仪表校准方法和系统技术方案

本公布揭示一种用于校准系统中的仪表的方法，其中若干仪表(1，j)用来测量要求的量；一个采集仪表(4)用来测量形成前述若干仪表(1)的总量的量。根据本发明专利技术，若干仪表(1)和采集仪表(4)两者的测量结果被反复地和至少近乎同时地记录；并从记录的测量数据及其记录次数，产生各仪表(1，j)的相对测量误差和可能的误差偏离的模型。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2006年11月27日提交的申请号为200680044979.6、专利技术名称为“仪表校准方法和系统”的专利申请的分案。
本专利技术涉及如权利要求1前序部分的校准方法。本专利技术还涉及仪表校准的系统。
技术介绍
在能量测量中，远程读取呈显著增长趋势。尤其在瑞典和其它北欧国家，这个趋势存在很大的压力。在能量巨大缺乏的中国同样有向远程读取转变的压力。随着远程读取仪表变得普及，用专门仪表监视能量的品质是非常可能的。这是因为普通的远程读取和它带来的效率增加不一定足以弥补电力公司由于远程读取所招至的花费。在存在多个仪表的地点，自然首先从最精确的仪表读取仪表的能耗并且该仪表将数据传送至电力公司。仪表足够的精度对于消费者和电力公司两者都是重要的。仪表计量的法规从一个国家至另一个国家有很大的不同。然而，所有国家都需要一些确定仪表精确性的方法。已达到某一年限的仪表经常被收集以检查并在维护后返回现场或由新仪表代替。通过采样，可识别低劣的仪表存货，但这种方法不保证所有仪表的精确性。现有技术的一个缺点是随机检查方法是不精确的，并且清楚地给出错误读数的仪表可能仍未检测出。过晚用新仪表更换旧仪表导致明显的错误增加，而另一方面，过早更换仪表将明显地增加成本。
技术实现思路
本专利技术旨在消除前面公开的现有技术的缺陷并为此形成用于校准仪表(尤其是能耗仪表)的完全新型的方法。本专利技术基于使用一个更精确的仪表以测量多个简单仪表的总量，并通过对所有仪表的重复的和至少近乎同时发生的测量来产生关于每个仪表相对求和仪表的测量结果的各个测量结果的统计信息。不合格的仪表是基于测量结果的统计特性测得的。在本专利技术的一个较佳实施例中，测量电能消耗。更具体地，根据本专利技术的方法的特征为权利要求1的特征部分所陈述的内容。根据本专利技术的系统的特征为权利要求8的特征部分所陈述的内容。通过本专利技术的帮助可实现大量的优点。借助根据本专利技术的方法，可测量在远程可读取仪表周围联网的仪表的不精确性而不必将这些仪表从网络断开。由于只要求求和仪表为精确仪表，因此只需要一小部分数量的昂贵的目前要求的精确仪表。由于电度表的价格大约为€30而一个使用GSM的可远程读取的仪表的现价大约为€100，因此仪表的断开、校准和再安装是非常明显的额外成本。将来，仪表的相对成本将减少，但使用传统校准方法的校准过程的成本可能会增加。因此根据本专利技术将自动校准引入电网将是节约成本的一个非常重要的举措。如果使用移动电话的RFID读取被添加至现有的仪表，则能够在它们的校准中也采用本专利技术公开的方法。附图简述下面借助实例和参照附图对本专利技术进行说明。图1示出适用于根据本专利技术的方法的一个系统的方框图。图1示意地示出一系统，其中K仪表1连接于例如公寓区中的“采集仪表”4，采集仪表4通过导线或无线地连接于数据网络7。采集仪表4、或各个j仪表1也在数据网络7上连接于在变电站2附近的远程可读仪表3和6。根据我们的估计，我们假设采集仪表4具有明显比其后网络中的仪表1更精确的精确等级。在这种应用下，仪表1也被称为现场仪表。从这些仪表读出的测量结果借助数据网络被发送至服务器5以进行计算操作。首先阐述一个简单实例，其中多个j仪表1连接于例如公寓区中的采集仪表4。另外，假设测量数据以规定间隔被采集入存储器。现在我们可写出关联于一瞬时或一时间段i的等式。PΣ(i)=Σj(1+ϵj)Pj+Pj,0]]>在该等式中，εj表示在各个仪表j(1)中缓慢地时间依赖的系统误差，而Pj.0是其零点误差。这里假设采集仪表4是精确的，或者与之关联的误差是已知的。一旦我们进行了N次测量，我们能基于结果写出下列矩阵等式。如果我们假设测量进行地足够频繁，我们就能假设各用户的结果不完全相关于另一仪表的结果。另外，我们假设每个用户使用的功率随时间变化。这在数学上意味着上面等式的功率矩阵的行列式偏离零。我们首先假设在仪表1中不存在零点误差。我们现在能就各个仪表1(等式中的j)的相对不精确性对等式进行求解。另外，我们能基于测量结果求解误差偏离。不精确性的不确定性取决于在各仪表1功率使用的偏差以及各仪表1和采集仪表4两者的测量偏差。然而，本质问题在于，随着时间推移功率流过的所有仪表(1)都将被校准。这里所述的求解要求矩阵的逆运算，这要求大量的处理器能力。另外，误差的不精确性的计算要求矩阵的逆运算。然而，矩阵的逆运算可使用所谓递归方法消除，在递归方法中，基于每个新的测量结果校正误差矢量的值。递归方法的使用允许采集仪表4的处理器使用其本身的处理器估算误差。这显著减少在仪表和服务器5之间传递数据的需求。在工厂、购物中心和公寓区，通过使用本地数据网络7以1秒－10秒的间隔测量每个仪表的读数，并且采集仪表4基于这些结果估算各仪表的不精确性，这是很值得的。可附加该信息以形成“品质信息”部分并在需要时将其发给电力公司，例如以1小时－1月的间隔。也可这样操作以仅在误差足够大并且其不确定性小于误差的情况下发送关于可能的不合格仪表和误差量级的信息。在远程读取的数据从各仪表直接发送至电力公司的情形下，必须在中央计算机中进行计算和以尽可能近的间隔获得远程读取结果，由此基于这些结果求解仪表的不精确性。在这种情况下适当的时间间隔为1-10分钟。读取仪表的频率越低，仪表不精确性的估计所花费的时间越长。然而，幸运的是，大的误差将很快被发现并因此出故障的仪表将很快被检测出来。通过从低电压网络和高电压网络两者中的所有仪表采集小时数据，该方法实现一种情形，其中原理上只有一个测量整个电力公司下的网络的能量的仪表需要被校准。如果例如用三个仪表替换这些测量非常大量功率的仪表，也可基于远程读取以监视这些仪表是否已形成故障。通过将远程读取引入整个网络并采用上述方法，电力公司基本可以完全自动地监视仪表的可靠性。因此，参照图1，借助仪表4对仪表1的校准方法可以相应方式借助更高级的采集仪表5应用于仪表4。总地来说，通过计算偏差，我们注意到仅流过少量功率的仪表的不精确性的不确定性仍然很大，反之，测量大能量读数的仪表变得更为精确地校准。如果通过旁路某一仪表而从网络取得功率，这种模型使我们明白某个仪表的不精确性已快速变化。然而，如果仪表的不精确性典型为非常缓慢的时间的函数，在这种情形下可通过旁路某一仪表而从网络取得功率，或者在网络上存在泄漏(leak)。换句话说，通过监视仪表不精确性随时间的演变，可推导出网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准系统中电能耗仪表的方法，其中若干仪表(1，j)用来测量要求的量；一个采集仪表(4)用来测量形成前述若干仪表(1)的总量的量，其特征在于，若干仪表(1)和采集仪表(4)两者的测量结果被反复地和至少近乎同时地记录；以及从记录的测量数据及其记录次数，产生各仪表(1，j)的相对测量误差的模型，使用所述仪表(1)的误差数据来校正所述仪表(1)的读数，其中所述采集仪表(4)具有明显比前述若干仪表(1)更精确的精确等级，并且所述采集仪表(4)是远程可读取仪表，其中随着时间的流逝，功率流过的所有仪表(1)均被校准。

【技术特征摘要】
2005.12.01 FI 200512331.一种校准系统中电能耗仪表的方法，其中若干仪表(1，j)用来测量要求
的量；一个采集仪表(4)用来测量形成前述若干仪表(1)的总量的量，
其特征在于，
若干仪表(1)和采集仪表(4)两者的测量结果被反复地和至少近乎同时地
记录；以及
从记录的测量数据及其记录次数，产生各仪表(1，j)的相对测量误差的模型，
使用所述仪表(1)的误差数据来校正所述仪表(1)的读数，
其中所述采集仪表(4)具有明显比前述若干仪表(1)更精确的精确等级，
并且所述采集仪表(4)是远程可读取仪表，
其中随着时间的流逝，功率流过的所有仪表(1)均被校准。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各仪表(1，j)的相对测量结果
和可能的误差偏离的模型是通过矩阵计算方法产生的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型在采集仪表(4)中本
地创建。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型创建于数据网络的服务
器(5)的中央。
5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·瑟帕，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI