CN110618396A - 一种基于蓝牙传输的电表检定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于蓝牙传输的电表检定方法，属于电力设备技术领域。现有的蓝牙接口同所有其他无线模块接口一样，存在着数据不能被100％完全接收的问题，即在进行电脉冲转换过程中，可能会有信号的丢失，影响了检定精度。本发明经过不断探索以及试验，提供一种多次重发信号的检定方法，打破现有的信号单发、单收的检定机制，构思巧妙，方案切实可行。本发明被检表对转换的蓝牙信号多次重发给检定设备，能够有效降低无线信号的丢包率，提高接收的可靠性。本发明检定设备识别有效的误差检测开始点和有效的误差检测结束点，而中间过程的信号，只要有一次有效数据包接收到，检定设备就可以记录正确的脉冲个数，进而能够有效提高检定效率和精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于蓝牙传输的电表检定方法，属于电力设备技术领域。
背景技术
中国专利(公布号CN 109725278 A)公开一种非接触式智能电表室内检定系统及方法，包括电表及检表台体，所述电表包括计量模块、控制模块、存储模块、显示模块及蓝牙模块，所述检表台体包括蓝牙组件及检测模块，所述电表的蓝牙模块与检表台体的蓝牙组件无线连接。检定方法包括进行耐压检测：配对检表台体及待测电表；进行室内功能检测：进行室内通讯检测：将电表设定为出厂模式。本发明将传统的外置接头的设置改为蓝牙模块，所有信息均通过蓝牙传输，减少了检定时接触不良导致的损坏，降低了成本，同时无线通讯提高了工作效率。
上述方案的检定设备由原来的电脉冲，多功能接口、RS485接口的信号检测更新为蓝牙接口，实现由有线到无线非接触的检测方式。经过改造后的检测设备需要满足原设备等级精度要求，要求蓝牙接口引入的误差不影响检定设备的精度要求。但蓝牙接口同所有其他无线模块接口一样，存在着数据不能被100％完全接收的问题，即在进行电脉冲转换过程中，可能会有信号的丢失，影响了检定精度。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种对转换的蓝牙信号进行多次重发处理，能够有效降低无线信号的丢包率，提高接收的可靠性以及检定精度的满足电表检定要求的基于蓝牙传输的电表检定方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种基于蓝牙传输的电表检定方法，具体包括以下步骤：
第一步，被检表把电信号转换为蓝牙信号，
第二步，被检表把蓝牙信号多次重发给检定设备；
第三步，检定设备识别有效的误差检测开始点；
第四步，识别完成后，检定设备对多次重发信号进行记录，
所述检定设备至少接收到多次重发数据包的其中一个数据包；
第五步，检定设备识别有效的误差检测结束点，完成被检表一次检定。
本发明经过不断探索以及试验，提供一种多次重发信号的检定方法，打破现有的信号单发、单收的检定机制，构思巧妙，方案切实可行。
本发明被检表对转换的蓝牙信号多次重发给检定设备，能够有效降低无线信号的丢包率，提高接收的可靠性，提高被检表的检定精度，满足电表检定要求。
本发明为了剔除丢包带来的引入误差，检定设备识别有效的误差检测开始点和有效的误差检测结束点，而中间过程的信号，只要有一次有效数据包接收到，检定设备就可以记录正确的脉冲个数，进而能够有效提高检定效率和精度。
作为优选技术措施：
所述误差检测开始点为开始测量误差时，检定设备检测到完整的无线重发数据包；
所述误差检测结束点为结束测量误差时，检定设备检测到完整的无线重发数据包。
无论在检定过程中，中间脉冲是否接收到完整的无线重发信号，需要保证在开始测量误差时，检测到完整的无线重发数据包，在完成一个负荷点的检定过程时也要检测到完整的无线重发数据包。而中间过程的信号，只要有一次有效数据包接收到，检定设备就可以记录正确的脉冲个数，进而能够有效提高检定效率，方案简单实用，切实可行。
进一步，本发明的重发信号次数可以为三次，如果单帧接收的丢包率是10％的话，那么通过以上三次重发机制，可以将接收的丢包率在原有基础上降低到10％3，也就是0.1％，从而大大提高信号接收的可靠性以及检定精度。
作为优选技术措施：
根据不同的电流负荷、检定圈数，计算被检表在该负荷点下的算定时间，即被检表输出一次脉冲理论上所需要的时间T，其计算公式为：
T＝(1/IM)*3600*JD/(Un*Iload/1000)
式中：Un为电压，Iload为电流，IM为脉冲常数，JD为检定圈数。
根据检定时间，评估蓝牙丢包引入的误差是否满足JJG597规程对设备的要求。
作为优选技术措施：
如果引入误差对算定时间内误差影响不超过对设备的标准偏差的要求，那么检定设备无需等待多次重发的包都收到；
如果引入误差对算定时间内误差影响超过对设备的标准偏差的要求，那么检定设备需等待多次重发的包都收到。
不同情况，检定设备的接收机制不同，确保检定设备能够有效接收被检表的信号。
作为优选技术措施：
计算被检表的相对误差：根据不同的检定圈数，比较被检表与标准表的输出脉冲个数。
作为优选技术措施：
所述标准表为设有端子的电能表或设置蓝牙模块的电能表，其误差精度比被检表至少要高一倍。
作为优选技术措施：
用标准表法检定被检表：标准表与被检表在连续工作的情况下，用被检表输出的高频或低频脉冲控制标准表计数，来确定被检表的相对误差，所述相对误差γ计算公式为：
其中m0为算定或预置的脉冲数，m为实测脉冲数，实现对被检表的误差计算，方案切实可行。
作为优选技术措施：
算定脉冲数计算公式为：：
其中N为被检表低频或高频脉冲数；
C0为标准表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
CL为被检表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
KI，KU为标准表外接的电流、电压互感器变比，
当没有外接电流、电压互感器时，KI，KU都等于1。
作为优选技术措施：
对设有电流互感器或/和电压互感器的标准表，其算定脉冲数计算公式如下：
其中N为被检表低频或高频脉冲数；
C0为标准表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
CL为被检表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
KI，KU为标准表外接的电流、电压互感器变比，
KL为电能表铬牌上标注的电流互感器变比，
KY为电能表铬牌上标注的电压互感器变比。
作为优选技术措施：
计算标准偏差估计值，在参比电压、参比频率和特定电流下，对功率因数为1L和0.5L的两个负载点分别做不少于5次的相对误差测量，其标准偏差估计值s计算公式为
式中：n为每个负载点进行重复测量的次数，
n≥5；γi为第i次测量得出的相对误差，％；
为各次测量得出的相对误差平均值，％，
即
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明经过不断探索以及试验，提供一种多次重发信号的检定方法，打破现有的信号单发、单收的检定机制，构思巧妙，方案切实可行。
本发明被检表对转换的蓝牙信号多次重发给检定设备，能够有效降低无线信号的丢包率，提高接收的可靠性，提高被检表的检定精度，满足电表检定要求。
本发明为了剔除丢包带来的引入误差，检定设备识别有效的误差检测开始点和有效的误差检测结束点，而中间过程的信号，只要有一次有效数据包接收到，检定设备就可以记录正确的脉冲个数，进而能够有效提高检定效率和精度。
附图说明
图1为本发明电信号发送波形和蓝牙接口接收到的波形示意图；
图2为本发明信号丢失引起检定误差的示意图；
图3为本发明检定设备识别有效的误差检测开始点和有效的误差检测结束点的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“或/和”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1-2所示，一种基于蓝牙传输的电表检定方法，具体包括以下步骤：
第一步，被检表把电信号转换为蓝牙信号，
第二步，被检表把蓝牙信号多次重发给检定设备；
第三步，检定设备识别有效的误差检测开始点；
第四步，识别完成后，检定设备对多次重发信号进行记录，
所述检定设备至少接收到多次重发数据包的其中一个数据包；
第五步，检定设备识别有效的误差检测结束点，完成被检表一次检定。
本发明经过不断探索以及试验，提供一种多次重发信号的检定方法，打破现有的信号单发、单收的检定机制，构思巧妙，方案切实可行。
本发明被检表对转换的蓝牙信号多次重发给检定设备，能够有效降低无线信号的丢包率，提高接收的可靠性，提高被检表的检定精度，满足电表检定要求。
本发明为了剔除丢包带来的引入误差，需要检定设备识别有效的误差检测开始点和有效的误差检测结束点，而中间过程的信号，只要有一次有效数据包接收到，检定设备就可以记录正确的脉冲个数，进而能够有效提高检定效率。
本发明的重发信号次数为三次，如果单帧接收的丢包率是10％的话，那么通过以上三次重发机制，可以将接收的丢包率在原有基础上降低到10％3，也就是0.1％，从而大大提高信号接收的可靠性以及检定精度。
如图3所示，本发明识别误差检测开始点和误差检测结束点的一种具体实施例：
所述误差检测开始点为开始测量误差时，检定设备检测到完整的无线重发数据包；
所述误差检测结束点为结束测量误差时，检定设备检测到完整的无线重发数据包。
无论在检定过程中，中间脉冲是否接收到完整的无线重发信号，需要保证在开始测量误差时，检测到完整的无线重发数据包，在完成一个负荷点的检定过程时也要检测到完整的无线重发数据包。而中间过程的信号，只要有一次有效数据包接收到，检定设备就可以记录正确的脉冲个数，进而能够有效提高检定效率，方案简单实用，切实可行。
本发明计算算定时间的具体实施例：
根据不同的电流负荷、检定圈数，计算被检表在该负荷点下的算定时间，即被检表输出一次脉冲理论上所需要的时间T，其计算公式为：
T＝(1/IM)*3600*JD/(Un*Iload/1000)
式中：Un为电压，Iload为电流，IM为脉冲常数，JD为检定圈数。
根据检定时间，评估蓝牙丢包引入的误差是否满足JJG597规程对设备的要求。
本发明检定设备接收机制一种具体实施例：
如果引入误差对算定时间内误差影响不超过对设备的标准偏差的要求，那么检定设备无需等待多次重发的包都收到；
如果引入误差对算定时间内误差影响超过对设备的标准偏差的要求，那么检定设备需等待多次重发的包都收到。不同情况，检定设备的接收机制不同，确保检定设备能够有效接收被检表的信号。
本发明计算相对误差的一种具体实施例：
计算被检表的相对误差：根据不同的检定圈数，比较被检表与标准表的输出脉冲个数。
所述标准表为设有端子的电能表或设置蓝牙模块的电能表，其误差精度比被检表至少要高一倍。
用标准表法检定被检表：标准表与被检表在连续工作的情况下，用被检表输出的高频或低频脉冲控制标准表计数，来确定被检表的相对误差，所述相对误差γ计算公式为：
其中m0为算定或预置的脉冲数，m为实测脉冲数，实现对被检表的误差计算，方案切实可行。
本发明计算算定脉冲数的一种具体实施例：
算定脉冲数计算公式为：：
其中N为被检表低频或高频脉冲数；
C0为标准表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
CL为被检表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
KI，KU为标准表外接的电流、电压互感器变比，
当没有外接电流、电压互感器时，KI，KU都等于1。
本发明计算算定脉冲数另一种具体实施例：
对设有电流互感器或/和电压互感器的标准表，其算定脉冲数计算公式如下：
其中N为被检表低频或高频脉冲数；
C0为标准表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
CL为被检表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
KI，KU为标准表外接的电流、电压互感器变比，
KL为电能表铬牌上标注的电流互感器变比，
KY为电能表铬牌上标注的电压互感器变比。
本发明计算标准偏差估计值的一种具体实施例：
计算标准偏差估计值，在参比电压、参比频率和特定电流下，对功率因数为1L和0.5L的两个负载点分别做不少于5次的相对误差测量，其标准偏差估计值s计算公式为
式中：n为每个负载点进行重复测量的次数，
n≥5；γi为第i次测量得出的相对误差，％；
为各次测量得出的相对误差平均值，％，
即
应用本发明的一种具体实施例：
负荷点处：Un＝220Vac，Iload＝60A，PF＝1.0，Class1.0，脉冲常数IM＝2400imp/kWh，检定圈数JD＝10圈。
计算被测表在该负荷点下的算定时间，根据T＝(1/IM)*3600*JD/(Un*Iload/1000)，算定时间：T＝1.136s。
根据上述给出的算定时间，评估蓝牙丢包引入的误差1200us是否满足JJG597规程对设备的要求。
算定时间参数T＝1.136s＜规程规定的最小测试时间5s，1200us/5s x100％＝0.024％，
针对被测的1级表，0.1级的交流检定装置，在PF＝1.0时，需要保证实验标准偏差在0.01％以内。所以需要在开始检测和结束检测时，捕获到所有的重发包。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步，被检表把电信号转换为蓝牙信号，
第二步，被检表把蓝牙信号多次重发给检定设备；
第三步，检定设备识别有效的误差检测开始点；
第四步，识别完成后，检定设备对多次重发信号进行记录，
所述检定设备至少接收到多次重发数据包的其中一个数据包；
第五步，检定设备识别有效的误差检测结束点，完成被检表一次检定。
2.如权利要求1所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
所述误差检测开始点为开始测量误差时，检定设备检测到完整的无线重发数据包；
所述误差检测结束点为结束测量误差时，检定设备检测到完整的无线重发数据包。
3.如权利要求1所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
根据不同的电流负荷、检定圈数，计算被检表在该负荷点下的算定时间，即被检表输出一次脉冲理论上所需要的时间T，其计算公式为：
T＝(1/IM)*3600*JD/(Un*Iload/1000)
式中：Un为电压，Iload为电流，IM为脉冲常数，JD为检定圈数。
4.如权利要求3所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
如果引入误差对算定时间内误差影响不超过对设备的标准偏差的要求，那么检定设备无需等待多次重发的包都收到；
如果引入误差对算定时间内误差影响超过对设备的标准偏差的要求，那么检定设备需等待多次重发的包都收到。
5.如权利要求1-4任一所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
计算被检表的相对误差：根据不同的检定圈数，比较被检表与标准表的输出脉冲个数。
6.如权利要求5所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
所述标准表为设有端子的电能表或设置蓝牙模块的电能表，其误差精度比被检表至少要高一倍。
7.如权利要求6所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
用标准表法检定被检表：标准表与被检表在连续工作的情况下，用被检表输出的高频或低频脉冲控制标准表计数，来确定被检表的相对误差，所述相对误差γ计算公式为：
其中m0为算定或预置的脉冲数，m为实测脉冲数。
8.如权利要求7所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
算定脉冲数计算公式为：：
其中N为被检表低频或高频脉冲数；
C0为标准表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
CL为被检表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
KI，KU为标准表外接的电流、电压互感器变比，
当没有外接电流、电压互感器时，KI，KU都等于1。
9.如权利要求7所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
对设有电流互感器或/和电压互感器的标准表，其算定脉冲数计算公式如下：
其中N为被检表低频或高频脉冲数；
C0为标准表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
CL为被检表的脉冲仪表常数，imp/kWh；
KI，KU为标准表外接的电流、电压互感器变比，
KL为电能表铬牌上标注的电流互感器变比，
KY为电能表铬牌上标注的电压互感器变比。
10.如权利要求7所述的一种基于蓝牙传输的电表检定方法，其特征在于，
计算标准偏差估计值，在参比电压、参比频率和特定电流下，对功率因数为1L和0.5L的两个负载点分别做不少于5次的相对误差测量，其标准偏差估计值s计算公式为
式中：n为每个负载点进行重复测量的次数，
n≥5；γi为第i次测量得出的相对误差，％；
为各次测量得出的相对误差平均值，％，
即
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