CN212727025U - 一种用于计量设备检定的蓝牙转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于计量设备检定的蓝牙转换器；涉及计量设备检定检测领域。目前在取消掉辅助端子的情况下，利用电脉冲检测误差的通道被切断，而采用光电方法检测误差改造成本过高。本实用新型的蓝牙转换器默认处于接收状态，当在无线信道上接收到计量设备发送的检定脉冲数据包时，蓝牙转换器将检定脉冲数据包中的信息转换为计量设备检定装置可识别的脉冲信号，并将脉冲信号通过串口连接线传输至计量设备检定装置的误差处理器中形成误差结果。本技术方案的蓝牙转换器内将蓝牙脉冲信号转换为检定装置误差处理器可识别的电脉冲信号，高精度地实现脉冲信号由蓝牙形式到电脉冲形式的传递，满足取消了辅助端子的新一代智能计量设备的自动化检定需求。

Description

一种用于计量设备检定的蓝牙转换器

技术领域

本实用新型涉及计量设备检定检测领域，尤其涉及一种用于计量设备检定的蓝牙转换器。

背景技术

现有的计量设备计量检定工作中，计量设备向检定装置提供的是光脉冲和电脉冲误差检定接口，其中光脉冲方式进行检定需要对准光口，在操作的过程中不方便，效率低，需要人工干预，因此目前检定装置普遍采用电信号进行计量设备误差检定。

而随着无线通信技术的进步，在智能计量设备的设计规范中取消在传统单相、三相计量设备上存在的辅助端子，增加低功耗蓝牙BLE模块已成为新的趋势。在取消掉辅助端子的情况下，利用电脉冲检测误差的通道被切断，而采用光电方法检测误差改造成本过高。因此为了保证辅助端子取消后，智能计量设备误差检定工作的顺利进行，亟需对利用蓝牙信道开展计量设备的非接触方式检定。

目前以蓝牙方式进行通信的模式主要有链路层模式和特殊模式。链路层模式虽然抗干扰能力较强，但转换延时高、稳定性较差；蓝牙特殊模式(2.4G射频模式)稳定性较高，但存在同频干扰的问题。经测试，普通蓝牙芯片在特殊模式下，每个脉冲的转换延时稳定性只能达到(3～6)ms，这一精度仅能满足1级及以下计量设备的误差检定，无法开展更高等级计量设备误差检定和日计时误差的测试。另外，由于蓝牙通信半双工的特征，蓝牙检定过程中同步进行通信可能会使检定和通信信号互相干扰。上述问题都是利用蓝牙信道的开展非接触方式检定所面临的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，以达到方便实现设备更替的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，所述的蓝牙转换器通过转换器接口与计量设备检定装置相连；蓝牙转换器将检定脉冲数据包中的信息转换为计量设备检定装置可识别的脉冲信号，并将脉冲信号通过有线信道传输至计量设备检定装置。蓝牙转换器可以在相关规程和国家标准允许的精度范围内将蓝牙脉冲信号转换为检定装置误差处理器可识别的电脉冲信号，高精度地实现脉冲信号由蓝牙形式到电脉冲形式的传递，能实现智能计量设备的非接触式检定，这种智能计量设备可为取消了辅助端子的新一代智能电能表；蓝牙转换器能采用扩展式设计，定位精度要求较低，外接在老一代检定装置的误差处理器上即可完成检定方式由电脉冲方式到蓝牙脉冲方式的改造，同时无需改动装置内的原有元件布局，因此能兼容老一代计量设备的检定，并且相较光电采样改造方案无需加装光电接收头和二次定位装置，具有成本优势大、改造简单、便于推广实施等特点。

作为优选技术手段：所述的蓝牙转换器包括天线、绝缘上盖、绝缘下底和蓝牙印制板，天线插在绝缘上盖侧边；蓝牙印制板装在绝缘上盖和绝缘下底之间，绝缘上盖、绝缘下底和蓝牙印制板之间利用固定螺钉连接；所述的转换器接口固设于绝缘上盖和/或绝缘下底上。天线用于接收蓝牙信号。该结构紧凑，安装方便。蓝牙印制板位于绝缘上盖和绝缘下底之间容纳腔中，实现绝缘，工作可靠，安全性高。

作为优选技术手段：所述绝缘上盖的上表面设有指示灯。指示灯可以显示蓝牙转换器的工作状态。指示灯可为一个或多个，以指示得电情况、工作情况等。

作为优选技术手段：所述绝缘上盖侧面设有作为转换器接口的脉冲信号输出接口。

作为优选技术手段：所述绝缘上盖侧面还设有电源接口，所述的电源接口与脉冲信号输出接口合并构成电源/脉冲输出接口。使结构紧凑，并方便接线。

作为优选技术手段：所述的转换器接口还包括与电源/脉冲输出接口并排设置的232网口，所述的232网口把蓝牙转换器收到的通信数据包传递给计量设备检定装置，或从计量设备检定装置发送通信数据包给蓝牙转换器。可以实现检定模式下的双向数据通信，即实现检定装置计量检定和对计量设备通信工作的同时进行，可大幅提高自动化检定效率。与电源/脉冲输出接口与232网口并排设置，方便接插线。

绝缘下底的两侧设有延伸的固定部，所述的固定部上开设腰形的定位孔。腰形的定位孔中可穿设定位螺钉等，实现蓝牙转换器的固定。

作为优选技术手段：蓝牙印制板包括：

电源转换模块，用于将直流电源进行转换，过滤高频毛刺后，利用ASM1117芯片将电平箝位至5V，作为整个电路板工作用电源；

电平转换模块，用于将计量设备检定装置常用的RS232信号转换为蓝牙芯片TTL规范的信号；

蓝牙主控模块，用于信息转换；

烧录接口，用于为蓝牙主控模块的程序烧录升级；

脉冲信号输出接口，用于输出用于表征计量设备计量性能的脉冲信号。

对应的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器的工作方法为：

蓝牙转换器在转换检定脉冲数据包的同时，还能接收/发送带有计量信息内容的数据包，实现计量设备和计量设备检定装置的双向通信。

蓝牙转换器在接收计量设备的带有计量信息内容的数据包时，转换成通信报文，发送给计量设备检定装置通信口；蓝牙转换器在接收到计量设备检定装置的通信数据时，转换成蓝牙通信数据包，切换至发射状态，将通信数据包发送给计量设备后，立刻自动切换为接收模式。

有益效果：蓝牙转换器采用扩展式设计，定位精度要求较低，外接在老一代检定装置的误差处理器上即可完成检定方式由电脉冲方式到蓝牙脉冲方式的改造，同时无需改动装置内的原有元件布局，因此能兼容老一代计量设备的检定，并且相较光电采样改造方案无需加装光电接收头和二次定位装置，具有成本优势大、改造简单、便于推广实施等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图。

图2是本实用新型的蓝牙转换器结构示意图。

图3是本实用新型的蓝牙印制板结构示意图。

图4是本实用新型的蓝牙转换器的电路图。

1、天线；2、螺纹孔；3、绝缘上盖、4、指示灯；5、232网口；6、绝缘下底；7、电源/脉冲输出接口；8、蓝牙印制板。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1、2、3所示，一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，包括计量设备检定装置、蓝牙转换器，蓝牙转换器通过转换器接口与计量设备检定装置相连；蓝牙转换器包括天线1、绝缘上盖3、绝缘下底6和蓝牙印制板8，天线1插在绝缘上盖3侧边；蓝牙印制板8装在绝缘上盖3和绝缘下底6之间，绝缘上盖3、绝缘下底6和蓝牙印制板8之间利用固定螺纹孔2连接；绝缘上盖3的上表面设有指示灯4，侧面设有电源/脉冲输出接口7和232网口5；蓝牙转换器默认处于射频接收状态，当在无线信道上接收到计量设备发送的检定脉冲数据包时，蓝牙转换器将检定脉冲数据包中的信息转换为计量设备检定装置可识别的脉冲信号，并将脉冲信号通过串口连接线传输至计量设备检定装置的误差处理器中形成误差结果；蓝牙转换器利用蓝牙芯片底层寄存器直接转发信号，以使信号转发的延时不确定度小于1μs。蓝牙转换器可以在相关规程和国家标准允许的精度范围内将蓝牙脉冲信号转换为检定装置误差处理器可识别的电脉冲信号，高精度地实现脉冲信号由蓝牙形式到电脉冲形式的传递，能实现无辅助端子的智能计量设备非接触式检定，可以满足取消了辅助端子的新一代智能计量设备的自动化检定需求；蓝牙转换器能采用扩展式设计，定位精度要求较低，外接在老一代检定装置的误差处理器上即可完成检定方式由电脉冲方式到蓝牙脉冲方式的改造，同时无需改动装置内的原有元件布局，因此能兼容老一代计量设备的检定，并且相较光电采样改造方案无需加装光电接收头和二次定位装置，具有成本优势大、改造简单、便于推广实施等特点。

如图4所示，蓝牙转换器包括：

电源转换模块，用于将直流电源进行转换，过滤高频毛刺后，利用ASM1117芯片将电平箝位至5V，作为整个电路板工作用电源；

电平转换模块，用于将计量设备检定装置常用的RS232信号转换为蓝牙芯片TTL规范的信号；

蓝牙主控模块，用于信息转换；其为蓝牙转换器电路板主要部分，蓝牙芯片引脚定义如下：

烧录接口，用于为蓝牙主控模块的程序烧录升级；

脉冲信号输出接口，用于发送电能脉冲和时钟脉冲信号，电能脉冲包括有功和无功电能脉冲。

在本实施例中，计量设备为电能表，国家电网制定的新型电能表中要求电能表与其他配套设备互联互通采用BLE(Bluetooth low energy)这种无线通信方式。智能电能表作为计量管理计量用户用电量的设备，其计量准确度是一个非常重要的指标。在此之前除了电脉冲方式外，智能电能表的计量准确度是通过光脉冲进行测试的。电能表作为发射端，将电能表的计量脉冲信号转换成光脉冲信号，测试设备作为接收端，接收光脉冲信号，并且准确地通过接收光脉冲信号的时间间隔精确计算出电能表的计量准确度。本技术方案适用于在新型智能电能表采用BLE的无线通信方式，其可连接老的检定设备和新一代的电能表，通过BLE的无线信号的发送和接收准确的计算电能表的计量准确度。利用了BLE的通信技术实现了对电能表时钟的精确检测。替换了原来光脉冲检测方案，有效降低了成本。直接利用电能表用于无线通信的蓝牙模块实现计量准确度测试，不用专门增加外围电路设备，有效降低了成本。利用蓝牙检定模式从底层寄存器直接转发数据包的特性，避开了BLE传统的连接广播模式，大大提高了时钟检测的精度达到1ppm，减少错误率，提高测试效率。

以上图1-4所示的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，其特征在于：所述的蓝牙转换器通过转换器接口与计量设备检定装置相连；蓝牙转换器将检定脉冲数据包中的信息转换为计量设备检定装置可识别的脉冲信号，并将脉冲信号通过有线信道传输至计量设备检定装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，其特征在于：所述的蓝牙转换器包括天线(1)、绝缘上盖(3)、绝缘下底(6)和蓝牙印制板(8)，天线(1)插在绝缘上盖(3)侧边；蓝牙印制板(8)装在绝缘上盖(3)和绝缘下底(6)之间，绝缘上盖(3)、绝缘下底(6)和蓝牙印制板(8)之间利用固定螺钉(2)连接；所述的转换器接口固设于绝缘上盖(3)和/或绝缘下底(6)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，其特征在于：所述绝缘上盖(3)的上表面设有指示灯(4)。

4.根据权利要求2所述的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，其特征在于：所述绝缘上盖(3)侧面设有作为转换器接口的脉冲信号输出接口。

5.根据权利要求4所述的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，其特征在于：所述绝缘上盖(3)侧面还设有电源接口，所述的电源接口与脉冲信号输出接口合并构成电源/脉冲输出接口。

6.根据权利要求5所述的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，其特征在于：所述的转换器接口还包括与电源/脉冲输出接口并排设置的232网口(5)，所述的232网口(5)把蓝牙转换器收到的通信数据包传递给计量设备检定装置，或从计量设备检定装置发送通信数据包给蓝牙转换器。

7.根据权利要求2所述的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，其特征在于：绝缘下底(6)的两侧设有延伸的固定部，所述的固定部上开设腰形的定位孔。

8.根据权利要求2所述的一种用于计量设备检定的蓝牙转换器，其特征在于：所述的蓝牙印制板上设有：

电源转换模块，用于将直流电源进行转换，过滤高频毛刺后，利用ASM1117芯片将电平箝位至5V，作为整个电路板工作用电源；

电平转换模块，用于将计量设备检定装置常用的RS232信号转换为蓝牙芯片TTL规范的信号；

蓝牙主控模块，用于信息转换；

烧录接口，用于为蓝牙主控模块的程序烧录升级；

脉冲信号输出接口，用于输出用于检定或检测计量设备计量性能的脉冲信号。

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