝（绝对误差的最大值/仪表量程）×100% 【基本误差】intrinsic error，又称固有误差。在参比条件下仪器仪表的示值误差。其计算公式为：基本误差=测量值－真实值 【基本误差】在标准条件下，基准值（量程）范围内的引用误差。 【基本误差】又称引用误差或相对误差，是一种简化的相对误差。仪表的基本误差定义为： 基本误差=（最大绝对误差/仪表量程）×100%＝MAX（仪表指示值－被测量真值）/（测量上限-测量下限）×100% 【重复性误差】repeatability error，在相同的工作条件下，对同一个输入值在短 １
时间内多次连续测量输出所获得的极限值之间的代数差。 【线性误差】实测曲线与理想直线之间的偏差。 【线性度】校准曲线接近规定直线的吻合程度。是测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值比例关系（线性关系）的一种度量。 在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差（ΔYmax）与满量程输出（Y）的百分比，称为线性度（线性度又称为“非线性误差”），该值越小，表明线性特性越好。表示为公式如下： δ=ΔYmax/ Y×100% 以上说到了“拟合直线”的概念，拟合直线是一条通过一定方法绘制出来的直线，求拟合直线的方法有：端基法、最小二乘法等等。 【线性范围】传感器在线性工作时的可测量范围。 仪表精度等级 【准确度】在正常的使用条件下，仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。 【准确度等级】在工业测量中，为了便于表示仪表的质量，通常用准确度等级来表示仪表的准确程度。准确度等级就是最大引用误差去掉正、负号及百分号。准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。我国工业仪表等级分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级，并标志在仪表刻度标尺或铭牌上。仪表准确度习惯上称为精度，准确度等级习惯上称为精度等级。 仪表精度=（绝对误差的最大值/仪表量程）×100% 以上计算式取绝对值去掉%就是我们看到的精度等级了。 请教各位高手，仪表精度等级是如何定义的？如测压范围是10~100Pa的压力表，精度等级是1.0级，55Pa处的最大误差应该是多少啊？谢谢指教！ 全量程都应该是±（100－10）×1％＝±0.9Pa 仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。某一类仪表的允许 ２
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统 发表时间：2019-07-16T14:11:31.203Z 来源：《电力设备》2019年第6期作者：彭鹤 [导读] 摘要：巡检机器人能自动识别仪表设备的状态，先准确定位图像中的仪表设备，在此基础上，实现了仪表读数的自动识别。 (大唐河北发电有限公司马头热电分公司河北省邯郸市 056044) 摘要：巡检机器人能自动识别仪表设备的状态，先准确定位图像中的仪表设备，在此基础上，实现了仪表读数的自动识别。 关键词：巡检机器人；仪表读数识别；指针提取 巡检机器人主要在户外工作，仪器识别算法需适用于各种不同的光照和天气情况，基于此，本文提出了一种迭代最大类间方法，解决了由光照或镜面反射引起的仪器图像过亮或过暗时指针提取问题；提出基于Hough变换的指针角度计算方法，推导了指针角度与仪表读数间的函数关系，实现了指针仪表读数的自动识别。 一、仪表识别算法概述 变电站的仪表多数安置在室外，巡检机器人采集的仪表图像通常受到环境的影响。现有的识别算法为，利用仪表表盘的形状特征，通过模板匹配或椭圆拟合确定仪表表盘在图像中的基本位置及区域范围。其算法虽具备一定实时性和鲁棒性，但并不适用于巡检机器人采集到的变电站仪表图像。这是因变电站设备结构复杂，在机器人采集到的图像中，背景紊乱，并不仅包含仪表区域，还同时囊括了其它设备。在指针识别方面，通常在获取仪表表盘的子图像后，再使用多种的图像处理方法提取仪表指针的位置及指向方向。另外，智能机器人能自动实现对仪表设备的状态识别，必须进行仪表设备在图像中的准确定位，在这基础上，实现仪表读数的自动识别。 二、指针式仪表读数识别 1、指针区域提取。在仪器图像采集过程中，由于受仪器玻璃的光照条件或镜面反射的影响，很难提取仪器指针等特征信息，从而影响仪器的读数识别。因此，在提取指针区域前，需要去除噪声，增强高通图像。为后续指针中心线的精确提取提供清晰的图像，从而提高仪器识别的精度。 1)表盘图像去噪。由于仪器图像在采集过程中会受到噪声的干扰，可采用图像平滑的方法来降低噪声对仪器图像质量的影响。如果平滑窗口太大或太小，仪器图像的细节将变得模糊或边界轮廓将被破坏。本文采用5*5方形窗口的中值滤波去除图像噪声，不仅达到了去噪的目的，而且保持了图像的细节信息。 2)高通增强。为了提高背景与目标区域的灰度差，准确提取指针区域，采用Butterworth高通滤波器对仪器图像进行增强，抑制低频信息。 3)目标分割。最大类间方差是一种常用的自适应目标阈值分割算法，对背景清晰的普通图像具有良好的分割效果，但在对前后景灰度变化不大的情况下，很难实现目标提取。 在实际变电所采集的指针式仪表灰度图像二值化阈值分割过程中发现，当仪表图像在过亮或过暗的光照条件下采集时，目标区域和背景区域的灰度变化很小。采用传统的最大类间方差法进行二值阈值分割后，二值图像中存在较大的黑白区域，无法从仪表表盘区域正确分割，严重影响了后续的指针提取。 鉴于这种现象，在指针区域无法分割的过亮或过暗仪器图像中，背景和目标间的最大类间方差值较小。当最大类间方差在区间范围内时，可正确地实现分割，否则分割失败。最大类间方差可作为衡量指针目标提取是否准确的标准。基于此准则，本文提出了一种迭代的最大类方差方法。采用最大类间方差法对仪器灰度图像进行第一阈值分割时，最大类间方差在其范围内，相应的阈值为最优阈值，否则将第一阈值分割中划分的目标类作为第二最大类间方差阈值分割的对象，判断最大类间方差是否在其范围内。以此类推直到最大类间方差在其范围内，相应的阈值是最佳分割阈值。 2、指针定位。如图1所示，仪表图像中指针具有顶端细，底端粗，灰度关于中心线对称的特性，指针的中心线必须穿过旋转轴。因此，可通过过表盘转动轴心提取指针的中心线来实现指针的定位，并使用直线提取方法来提取指针的中心线。 图1 仪表图像中指针特征 Hough变换是一种检测特定边界形状的方法，常用于直线和圆的检测。它将图像坐标空间转换为参数空间，得到一些峰值，然后通过检测参数空间的峰值给出图像中几何曲线的数学方程。Hough变换能有效地避免图像中某些特征点的干扰，具有良好的容错性和鲁棒性。本文提出了一种基于Hough变换的指针定位算法，用于检测过表盘转动轴心的指针位置。此外，指针的旋转角度限制在仪器量程范围内，在搜索图像的Hough变换值时，可搜索特定角度范围内的直线，从而减少搜索量，提高搜索效率。 三、系统评价与验证 智能巡检机器人系统用于电力系统大型室外变电所仪表的自动识别。而仪器读取识别系统读取采集到的图像，识别结果存储在数据库中，用于后台数据库和专家系统的监控和数据分析。 仪器识别系统以MATLAB R2014A为软件开发环境进行仿真实验，以实际测试现场采集的指针式仪表为测试对象。仪表自动识别系统的指针仪表自动识别模块包括读人图像、指针仪表区域定位和仪表识别。本文提出的指针识别算法主要解决两个关键问题：1)适应各种光照条件下的指针区域自适应提取；2)基于Hough变换的指针定位和读数识别。 1、自适应指针区域提取算法的验证与分析。实验分析表明，采用传统的最大类间方差法对仪器图像进行二值化处理，可在正常光照条件下实现对仪器图像的精确分割，而对光线暗淡或摄像机过度曝光时太暗或太亮的仪器图像，由于仪器图像中背景区域和指针表盘区域的灰度差小，传统的最大类间方差法无法提取表盘区域，从而导致后续仪表读数无法识别。基于此，本文提出的迭代最大类间方差法实现了
指针式仪表自动读数识别系统设计
指针式仪表自动读数系统设计 摘要 随着模式识别技术、计算机技术等多种技术的不断完善和发展，机器视觉获得了巨大的进步与发展。目前在许多企业中，存在着大量的仪表，仪表的读数都要靠人来完成，工作量很大而且误差率相对来说比较高，基于这个原因，设计了一个工业生产线在线检测数据数字化处理系统。首先通过摄像头采集仪表图像，通过传输装置以无线的方式把图像传输到电脑上，然后在电脑上通过matlab程序设计，处理图像，读取仪表的数据，然后用labview调用matlab程序，并设计一个显示界面，通过界面可以看到实时的数据与仪表图像以及在一段时间内数据的变化情况。最后通过labview访问access数据库，将读取的数据传入数据库中，便于被调用，最终实现检测数据的数字化处理。 关键词：机器视觉图像处理 Matlab Labview
Online testing data of industrial production line digital processing system design Abstract With the development of computer technology and pattern recognition technology,machine vision technology makes a great progress and develop- ment.At present,there are a lot of instrument in many enterprises.in- strument reading work need people to complete.So there are a lot of work to do and efficiency is very low,as the same time,error rate is quite high.For this reason,there design a online testing data of industrial production line digital processing system.First of all,there need to take Picture by camera.next,t hrough transmission device in wireless way to transmit the image to a computer.Then by matlab programming on the compu- ter,d ata processing images, read the meter.And then call matlab by labview and design a display interface.Through the interface can see the real-time data.At last,through labview access access database,and take the data into database.Finally,realize the testing data of the digital processing. Keywords：Machine vision image processing Matlab Labview
高考基本仪器读数
基本仪器读数 一、有效数字 1.一切不为零的数字都是有效数字，如：、、都是有效数字，均为四位有效数字。 2.在非零数字之间或在非零数字之后的零都是有效数字。如、、，均为有效数字。 3.在非零数字之前的零不是有效数字。如、、均是二位有效数字，而“3”、“7”、“8” 前面的零均不是有效数字。 以上三种情况可概括为：从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字 为止，包括末位的零都是有效数字。 4.· 5.有效数字的位数与小数点的位置有关。如、、均为四位数字。 6.乘方不是有效数学。如×103kg，不是5位有效数学，而是2位有效数字。5400m与×103m所 表示的有效数字位数是不同的，前者为4位有效数字，而后者为2位有效数字，所表示的意义也不相同，前者末位的“0”是估读的，后者“4”是估读的。前者所用的测量工具的最小单位为10m，后 者所用的测量工具的最小单位为1000m。 注意：作为有效数字“0”，无论是在数字之间，还是数字的末尾，均不能随意省略。例如： 和的意义是不同的，为两位有效数字，为三位有效数字。两者的误差不同，前者厘米为准确位，毫 米为估读位；后者毫米为准确位，为估读位，因此其准确度不同。 针对训练 (1990全国，24)用伏安法测电阻的实验中,按实验要求选用的电压表的最小分度为伏,电流表的最 答案：1、3〔2分〕(只填一个且填对的,给1分;有错的不给这2分).4〔1分〕. 二、游标卡尺 1．刻度原理 、 游标卡尺的精度是以游标上的分度相对于主尺上最小分度的大小来确定的。 ⑴精度是0.1mm的游标卡尺(常称为10分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分刻度的总长度等于9mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.1mm。则游标刻度总长度为（1－1/10）×10=9mm； ⑵精度是0.05mm的游标卡尺(常称为20分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上20个等分刻度的总长度等于19mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。则游标刻度总长度为（1－1/20）×20=19mm； ⑶精度是0.02mm的游标卡尺(常称为50分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分刻度的总长度等于49mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。则游标刻度总长度为（1－1/50）×50=49mm。
主要仪器仪表的读数方法(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑 主要仪器仪表的读数方法 一、游标卡尺与螺旋测微器的读数 1）不论是哪种测量仪，测量值=主尺读数+游标尺读数×最小精度。游标卡尺主尺的读数读游标尺零刻度线左侧一格（注意不要读成游标尺边框左侧一格）。游标尺的读数为游标尺与主尺对齐的刻度线格子数。游标尺上有10小格的即为10分度尺，最小精度为10的倒数，即0.1mm；依次类推：20分度尺的最小精度为0.05mm，50分度尺的最小精度为0.02mm，螺旋测微器的最小精度为0.01mm。 2）读数时都应以毫米为单位（注意游标卡尺的主尺上标注的数字以cm为单位），作答时按要求换算。 3）螺旋测微器读数时，必须估读，以毫米为单位，一定是三位小数（故名千分尺）。游标卡尺不要估读。以毫米为单位，十分度（0.1mm）的只有一位小数，二十分度(0.05mm)和五十分度(0.02mm)的应有两位小数。 【读数练习】 1．用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数情况如图21-1所示，则测量结果应该读作mm 。 2.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度，如上右图所示，图示的读数是mm。 3. 一游标卡尺的主尺最小分度为1mm，游标上有10个小等分间隔，现用此卡尺来测量工件的直径，如下左图所示。该工件的直径为___________mm。
４．使用游标为10个小等分刻度的游标卡尺测量一物体的尺寸，得到上右图中的游标卡尺的读数，由于遮挡，只能看到游标的后半部分，图中游标卡尺的读数为cm； ５．已知不同的工具测量某物体的长度时，有下列不同的结果：A．2.4cm B．2.37cm C．2.372cm D．2.3721cm 其中，用最小分度值为厘米的刻度尺测量的结果是________；用游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是 _________。
高中物理所有实验仪器读数方法.
实验专题：高中物理实验仪器的读数方法 一、按照仪器的读数过程是否需要估读可分为两大类： （1）、不需要估读的仪器：①游标卡尺、②秒表、③电阻箱。 （2）、需要估读的仪器：①刻度尺、②弹簧秤、③温度计、④天平、 ⑤螺旋测微器、⑥电流表、⑦电压表、⑧多用电表等。 1、不需要估读的仪器 ①游标卡尺 游标卡尺是一种测量长度的一起，常用的游标卡尺有10分度、20分度和50分度三种，这三种游标卡尺的精确度分别为0.1mm、0.05mm和0.02mm。读数方法为：测量值=主尺的读数+（游标尺与主尺对齐的刻度线格子数×精确度），故用游标卡尺测量长度是不要估读。 ②秒表 因为机械表采用的齿轮传动，每0.1s指针跳跃1次，指针不可能停在两小格之间，所以不能估度读出比最小刻度更短的时间。故对秒表读数时不用估读。 ③电阻箱 因为电阻箱的特殊结构，我们在进行电阻调节时是按照电阻箱上各档的倍率进行电阻的调节的，所以电阻箱的电阻是不能连续调节的，因此读数时也不需要估读。 二、需要估读的仪器 一.读数常规： 1.读数的基本原则是： 十分之一估读法：凡最小分度值是以“1”为单位的，有效数字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补“0”； 二、需要估读的仪器 ①刻度尺、 ②螺旋测微器 原理：螺旋测微器(又叫千分尺)是比游标卡尺更精密的测长度的工具。用它测长度可以准确到0.01毫米。这是因为测微螺杆前进或后退0.5毫米，可动刻度正好转一周，而一周分成50等分，每一等分表示0.01毫米，所以能精确到0.01毫米，但要估读到毫米的千分位。螺旋测微器读数时先读固定刻度露出的部分，这部分与一般刻度尺差不多，但多了个半毫米的刻度，再读可动的螺旋部分的刻度，要估读一位，并乘上0.01mm，二者相加就行。 读数公式： 测量值=固定刻度示数+固定刻度的中心水平线与可动刻度对齐的位置的示数×0.01mm [经验之谈]1）看半刻度是否漏出，固定刻度上的刻度值是以mm为单位； 可动刻度要估读,小数点后应保留三位有效数字。 ③电流表电压表的读数原则：(1)凡最小分度值是以“1”为单位的.有效数字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补“0”（2）凡最小分度值是2或5个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数），若无估读不需补“0”。 若用0~0.6A量程，其精度为0.02A，说明测量时只能准确到0.02A，不可能准确到0.01A，因此误差出现在安培的百分位（0.01A），读数只能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，将最小分度分为二等分，把不足半等分的舍去，等于或超过半等分的算一个等分。 当电压表在15V档位，表盘的最小分度值为0.5V／格，虽能准确读到0.5V，但误差仍出现在最小分度值的同一数位上，即伏特的十分位。其估读法则是：将最小分度分为五等分仍按不足半等分舍去，等于或超过半等分算一个等分。
常用仪器读数专题
常用仪器读数专题 1、 分别读出图1中各刻 度尺的读数 (1)图A 中木块的长度是______㎝；(2)图B 中圆的直径是______㎝；(3)图C 中木 2数是______g 。 4、小明和 sTs 小组同学为了探究家乡特产——“南珠”的物理特性，他们精选了十几颗流沙镇产的珍珠进行实验，天平和量筒的示数分别如图4甲、乙所 3，3． 则物体 6．如图6所示，线圈长度为 ___________ cm ，体 温计 的读 图B 图C 图图图图
数为__________℃，汽车速度 表读数为_________Km/h。 7． 8 _________，电能表 9 ． 如 图9所示，秒表读数为 __________，弹簧测力计读数 为___________，金属块体积 为___________。 10．请你读出图10 中所示的各测量工 具的示数，并把它们 填写在下面的横线 上：木块的长度是________； ；温 。 图6 图7
11、实验室用托盘天平来测量物体的质量，如图11甲所示， 12 丙图读数是＿＿＿。 13、如图13是 家用电能表， 此时电能表的 读数是＿＿＿＿k W·h。 是＿＿＿秒。 16．图16甲中弹簧测力计的 示数是N。甲中弹簧测力计甲 乙 图11 甲乙丙 图12 甲 乙 丁 图
的示数是N 。 17．图17中各测量工具的读数是多少，分别填在空格处 （2 （3（4（5 18．用如图18所示的实验装 时，杆拉至图中虚线位置，测力计 的示数F 为____N ，钩码总重 G 为1.0N ，钩码上升高度h 为 0.1m ，测力计移动距离s 为 0.3m ，则杠杆的机械效率为__．请写出使用该杠杆 做额外功的一个原因： _______________． 5Ω 值，可以探究电流与__的关 系；把5Ω电阻换成10Ω的电 阻，实验目的是探究电流与的关系，同时要向移动滑动变阻器使电 (2)这个电路图也可用于伏安 法测电阻或电功率，实验时小 明观察到两个电表的示数如 下，则小明测得R 的电阻是 图17 丁 丙 甲 乙 图
基本仪器读数练习
学科理念（教师寄语）：判天地之美，析万物之理。 2010— 2011学年度上学期 高二物理《基本仪器读数》学案 一. 电流表与电压表 1.电流表 2.电压表 读数为 二. 测量长度的仪器 学校实验室常用的电压表，一般都有两个量程 ⑴量程是 0—3V 和0 — 15V 。读数法则为: ⑵量程是 3V ,最小分度是0.1V ，要估读到 15V ，最小分度是0.5V ，最小读到 0.01V 0.1V 2 10 学校实验室常用的电流表，一般都有两个量程 ⑴量程是 0—0.6A 和0 — 3A 。读数法则为: ⑵量程是 3A ,最小分度是 0.1A ，要估读到 0.01A 0.6A ，最小分度是 0.02A ，最小读到 0.01A 读数为 读数为 读数为 A
1.刻度尺 常用刻度尺的最小刻度为 Imm 。用刻度尺测量物体的长度时要注意以下几点: 2.游标卡尺（课本第104?105页） ⑴10分度游标卡尺的原理 ⑴毫米以下的数值要估读一位，估读最小刻度值的 ⑵要减小测量的误差，可以重复测量后取平均值。另外，可用“累积法”测细金属丝的直径。 ⑶读出下图中被测物体的长度为 1/10 主尺的最小分度是 1mm 游标尺上有10个小的等分刻度它们的总长等于 9mm 因此游标尺的每 一分度与主尺的最小分度相差 0.1mm,当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度 10条刻度线与主尺的9mm 刻度线重合，其余的刻度线都不重合。 1mm 刻度左边0.1mm 处，游标的第二条刻度线在主尺的 线重合时，只有游标的第 的第一条刻度线在主尺的 游标 2mn 刻度左边 0.2mm 处，等等。游标的 第几条刻度线与主尺的刻 度线重合，就是零点几毫 米。其精度为0.1mm 10 ⑵20分度游标卡尺的原理 主尺的最小分度是 1mm 游标尺上有20个小的等分刻度它们的总长等于 19mm 因此游标尺的每 一分度与主尺的最小分度相差 0.05mm,当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度 20条刻度线与主尺的19mm 刻度线重合，其余的刻度线都不重合。游 1mm 刻度左边0.05mm 处，游标的第二条刻度线在主尺的 2mm 刻度 线重合时，只有游标的第 标的第一条刻度线在主尺的 左边0.1mm 处，等等。游 标的第n 条刻度线与主 尺的刻度线重合，就是 0.05 X n 毫米。其精度为 10 2 20 0.05mm ⑶50分度游标卡尺的原理 -2 - cm = m
仪器仪表的读数
仪器仪表的读数 一、刻度尺 1.使用刻度尺前要注意观察它 的、、； 2.用刻度尺测量长度时，尺要沿着所测的直线，不利用磨损 的，读数时视线要与尺面，在精确测量时， 要估读到分度值的； 3.测量结果由和组成； 4.测量钢丝的直径，如图所示，把细钢丝在铅笔上紧密排绕33圈， 则这个线圈的长度为cm,这个细钢丝的直径为 cm。 二、速度计 5.如图所示，是汽车上的速度计，其读数是，中间两行数 字是。 三、温度计 6.使用前（1）观察它的，（2）认清它的； 使用时（1）温度计的要浸入被测的液体中，不要碰到容器或容器，（2）温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍侯一会儿，带温度计的示数后再读数，（3）读数时玻璃泡要被测液体中，视线与温度计中液柱的相平。 7.实验用温度计、体温计、家用寒暑表的测温范围分别是、 ；分度值分别是、、。 8.如图所示，体温计的读数是。 四、天平 9.使用方法：（1）把天平放在上，把游码放在 标尺端的处， （2）调节横梁端的，使指针指在 分度盘的处，这时横梁平衡， （3）把被测物体放在盘，用向盘里加减砝码并调节在标尺上的位置，直到横梁重新平衡，这时盘中砝码的总质量游码在标尺上所对的刻度值，就等于被测物体的质量。 10.如图所示，用调好的天平测某物体的质量，天平重新平衡 时，所用砝码及游码在标尺上的位置，则此物体的质量为 kg。 五、量筒 11.液体的用量筒测量，图示量筒的量程是，一大格表示， 分度值是，量筒里水面是凹形的，读数时视线要跟相 平。1cm3= ml= m3。 六、弹簧测力计 12.弹簧测力计的原理是，使用时先要看 清和分度值，图示弹簧测力计的读数是。 七、压强计 13.压强计是测的仪器；当金属盒上的橡皮膜受到
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统
巡检机器人中的指针式仪表读数识别系统 摘要：巡检机器人能自动识别仪表设备的状态，先准确定位图像中的仪表设备，在此基础上，实现了仪表读数的自动识别。 关键词：巡检机器人；仪表读数识别；指针提取 巡检机器人主要在户外工作，仪器识别算法需适用于各种不同的光照和天气 情况，基于此，本文提出了一种迭代最大类间方法，解决了由光照或镜面反射引 起的仪器图像过亮或过暗时指针提取问题；提出基于Hough变换的指针角度计算 方法，推导了指针角度与仪表读数间的函数关系，实现了指针仪表读数的自动识别。 一、仪表识别算法概述 变电站的仪表多数安置在室外，巡检机器人采集的仪表图像通常受到环境的 影响。现有的识别算法为，利用仪表表盘的形状特征，通过模板匹配或椭圆拟合 确定仪表表盘在图像中的基本位置及区域范围。其算法虽具备一定实时性和鲁棒性，但并不适用于巡检机器人采集到的变电站仪表图像。这是因变电站设备结构 复杂，在机器人采集到的图像中，背景紊乱，并不仅包含仪表区域，还同时囊括 了其它设备。在指针识别方面，通常在获取仪表表盘的子图像后，再使用多种的 图像处理方法提取仪表指针的位置及指向方向。另外，智能机器人能自动实现对 仪表设备的状态识别，必须进行仪表设备在图像中的准确定位，在这基础上，实 现仪表读数的自动识别。 二、指针式仪表读数识别 1、指针区域提取。在仪器图像采集过程中，由于受仪器玻璃的光照条件或镜面反射的影响，很难提取仪器指针等特征信息，从而影响仪器的读数识别。因此，在提取指针区域前，需要去除噪声，增强高通图像。为后续指针中心线的精确提 取提供清晰的图像，从而提高仪器识别的精度。 1)表盘图像去噪。由于仪器图像在采集过程中会受到噪声的干扰，可采用图 像平滑的方法来降低噪声对仪器图像质量的影响。如果平滑窗口太大或太小，仪 器图像的细节将变得模糊或边界轮廓将被破坏。本文采用5*5方形窗口的中值滤 波去除图像噪声，不仅达到了去噪的目的，而且保持了图像的细节信息。 2)高通增强。为了提高背景与目标区域的灰度差，准确提取指针区域，采用Butterworth高通滤波器对仪器图像进行增强，抑制低频信息。 3)目标分割。最大类间方差是一种常用的自适应目标阈值分割算法，对背景 清晰的普通图像具有良好的分割效果，但在对前后景灰度变化不大的情况下，很 难实现目标提取。 在实际变电所采集的指针式仪表灰度图像二值化阈值分割过程中发现，当仪 表图像在过亮或过暗的光照条件下采集时，目标区域和背景区域的灰度变化很小。采用传统的最大类间方差法进行二值阈值分割后，二值图像中存在较大的黑白区域，无法从仪表表盘区域正确分割，严重影响了后续的指针提取。 鉴于这种现象，在指针区域无法分割的过亮或过暗仪器图像中，背景和目标 间的最大类间方差值较小。当最大类间方差在区间范围内时，可正确地实现分割，否则分割失败。最大类间方差可作为衡量指针目标提取是否准确的标准。基于此 准则，本文提出了一种迭代的最大类方差方法。采用最大类间方差法对仪器灰度 图像进行第一阈值分割时，最大类间方差在其范围内，相应的阈值为最优阈值， 否则将第一阈值分割中划分的目标类作为第二最大类间方差阈值分割的对象，判
高中物理仪表读数
高中物理仪表读数 一、读数记录时要注意“有效数字” 有效数字是运用在对结果的精确度表达的一种方式，如果给你一个数（如：0.0210），要确定有效数字是：从左边第一个不是零的数字起到最后一个数位止，所有的数字都是有效数字。有几个就是几个有效数字（如：“0.0213”就是三位有效数字），但结果真正有意义的只到倒数第二位，最后一位有效数是估计值。 例1：用最小刻度值为0.1cm （即：1mm ）的刻度尺测量一木板的长度，如图1所示，因为该刻度尺精度0.1cm （即：1mm ），若以cm 为单位，则可以估读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数 字，右图1木板的长度应记为 1.83 cm, 其中0.03cm 是估读的。 例2：同样的刻度尺测量下面的木板的长度，如图2所示，如果认为刚好到2这个刻度值，则木板的长 度应记为 2.00 cm, 二、测量仪器的读数规则 测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，在中学阶段一般根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置，对于常用的仪器可按下述方法读数： ①最小分度是“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读. 最小分度是0.1厘米的刻度尺（如：三角板），读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字。 最小分度是0.1A 的电流表（量程为3A ），读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字。 最小分度为0.1V 的电压表（量程为3V ），读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字。 ②最小分度是“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读． 最小分度是0.02A 的电流表（量程为0.6A ），读到小数点后第2位，小数点后两位数字都是有效数字。 最小分度为0.5V 的电压表（量程为15V ），读到小数点后第1位，小数点后只有一位数字是有效数字。 图2 图1
高中物理常用基本仪器的使用与读数
高三总复习-----高考常用基本仪器读数 一、刻度尺： 读数规则：一般最小分度是1mm ，结果要估读到mm 后一位小数（cm 后2位小数） 应 用： 纸带点间距、水平及斜面的长度、两光电门之间的距离、单摆摆线长、 电阻丝的长度、双缝到光屏的距离。 1-1：如图（甲）所示的物体A 的长度是_________cm=_________m ，如图（乙）所示的物体B 的长度是___________mm=___________m. 注意：甲图的最小分度是多少呢？ 该如何保留小数点？ 起点没有从零刻度开始怎么办呢？ 二、游标卡尺： 功 能：测外径，内径，深度 读数规则：一共有3个规格------10分度，20分度，50分度（数游标刻度上的总格数，不能只看数字） 结果=对齐格数总格数 主尺刻度整数?+mm mm 1 1.主尺刻度通常是先读出mm ***.,再转化为mm ***,不能跳跃 2.主尺刻度要从游标刻度的0刻线读取，不能按游标刻度边框读．．．．．．．．．． 3.对齐格数不能估读，只能读整数格对齐，对齐格数从下面的游标0分度数起 4.结果的小数点一定与游标尺的最小分度小数点一致，不能多一位也不能少一位 10分度的(1位) 20分度的（2位） 50分度的（2位） 应 用：单摆小球的直径，金属丝的直径，条纹间距的宽度 2-1：游标卡尺的游标有10个等分刻度，当左、右测脚合拢时，游标尺在主尺上的位置如图（甲），当用此尺测某工件时，游标尺在主尺上的位置如图（乙）所示，则工件的实际长度是（ ）
A.9.9 mm B.10.8 mm C.11.4 mm D.12.6 mm 想一想：起始刻度不在零刻线怎么办？ 2-2：下面各图均是用游标卡尺测量时的刻度图，甲、乙为20分度游标尺，丙、丁为50分度游标尺，它们的读数分别为：甲_______cm ，乙________cm ，丙________cm ，丁________mm. 三、螺旋测微器： 功 能：测直径 读数规则：全世界的螺旋测微器都一模一样，只有一个规格 结果=X mm mm ??+对齐格数）（主尺整数或半整数01.050 5.0 1.主尺刻度标有数字的是整数mm 刻度，没有标数字的是半mm 刻度 2.主尺是半整数刻度时，前后部分相加一定要注意小数点对齐，不要加错位 3.螺旋刻度要估读一位，结果的小数点一定是mm 后3位小数，故螺旋测微器又叫千 分尺（千分位） 应 用：单摆小球的直径，金属丝的直径，条纹间距的宽度 3-1：用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为 ______________mm. 3-2：读出下面各螺旋测微器的读数.甲____________mm ，乙 ____________mm ，丙_____________mm. 四、秒表 读数规则：结果=小表盘（一小格是整数分钟或半整数）分钟+大表盘（一圈为30秒）秒 结果位数与大表盘最小刻度相同，不能估读．．．． 应 用：测单摆运动总时间 4-1：读出机械秒表的读数1. 2. 五、电流表和电压表：
模拟指针式仪表读数
模拟指针式仪表读数
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摘要 目前，在大型工矿企业、电力部门中，模拟指针式仪表因其简单可靠、价格低廉等仍在大量使用数量巨大的各种指针式仪表的定期维护、检测等一直都是靠人力来完成的，长时间的人工读表不仅容易造成视觉疲劳、视觉受损，工作人员与仪表表盘的距离和角度等都容易造成读数误差，而且不利于大量信息的及时采集和统一管理。自20世纪80年代以来，随着数字图像处理技术的迅猛发展，发展了自动识别指针式模拟表盘的显示值的方法，应用于工业与生活中，大大提高了效率与准确率真。数字图像处理技术在工业生产的应用中就显得尤为重要，越来越受到人们的重视。 本次报告主要内容安排： 第一、简单介绍了数字图像处理的一些基本概念，包括它的发展、特点、应用领域、今后的发展方向。 第二、介绍了在课题设计的准备阶段，了解到的关于数字图像处理在缺陷检测中的一般步骤及算法。按照一般检测流程，讲述了图像采集系统，包括硬件设备和图像数字化的基本原理；在图像的预处理中，介绍了灰度变换、二值化及图像细化等基本方法。 第三、针对本次专业综合训练课题，着重讨论了直线的提取方法—Hough变换的基本原理。 第四、简述了图形用户界面(Graphical User Interface)GUI，在Matlab程序开发中的作用，并设计了一个简单的GUI界面，输出处理后的图像。 关键字：指针式模拟表盘识别数字图像处理matlab 1
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1图像处理概述 (3) 1.1.1 图像处理技术的分类 (3) 1.1.3 数字图像处理的主要内容 (4) 1.1.2 图像处理的主要方法 (4) 1.1.4 数字图像处理的特点 (4) 第二章指针式模拟表盘自动读数算法 (5) 2.1基本原理——H OUGH变换原理 (5) 2.2识别步骤 (6) 2.2.1 图像获取 (6) 2.2.2 数字图像预处理 (7) 2.2.3 特征提取 (9) 第三章指针式模拟表盘自动读数实现 (10) 3.1设计要求 (10) 3.2具体实现步骤 (10) 3.3 简单GUI界面输出 (13) 第四章心得体会 (17) 附录 (18) 参考文献 (21) 1
基本测量仪器练习有答案.doc
基本测量仪器练习(有答案)(1) 班级姓名 1（09杭州）用量筒量取溶液，视线与量筒内液体的凹液面最低处保持水平，读数为15毫升；倒出部分液体后，俯视凹液面的最低处，读数为9毫升。则该学生实际倒出的溶液体积（） A.小于6毫升 B.大于6毫升 C.等于6毫升 D.无法确定范围 2（09江西）完成下列问题: ⑴如图16所示，用A、B两刻度尺测同一木块的边长，就分度值而言，___ A ___尺精密些，就使用方法而言，___ B ___不正确． ⑵如图17所示,电流表的分度值是____0.5mA __,此时示数为__11mA ____． 3 (09济宁小明根据图5所示的情况，把它们的示数、测量结果分别记录在了每个图的下面。其中记录正确的是C
4（09嘉兴）下列所示的实验操作正确的是D 5 (09娄底)下图所示的几项测量，操作错误 ．．的是 A.使用刻度尺测量时，让刻度线尽量贴近被测物体 B.使用量筒测量时，视线与凹形液面的底部相平 C.使用温度计测量时，视线与温度计的标尺垂直 D.使用弹簧测力计测量时，将测力计倒置 6 (09安徽)以下说法正确的是 A．使用天平时，调节横梁平衡后，在称量的过程中也可以调节平衡螺母B．滑动变阻器铭牌上的电阻值是指滑动变阻器连入电路部分的电阻大小C．电能表是测量电功或记录用电器消耗电能的仪表． D．使用测电笔(也称试电笔)辨别火线时，手不能接触测电笔上的导体 7（09青岛）下列关于实验仪器使用的说法中，错误的是 A．绝对不允许不经过用电器把电压表直接接在电源两极上
B．使用天平时，物体放在左盘，砝码放在右盘 C．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P调到阻值最大处 D．使用弹簧测力计时，所测的力不能超过它的测量范围 7 (09柳州)常用的长度测量工具是___________；如图7所示的电压表，3 V量程对应的刻度盘上，每个小格表示_______________V；用电流表测量电路的电流时，如果不能估计电流大小，可以选用较________________(选填“大”或“小”)量程进行快速试触；使用验电笔时，手要接触验电笔__________(选填“尾部”或“前端”)的金属部分。 答案：刻度尺；0.1V；较大；尾部 8 如图11中，寒暑表的读数是23℃，小球的直径是12.0 mm，天平上物体的质量是31.4g
仪表读数规则
高考电表读数规则问题探讨 一、高考国卷电表读数试题标答研究 1.当前纷争产生原因 指针式电表读数问题，本不是什么非常艰深的物理知识，由于高中教材教参既没有介绍电表准确度等级读数规则，又没有明确给出什么新的统一标准，给高中教学特别是复习备考带来很大困惑。又因2011年高考多用电表读数填“14.0”得2分、填“14”得1分，一直不断的纷争再度引燃。 纷争主要发生在最小分度为“2”、“5”两种情况电表读数和欧姆档读数记录规范问题上。一是大部分老师及其复习资料按照大学物理中介绍的电表准确度等级读数规则进行读数，考虑中学实验一般用的是2.5级电表，对“2”和“5”分度的电流、电压表，分别提出“二分之一”和“五分之一”的估读要求，归纳为“凡是最小分度是“1”的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位数字是不可靠数字）；凡是最小分度不是“1”的，只要求读到最小刻度所在的这一位，不能再往下估读”。这样，记录的结果往往出现：遇到最小分度为“5”的情况时，做出的结果与高考标答一致，遇到最小分度为“2”的情况时，做出的结果与高考标答不一致；二是小部分老师认为现行高中教材没有介绍电表准确度等级读数规则，只能依据初中物理介绍的“十分之一估读法”，结果往往出现：遇到最小分度为“2”的情况时，做出的结果与高考标答一致，遇到最小分度为“5”的情况时，做出的结果与高考标答不一致。还有欧姆档读数记录规范问题。 2. 高考国卷电表读数标答“潜规则”探究 湖北2012年高考理综考试采用国卷，所以我们必须研究国卷电表读数“潜规则”。 笔者研究比对人教版教材选修3—1 P68第1题答案和多年高考试题，发现高考国卷电表读数标答和教材答案标准具有一致性，在多年高考国卷命题中这种“潜规则”保持稳定性。国卷“潜规则”依据理由可能是： ①基于人教版教材讲述。教材没有介绍电表准确度等级规则，也不因此提高要求增加学生负担，再说所读电表未必都是2.5级电表； ②不考虑电表结构原因误差，假定电表机件都是理想的，读数误差主要出在人眼对刻度的分辨能力上； ③中学实验电表最小刻度宽度约1mm，一般人眼的分辨能力为0.1 mm，即最多可估读到最小分度的十分之一； ④“估读”只能是“最后一位有效数字”。如果最小分度为“2”（20，2，0.2，0.02，…），等分份数10以内的只有2、4、5、10五种可能（2/2=1，2/4=0.5，2/5=0.4，2/10=0.2；但 2/3=0.333…2/8=0.25不是一位有效数字），一般估读应在下一位比较准，故取“十分之一估读法”；如果最小分度为“5”（50，5，0.5，0.05，…），等分份数10以内的只有5、10两种可能（5/5=1，5/10=0.2，但5/2=2.5，5/4=1.25，5/8=0.625），由于1mm内标值5本身已较大，估读值取在同一位已是合适的估读，再细到十分之一就没意义了，故采用“五分之一估读法”。