《電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范 第2部分：技術(shù)要求》

ICS17.020

CCSN04

ZOIA

中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/XXXXXXX—XXXX

電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范第2部分：技

術(shù)要求

Energyharvestingtechnicalspecificationforsensorsusinginelectricityindustry——

Part2：Generalrules

（工作組討論稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中關(guān)村光電產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布

T/XXXXXXX—XXXX

電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范第2部分：技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了自供電電力傳感器組成基本要求、功能要求、性能要求、技術(shù)參數(shù)標(biāo)注要求、通信接

口規(guī)范、可靠性設(shè)計方法、試驗一般準(zhǔn)則與要求、通用試驗程序和注意事項。

本文件適用于面向電力領(lǐng)域應(yīng)用的，無需電力線供電、無需電池供電或電池僅作為應(yīng)急后備電源，

即可實現(xiàn)被測量感知并將感知量回傳的自供電電力傳感器的生產(chǎn)、科學(xué)研究、教學(xué)以及其他有關(guān)技術(shù)領(lǐng)

域。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T33905.1—2017智能傳感器第1部分：總則

GBT7665-2005傳感器通用術(shù)語

GB-T8897.1-2013原電池第1部分:總則

GB/T8897.2-2013原電池第2部分:外形尺寸和電性能要求

GB/T17626.2-2018電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗

GB/T17626.3-2016電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗

GB/T2423.1-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗A：低溫

GB/T2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗B：高溫

GB/T2423.4-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))

GB/T2423.6-1995電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Eb和導(dǎo)則:碰撞

GB/T10125-2021人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗

GB-T16422.3-2014塑料實驗室光源暴露試驗方法第3部分熒光紫外燈

GB-T16422.2-2014塑料實驗室光源暴露試驗方法第2部分氙弧燈

GB/T2423.24-2022環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗S:模擬地面上的太陽輻射及太陽輻射試驗

和氣候老化試驗導(dǎo)則

GB/T3512-2014硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗

GB/T6587-2012電子測量儀器通用規(guī)范

GB/T156-2007標(biāo)準(zhǔn)電壓

GB/T4208-2017外殼防護(hù)等級(IP代碼)

QJ/T815.2-1994產(chǎn)品公路運輸加速模擬試驗方法

GB/T34071—2017物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù)智能傳感器可靠性設(shè)計方法與評審

GB/T29768-2013信息技術(shù)射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議

GB/T29910.3-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20：HART規(guī)范第3部分：應(yīng)用層服務(wù)定義

GB/T29910.4-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范第4部分:應(yīng)用層協(xié)議規(guī)范

GB/T29910.5-2013工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范第5部分:WirelessHART無線

通信網(wǎng)絡(luò)及通信行規(guī)

GB/T29910.6-2013_工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范類型20:HART規(guī)范第6部分:應(yīng)用層附加服務(wù)定義

和協(xié)議規(guī)范

GB/T26790.1-2011工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第1部分:用于過程自動化的WIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信規(guī)范

GB/T26790.2-2015工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第2部分:用于工廠自動化的WIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與通信規(guī)范

GB/T26790.3-2015工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第3部分:WIA-PA協(xié)議一致性測試規(guī)范

GB_T26790.4-2020工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)WIA規(guī)范第4部分:WIA-FA協(xié)議一致性測試規(guī)范

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IEC62734-2014工業(yè)網(wǎng)絡(luò).無線通信網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議.ISA100.11a[Industrialnetworks-

Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles-ISA100.11a]

IEEE802.11國際電機電子工程學(xué)會信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)和城域網(wǎng)通信和信息交換技術(shù)規(guī)范

第11部分：無線局域網(wǎng)媒體訪問控制和物理層規(guī)范[IEEEStandardforInformationtechnology-

TelecommunicationsandinformationexchangebetweensystemsLocalandmetropolicanarea

networks-Specificrequirements-Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MC)andPhysical

Layer(PHY)Specifications]

藍(lán)牙核心規(guī)范4.0（BluetoothCoreSpecificationversion4.0）

ZigBee-2007規(guī)范（ZigBee-2007Specification）

LoRaWAN規(guī)范1.0(LoRaWANSpecification1R0)

ISO31（所有部分）量和單位（Quantiticsandunits）

3通用術(shù)語

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

GB/T33905.1—2017、GBT7665-2005界定的術(shù)語和定義適用于本文件。

電力傳感器自供電技術(shù)規(guī)范第1部分：術(shù)語界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

4自供電電力傳感器組成基本要求

概述

自供電電力傳感器一般由能量收集單元、傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元構(gòu)成，其模型見圖1。

傳感單元數(shù)據(jù)處理單元通信單元

能量收集單元

圖1自供電電力傳感器模型

能量收集單元

能量收集單元是自供電電力傳感器實現(xiàn)自供電的核心單元。它的主要功能是將環(huán)境能量轉(zhuǎn)換為直

流穩(wěn)壓電能，為傳感器運行提供能量。

能量收集單元一般由能量轉(zhuǎn)換前端、能量管理電路、儲能單元構(gòu)成，其模型見圖2。

能量轉(zhuǎn)換能量管理儲能

前端單元單元

圖2能量收集單元模型

4.2.1能量轉(zhuǎn)換前端

能量轉(zhuǎn)換前端的主要功能是將電、磁、振動、溫差、風(fēng)、光等環(huán)境能量轉(zhuǎn)換為交流或直流電能，輸

出的電能特性受環(huán)境能量波動而波動。

4.2.2能量管理單元

能量管理單元的主要功能是將能量轉(zhuǎn)換前端輸出的微弱不穩(wěn)定電能進(jìn)行電能變換和調(diào)度，形成穩(wěn)

壓直流輸出。

能量管理單元的調(diào)度功能主要負(fù)責(zé)根據(jù)傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元用電需求，動態(tài)調(diào)整能

量轉(zhuǎn)換前端獲取電能在儲能單元與傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元、通信單元等用電單元間的流動。

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除電能變換和調(diào)度等主要功能外，能量管理電路還應(yīng)具備通過外委電阻電路進(jìn)行電能調(diào)度參數(shù)配

置的功能，可配置參數(shù)有：

——儲能單元過充保護(hù)閾值；

——儲能單元放電啟動閾值；

——儲能單元放電截止閾值；

——穩(wěn)壓輸出電壓。

4.2.3儲能單元

儲能單元的主要功能是將環(huán)境能量轉(zhuǎn)換的微弱電能進(jìn)行儲存并積累，以供能量管理電路進(jìn)行電能

調(diào)度。

儲能單元類型可包括電容、可充電電池和原電池等中的一種或多種。其中，電容或可充電電池主要

用于能量儲存與積累，原電池主要作為后備電源使用。

傳感單元

傳感單元功能參照GB/T33905.1-2017中4.3規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行。

數(shù)據(jù)處理單元

數(shù)據(jù)處理單元是自供電電力傳感器進(jìn)行采樣處理與通信控制的核心，它的主要功能參照GB/T

33905.1-2017中4.2規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行.

除GB/T33905.1-2017中4.2規(guī)定的內(nèi)容外，自供電電力傳感器的數(shù)據(jù)處理單元還應(yīng)具備休眠與喚

醒兩種工作模式，且休眠時間可遠(yuǎn)程配置。

通信單元

自供電電力傳感器通信單元的主要功能是將感知數(shù)據(jù)上傳和接收遠(yuǎn)程配置命令。

5自供電電力傳感器功能要求

自供電功能要求

a）采用磁場、電場、振動、溫差、光、風(fēng)、射頻等環(huán)境能量中的一種或幾種作為傳感器的主要工

作電能來源；

b）在環(huán)境能量激勵條件下，應(yīng)可實現(xiàn)傳感器定周期的采樣和無線通信。

數(shù)據(jù)采集和無線通信要求

a）具備采集功能。按設(shè)定時間間隔自動采集待感知量的功能，并可通過無線通信將采集數(shù)據(jù)上傳，

感知量采集和通信間隔應(yīng)可配置；

b）傳感器啟動后應(yīng)在完成必要初始化工作后，率先完成數(shù)據(jù)采集及基于無線通信的數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)

據(jù)發(fā)送后應(yīng)持續(xù)一定時間的數(shù)據(jù)接收。

工作模式要求

a）應(yīng)具備工作模式和休眠模式兩種狀態(tài)，休眠或喚醒周期應(yīng)可配置；

b）在環(huán)境能量激勵處于某一范圍內(nèi)條件下應(yīng)可維持定周期工作狀態(tài)；

c）在環(huán)境能量激勵處于某一較弱范圍條件下應(yīng)可根據(jù)環(huán)境能量強度進(jìn)行變周期工作。

遠(yuǎn)程配置要求

自供電電力傳感器的數(shù)據(jù)采樣及通信周期應(yīng)可基于無線通信進(jìn)行遠(yuǎn)程配置。

備用電源要求

a）含備用電源的自供電電力傳感器，備用電源應(yīng)采用不可充電的原電池，原電池技術(shù)要求參照

GB/T8897.1-2013、GB/T8897.2-2013中技術(shù)要求；

b）含備用電源時，應(yīng)可在不破壞自供電電力傳感器結(jié)構(gòu)的條件下，取出或切斷備用電源。

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6自供電電力傳感器性能要求

工作環(huán)境

6.1.1環(huán)境條件

a）環(huán)境溫度：-25℃~+45℃（普通型）或-40℃~+45℃（低溫型）

b）相對濕度：5%RH~100%RH；

c）大氣壓力：550hPa~1060hPa。

6.1.2工作溫度

-40℃~+70℃(工業(yè)級)或-40℃~+125℃（擴(kuò)展工業(yè)級）

自供電性能通用要求

6.2.1冷啟動性能

自供電電力傳感器在冷啟動狀態(tài)下應(yīng)可完成完整的采樣處理通信工作流程。

磁場取能自供電傳感器

磁場取能自供電傳感器的冷啟動電流或冷啟動磁場強度應(yīng)根據(jù)帶電導(dǎo)線長期運行電流范圍或磁場

強度范圍確定，應(yīng)能保證長期連續(xù)供電的要求：

a)用于10kV/35kV場景的環(huán)型/開環(huán)型工頻磁場取能自供電傳感器冷啟動電流宜不大于1A，用于

110kV及以上電壓等級場景的環(huán)型/開環(huán)型工頻磁場取能自供電傳感器冷啟動電流宜不大于

10A；

b)用于10kV及以上電壓等級場景的平面型工頻磁場取能自供電傳感器冷啟動工頻磁場強度宜不

大于100μT。

電場取能自供電傳感器

電場取能自供電傳感器應(yīng)可在10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500k或1000kV某一個電壓場景

下實現(xiàn)冷啟動。

振動取能自供電傳感器

振動取能自供電傳感器的冷啟動振動加速度應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期振動特性確定，應(yīng)能保證長期

連續(xù)供電的要求：

a)用于變壓器等主設(shè)備場景的振動取能自供電傳感器冷啟動振動加速度宜不大于0.1g；

b)用于架空線路場景的振動取能自供電傳感器冷啟動振動加速度宜不大于1g。

溫差取能自供電傳感器

溫差取能自供電傳感器的冷啟動溫差應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期溫差特性確定，應(yīng)能保證長期連續(xù)供

電的要求，宜不大于5℃。

光照取能自供電傳感器

光照取能自供電傳感器的冷啟動光照強度應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期光照特性確定，應(yīng)能保證長期連

續(xù)供電的要求：

a)用于野外場景的太陽光光照取能自供電傳感器冷啟動光照強度宜不大于1000lux；

b)用于室內(nèi)的照明光光照取能自供電傳感器冷啟動光照強度宜不大于200lux。

風(fēng)取能自供電傳感器

風(fēng)取能自供電傳感器的冷啟動風(fēng)速應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期風(fēng)速特性確定，應(yīng)能保證長期連續(xù)供電

的要求：

a)用于輸電場景的風(fēng)取能自供電傳感器冷啟動風(fēng)速宜不大于3m/s；

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b)用于配電場景的風(fēng)取能自供電傳感器冷啟動風(fēng)速宜不大于1.5m/s。

射頻取能自供電傳感器

射頻取能自供電傳感器的冷啟動射頻強度應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的長期射頻特性確定，應(yīng)能保證長期連

續(xù)供電的要求：

a)對于含自建激勵源的射頻取能自供電傳感器，冷啟動射頻強度宜不大于-15dbm；

b)對于基于公網(wǎng)射頻激勵的射頻取能自供電傳感器，冷啟動射頻強度宜不大于-80dbm。

6.2.2穩(wěn)態(tài)工作性能

a）應(yīng)可實現(xiàn)定周期的數(shù)據(jù)采樣與無線通信；

b）穩(wěn)態(tài)工作的工作周期應(yīng)可遠(yuǎn)程配置。

6.2.3供電電壓性能

自供電電力傳感器的自供電單元應(yīng)提供穩(wěn)壓直流供電，供電電壓宜為3.3V、5V、12V或24V，供電紋

波≤±25mV。

6.2.4供電電流性能

自供電電力傳感器的自供電單元支持的峰值供電電流應(yīng)不小于30mA。

電磁兼容性能

6.3.1靜電放電抗擾度

應(yīng)能承受“GB/T17626.2——2018電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗”中第5章規(guī)定

的試驗等級為4級的靜電放電試驗。在試驗器件及試驗后，自供電電力傳感器能正常工作。

6.3.2射頻電磁場輻射抗擾度

應(yīng)能承受“GB/T17626.3—2016電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗”中第5

章規(guī)定的試驗等級為3級的輻射電磁場干擾試驗。在試驗期間及試驗后，導(dǎo)線溫度采集單元能正常工

作。

氣候防護(hù)性能

6.4.1高溫性能

應(yīng)能承受GB/T2423.2試驗Bb中嚴(yán)酷等級為：溫度+70℃或溫度+85℃、持續(xù)時間72h的高溫試驗。

在試驗期間及試驗后，自供電電力傳感器能正常工作。

6.4.2低溫性能

應(yīng)能承受GB/T2423.1試驗Ab中嚴(yán)酷等級為：溫度-25℃或-40℃或-55℃、持續(xù)時間72h的低溫試

驗。在試驗期間及試驗后，自供電電力傳感器能正常工作。

6.4.3交變濕熱性能

應(yīng)能承受GB/T2423.4中高溫溫度為+55℃，試驗周期48h，循環(huán)次數(shù)2此的試驗要求。在試驗期間及

試驗后，自供電電力傳感器能正常工作。

6.4.4鹽霧腐蝕性能

應(yīng)能承受GB/T10125中溫度為35℃±2℃、溶液Ph=3.1~3.3、試驗周期72h的乙酸鹽霧試驗，或者溫

度為50℃±2℃，溶液Ph=3.1~3.3，氯化銅溶液濃度：0.26g/L±0.02g/L，試驗周期24h的銅加速乙酸

鹽霧試驗。在試驗期間及試驗后，自供電電力傳感器能正常工作。

6.4.5結(jié)構(gòu)材料性能

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應(yīng)滿足GB/T16422.3、GB/T16422.2、GB/T2423.24、GB/T3512中規(guī)定的熒光紫外老化、氙燈

老化、熱老化試驗要求。

防護(hù)等級要求

對于工業(yè)級應(yīng)用的自供電電力傳感器，應(yīng)滿足GB4208中規(guī)定的IP67等級要求。

使用壽命要求

自供電電力傳感器在規(guī)定環(huán)境能量激勵上限條件下連續(xù)運行168h后，自供電性能衰減應(yīng)不大于2%。

機械性能要求

6.7.1碰撞性能

在非工作狀態(tài)下，非包裝狀態(tài)的自供電電力傳感器應(yīng)能承受GB/T2423.6中規(guī)定的如下試驗等級的碰

撞：

a)脈沖持續(xù)時間：16ms；

b)每方向的碰撞次數(shù)：1000次；

c)峰值加速度：9.8m/s2

6.7.2包裝運輸性能

a)包裝后的自供電電力傳感器應(yīng)能承受GB/T6587-2012中規(guī)定的等級為2級的自由跌落和翻滾。

b)包裝后的自供電電力傳感器應(yīng)能承受QJ/T815.2中規(guī)定的等級為四級公路低級路面、連續(xù)2h的

運輸。

備用電源性能要求

對于含備用電源的自供電電力傳感器，應(yīng)滿足如下要求：

a）備用電源30d的荷電保持能力不應(yīng)低于99.5%；

b）對于工業(yè)級應(yīng)用的自供電電力傳感器備用電源55℃±5℃高溫環(huán)境下持續(xù)供電時間應(yīng)不低于25℃

±5℃常溫環(huán)境下供電時間的90%；

c）對于工業(yè)級應(yīng)用的自供電電力傳感器備用電源-40℃±5℃低溫環(huán)境下持續(xù)供電時間應(yīng)不低于

25℃±5℃常溫環(huán)境下供電時間的60%。

7技術(shù)參數(shù)標(biāo)注要求

自供電電力傳感器應(yīng)根據(jù)其具體自供電類型進(jìn)行自供電技術(shù)參數(shù)標(biāo)注。

磁場取能自供電傳感器

7.1.1結(jié)構(gòu)形態(tài)

應(yīng)標(biāo)注磁場取能自供電傳感器的主體結(jié)構(gòu)為環(huán)型、開環(huán)型或平面型。

7.1.2結(jié)構(gòu)參數(shù)

a）環(huán)型磁場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注環(huán)型內(nèi)徑直徑，以及外部邊緣結(jié)構(gòu)長寬高詳細(xì)尺寸；

b）開環(huán)型磁場取能應(yīng)標(biāo)注開環(huán)緊固方式、緊固件尺寸、內(nèi)徑直徑范圍、以及外部邊緣結(jié)構(gòu)長寬高

詳細(xì)尺寸；

c）平面型磁場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注邊緣結(jié)構(gòu)長寬高詳細(xì)尺寸。

7.1.3冷啟動磁場激勵條件

a）環(huán)形/開環(huán)型磁場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注冷啟動所需導(dǎo)體電流及電流頻率，以及冷啟動時間；

b）平面型磁場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注冷啟動所需磁場強度及磁場頻率，以及冷啟動時間。

7.1.4冷啟動條件下工作周期

應(yīng)標(biāo)注磁場取能自供電傳感器在冷啟動磁場激勵條件下的工作周期。

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7.1.5定周期工作環(huán)境磁場激勵條件

a）應(yīng)標(biāo)注環(huán)形/開環(huán)型磁場取能自供電傳感器可按設(shè)置參數(shù)定周期工作所需的導(dǎo)體電流激勵范圍，

含電流激勵下限與上限；

b）應(yīng)標(biāo)注平面型磁場取能自供電傳感器可按設(shè)置參數(shù)定周期工作所需的環(huán)境磁場激勵范圍，含磁

場激勵下限與上限。

7.1.6定周期模式工作周期范圍

應(yīng)標(biāo)注磁場取能自供電傳感器在定周期工作磁場激勵下限條件下，可設(shè)置的定周期工作參數(shù)范圍。

7.1.7耐沖擊磁場強度

應(yīng)根據(jù)7.1.3中規(guī)定的工作電流或磁場頻率，標(biāo)注耐沖擊的電流或磁場強度。

電場取能自供電傳感器

7.2.1結(jié)構(gòu)形態(tài)

應(yīng)根據(jù)與高壓帶電導(dǎo)體的連接方式，標(biāo)注電場取能自供電傳感器為環(huán)型、開環(huán)型或平面型。

7.2.2結(jié)構(gòu)參數(shù)

a）環(huán)型電場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注環(huán)型內(nèi)徑直徑，以及外部邊緣結(jié)構(gòu)長寬高詳細(xì)尺寸；

b）開環(huán)型電場取能應(yīng)標(biāo)注開環(huán)緊固方式、緊固件尺寸、內(nèi)徑直徑范圍、以及外部邊緣結(jié)構(gòu)長寬高

詳細(xì)尺寸；

c）平面型電場取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注邊緣結(jié)構(gòu)長寬高詳細(xì)尺寸。

7.2.3工作電壓等級

應(yīng)根據(jù)GB/T156-2007中對于設(shè)備標(biāo)稱電壓的規(guī)定，標(biāo)注電場取能自供電傳感器適應(yīng)的工作電壓等

級，以及冷啟動時間。

7.2.4定周期模式工作周期范圍

應(yīng)根據(jù)7.2.3中規(guī)定的工作電壓等級，分別標(biāo)注電場取能自供電傳感器定周期模式可配置的工作周

期范圍。

7.2.5耐沖擊電壓

應(yīng)標(biāo)注電場取能自供電傳感器耐沖擊的最高電壓等級，耐沖擊電壓應(yīng)滿足GB/T156-2007中對于設(shè)

備標(biāo)稱電壓對應(yīng)的設(shè)備最高電壓規(guī)定。

振動取能自供電傳感器

7.3.1結(jié)構(gòu)參數(shù)

應(yīng)提供振動取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。

7.3.2振動取能頻率范圍

應(yīng)標(biāo)注振動取能自供電傳感器工作所需的環(huán)境振動頻率范圍。

7.3.3冷啟動振動激勵條件

應(yīng)分別標(biāo)注7.3.2中振動取能頻率范圍下限與上限條件下，振動取能自供電傳感器冷啟動所需的最

小振動加速度和冷啟動時間。

7.3.4冷啟動條件下工作周期

應(yīng)分別標(biāo)注7.3.3中振動取能頻率范圍下限與上限冷啟動條件下，振動取能自供電傳感器工作周期。

7.3.5定周期工作環(huán)境振動激勵條件

7

T/XXXXXXX—XXXX

應(yīng)分別標(biāo)注7.3.2中振動取能頻率范圍下限與上限條件下，振動取能自供電傳感器定周期工作所需

振動激勵加速度范圍。

7.3.6定周期模式工作周期范圍

應(yīng)分別標(biāo)注7.3.2中振動取能頻率范圍下限與上限的定周期工作振動激勵下限條件下，振動取能自

供電傳感器工作周期可配置范圍。

7.3.7耐沖擊振動激勵

應(yīng)分別標(biāo)注振動取能自供電傳感器耐沖擊的振動頻率和振動加速度。

溫差取能自供電傳感器

7.4.1結(jié)構(gòu)參數(shù)

應(yīng)提供溫差取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。

7.4.2冷啟動溫差激勵條件

應(yīng)以冷端溫度為25℃，標(biāo)注溫差取能自供電傳感器冷啟動的溫差值。

7.4.3冷啟動條件下工作周期

應(yīng)標(biāo)注溫差取能自供電傳感器冷啟動條件下的工作周期。

7.4.4定周期工作溫差激勵條件

應(yīng)以冷端溫度為25℃，標(biāo)注溫差取能自供電傳感器定周期工作所需溫差激勵范圍。

7.4.5定周期模式工作周期范圍

應(yīng)標(biāo)注7.4.4中定周期工作溫差激勵下限條件下，溫差取能自供電傳感器定周期工作模式可配置的

周期范圍。

光照取能自供電傳感器

7.5.1結(jié)構(gòu)參數(shù)

應(yīng)提供光照取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。

7.5.2取能光照類型

應(yīng)標(biāo)注光照取能自供電傳感器的取能光照類型為太陽光、照明光等類型。

7.5.3冷啟動光照激勵條件

應(yīng)標(biāo)注光照取能自供電傳感器冷啟動所需光照強度。

7.5.4冷啟動條件下工作周期

應(yīng)標(biāo)注光照取能自供電傳感器冷啟動條件下的工作周期。

7.5.5定周期工作環(huán)境光照激勵條件

應(yīng)標(biāo)注光照取能自供電傳感器定周期工作所需光照強度范圍。

7.5.6定周期模式工作周期范圍

應(yīng)標(biāo)注7.5.5中規(guī)定光照強度下限下，光照取能自供電傳感器定周期模式工作可配置的周期范圍。

風(fēng)取能自供電傳感器

7.6.1結(jié)構(gòu)形態(tài)

應(yīng)標(biāo)注風(fēng)取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)形態(tài)為風(fēng)致轉(zhuǎn)動型或風(fēng)致振動型。

8

T/XXXXXXX—XXXX

7.6.2結(jié)構(gòu)參數(shù)

應(yīng)提供風(fēng)取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)注結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸。

7.6.3取能風(fēng)向范圍

應(yīng)標(biāo)注風(fēng)取能自供電傳感器的取能風(fēng)向為定向、全向或某一方向角。

a）對于定向或某一方向角風(fēng)取能自供電傳感器應(yīng)在傳感器本體顯著位置標(biāo)注取能風(fēng)向。

b）對于全向或某一方向角風(fēng)取能自供電傳感器應(yīng)在傳感器本體顯著位置標(biāo)注輸出功率最小和最

大的方向。

7.6.4冷啟動風(fēng)能激勵條件

a）對于定向風(fēng)取能自供電傳感器，應(yīng)標(biāo)注冷啟動所需風(fēng)速條件；

b）對于全向或某一方向角風(fēng)取能自供電傳感器，應(yīng)標(biāo)注輸出功率最小風(fēng)向下的冷啟動風(fēng)能激勵條

件。

7.6.5冷啟動條件下工作周期

應(yīng)標(biāo)注風(fēng)取能自供電傳感器在冷啟動條件下的工作周期。

7.6.6定周期工作環(huán)境風(fēng)能激勵條件

應(yīng)標(biāo)注風(fēng)取能自供電傳感器定周期工作所需風(fēng)速激勵范圍，其中對于全向或某一方向角風(fēng)取能自

供電傳感器，風(fēng)速激勵下限應(yīng)為輸出功率最小風(fēng)向定周期工作所需最小風(fēng)速，風(fēng)速激勵上限應(yīng)為輸出功

率最大風(fēng)向定周期工作所需最大風(fēng)速。

7.6.7定周期模式工作周期范圍

應(yīng)標(biāo)注7.6.6中規(guī)定定周期工作所需最小風(fēng)速下，風(fēng)取能自供電傳感器定周期模式可配置的工作周

期范圍。

7.6.8耐沖擊風(fēng)能強度

應(yīng)標(biāo)注風(fēng)取能自供電傳感器耐沖擊的最大風(fēng)速。

射頻取能自供電傳感器

7.7.1結(jié)構(gòu)形態(tài)

應(yīng)標(biāo)注射頻取能自供電傳感器的結(jié)構(gòu)形態(tài)為取能天線獨立式或取能天線集成式。

7.7.2結(jié)構(gòu)參數(shù)

a）對于取能天線獨立式的射頻取能自供電傳感器應(yīng)分別標(biāo)注取能電線和傳感器本體的結(jié)構(gòu)邊緣

最大投影長、寬、高尺寸；

b）對于取能天線集成式的射頻取能自供電傳感器應(yīng)標(biāo)注整體的結(jié)構(gòu)邊緣最大投影長、寬、高尺寸。

7.7.3取能射頻頻點

應(yīng)標(biāo)注射頻取能自供電傳感器的取能頻點。

7.7.4冷啟動射頻激勵條件

應(yīng)根據(jù)7.7.3中規(guī)定的取能頻點，分別標(biāo)注冷啟動所需射頻強度。

7.7.5冷啟動條件下工作周期

應(yīng)根據(jù)7.7.3中規(guī)定的取能頻點，分別標(biāo)注冷啟動條件下的工作周期。

7.7.6定周期工作環(huán)境射頻激勵條件

應(yīng)根據(jù)7.7.3中規(guī)定的取能頻點，分別標(biāo)注射頻取能自供電傳感器定周期工作所需的環(huán)境射頻激勵

范圍。

9

T/XXXXXXX—XXXX

7.7.7定周期模式工作周期范圍

應(yīng)標(biāo)注7.7.6中規(guī)定的定周期工作環(huán)境射頻激勵下限條件下，射頻取能自供電傳感器定周期模式可

配置的工作周期范圍。

多源取能自供電傳感器

7.8.1結(jié)構(gòu)參數(shù)

應(yīng)標(biāo)注多源取能自供電傳感器整體結(jié)構(gòu)邊緣的最大投影長、寬、高尺寸

7.8.2取能能量源類型

應(yīng)標(biāo)注多源取能自供電傳感器的取能能量源類型。

7.8.3取能性能

應(yīng)根據(jù)7.8.2中規(guī)定能量源類型，分別參照7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7中要求，標(biāo)注多源

取能自供電傳感器取能性能。

8自供電電力傳感器通信接口規(guī)范

通則

自供電電力傳感器宜采用且不限于以下無線通信接口

ZigBee

支持ZigBee接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合ZigBee-2007規(guī)范的要求

LoRa

支持LoRa接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合LoRaWAN規(guī)范1.0或其后續(xù)版本的要求。

藍(lán)牙

支持藍(lán)牙接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合藍(lán)牙核心規(guī)范4.0或其后續(xù)版本的要求

無線局域網(wǎng)

支持無線局域網(wǎng)（WLAN）接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合IEEE802.11的要求。

RFID

支持RFID接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T29768的要求。

無線HART

支持無線HART接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T29910.3-GB/T29910.6的要求。

WIA-PA

支持WIA-PA接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合GB/T26790（所有部分）的要求。

ISA100

支持ISA100接口的自供電電力傳感器，其技術(shù)規(guī)范應(yīng)符合IEC62734的要求。

9自供電電力傳感器可靠性設(shè)計方法

概述

自供電電力傳感器由硬件和軟件構(gòu)成，完成的自供電電力傳感器可靠性設(shè)計包括供電可靠性設(shè)計、

硬件可靠性設(shè)計、軟件可靠性設(shè)計和通信可靠性設(shè)計。

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T/XXXXXXX—XXXX

供電可靠性設(shè)計

自供電電力傳感器的供電可靠性設(shè)計主要指能量收集單元的供電可靠性設(shè)計

9.2.1可靠性設(shè)計要求

自供電電力傳感器在研制任務(wù)書中應(yīng)明確規(guī)定供電可靠性的定性和定量要求。

供電可靠性設(shè)計的定性要求包括響應(yīng)的環(huán)境能量類型、響應(yīng)環(huán)境能量的方向性、有無備用電

源、EMC設(shè)計、測試性設(shè)計等

供電可靠性設(shè)計的定量要求包括冷啟動所需環(huán)境能量激勵條件Ecs、定周期運行所需環(huán)境能量

激勵范圍Erange、定周期運行所需環(huán)境能量激勵范圍下限條件下供電能力恢復(fù)時間Tre、定周期運行支持

的最小監(jiān)測周期tmin、環(huán)境能量中斷后儲能單元恢復(fù)初始狀態(tài)所需時間Tc、環(huán)境能量中斷后持續(xù)運行時

間Tback等。

供電可靠性設(shè)計是自供電電力傳感器設(shè)計的一部分，應(yīng)與自供電電力傳感器設(shè)計同時進(jìn)行。

9.2.2可靠性各階段設(shè)計要求

方案論證階段

.1方案設(shè)計階段的可靠性設(shè)計要求包括

a)應(yīng)明確自供電電力傳感器響應(yīng)的環(huán)境能量類型、響應(yīng)環(huán)境能量的方向性、有無備用電源等。

b)應(yīng)明確自供電電力傳感器的供電可靠性設(shè)計指標(biāo)，如Ecs、Erange、Tre、tmin、Tc、Tback等。

c)應(yīng)明確在自供電電力傳感器設(shè)計中采用的供電可靠性技術(shù)措施，包括供電可靠性建模和仿真，

熱設(shè)計，EMC設(shè)計，安全性設(shè)計，測試性設(shè)計，故障模式影響分析，元器件和電路的容差分析等。

可以根據(jù)實際需求選擇其中的幾種。

d)應(yīng)明確自供電電力傳感器使用環(huán)境，說明其工作溫度、電磁干擾、防潮、防震、儲存及運輸?shù)?/p>

環(huán)境條件的要求。

e)制定自供電電力傳感器能量收集單元研制計劃、試驗計劃和費用分析等。

.2方案設(shè)計階段形成的文件資料包括

a)自供電電力傳感器供電總體設(shè)計技術(shù)方案；

b)自供電電力傳感器供電可靠性設(shè)計可行性分析報告。

技術(shù)設(shè)計階段

.1技術(shù)設(shè)計階段的供電可靠性設(shè)計要求包括：

a)建立自供電電力傳感器能量收集單元設(shè)計的能量轉(zhuǎn)換前端3D模型、能量管理電路模型和能量流

數(shù)學(xué)模型；

b)完成自供電電力傳感器的供電可靠性分配，將供電可靠性指標(biāo)值逐層分解；

c)初步完成自供電電力傳感器的供電可靠性設(shè)計，可采用有限元仿真法和數(shù)值計算法；

d)完成關(guān)鍵件的失效判據(jù)、失效模式和效應(yīng)分析，確立薄弱環(huán)節(jié)。

.2技術(shù)設(shè)計階段應(yīng)提交的技術(shù)文件資料包括：

a)可靠性分配方案；

b)供電可靠性仿真和數(shù)據(jù)計算報告；

c)初步供電可靠性預(yù)計報告；

d)供電關(guān)鍵件可靠新分析報告。

詳細(xì)設(shè)計階段

.1詳細(xì)設(shè)計階段的可靠性設(shè)計要求包括：

11

T/XXXXXXX—XXXX

a)在自供電電力傳感器的供電可靠性設(shè)計中可采用冗余設(shè)計、熱設(shè)計、環(huán)境防護(hù)設(shè)計、抗沖擊、

振動設(shè)計等；

b)自供電電力傳感器能量收集單元中能量管理電路的可靠性設(shè)計可采用簡化方案，合理的元器件

使用，熱設(shè)計，容差與漂移設(shè)計，電氣互連的可靠性設(shè)計，電磁兼容設(shè)計等；

c)元器件級的供電可靠性設(shè)計應(yīng)關(guān)注器件的選擇與使用，可采用降額設(shè)計；

d)應(yīng)完成自供電電力傳感器的供電可靠性預(yù)計；

e)應(yīng)完成自供電電力傳感器的失效模式、影響和危害度分析。

.2詳細(xì)設(shè)計階段的應(yīng)提交技術(shù)文件資料包括：

a)自供電電力傳感器能量收集單元設(shè)計說明；

b)自供電電力傳感器供電可靠性預(yù)計報告；

c)自供電電力傳感器供電失效模式、影響和危害度分析報告。

試生產(chǎn)階段

.1試生產(chǎn)階段的供電可靠性設(shè)計要求包括：

a)應(yīng)編制自供電電力傳感器能量收集單元關(guān)鍵件明細(xì)表，規(guī)定重點零部件規(guī)格和參數(shù)；

b)對選用的原材料、元器件、外協(xié)件的質(zhì)量控制；

c)解決影響產(chǎn)品供電可靠性的所有薄弱環(huán)節(jié)；

d)批試的自供電電力傳感器能量收集單元應(yīng)經(jīng)過各種環(huán)境試驗、可靠性試驗和工業(yè)現(xiàn)場使用的評

定。

.2試生產(chǎn)階段應(yīng)提交的技術(shù)文件資料包括：

a)試生產(chǎn)暴露的問題和解決的措施；

b)環(huán)境試驗、可靠性試驗的試驗記錄和試驗報告；

c)工業(yè)用戶現(xiàn)場使用工作報告、失效分析和失效記錄；

d)使用說明書。

硬件可靠性設(shè)計

參照GB/T34071-2017中4.2內(nèi)容規(guī)定執(zhí)行。

軟件可靠性設(shè)計

參照GB/T34071-2017中4.3內(nèi)容規(guī)定執(zhí)行。

通信可靠性設(shè)計

參照GB/T34071-2017中4.4內(nèi)容規(guī)定執(zhí)行。

10試驗一般準(zhǔn)則與要求

概述

自供電電力傳感器性能試驗的理想測試環(huán)境應(yīng)為真實應(yīng)用環(huán)境，然而真實環(huán)境下評定自供電電力

傳感器的各項性能指標(biāo)難以操作。為此，本部分規(guī)定了一種標(biāo)準(zhǔn)試驗程序，以便在實驗室條件下對自供

電電力傳感器的應(yīng)用性能進(jìn)行測試與評估。

試驗方法的標(biāo)準(zhǔn)化

試驗開始之前首先應(yīng)確定試驗方法，試驗方法應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)試驗方法一致，或在標(biāo)準(zhǔn)試驗方法基礎(chǔ)上進(jìn)

行細(xì)化。

影響因素

試驗期間，應(yīng)檢查除模擬的特定環(huán)境能量激勵條件外所有可能影響自供電電力傳感器性能的環(huán)境

能量特性，并盡可能使其保持在較低能量等級且保持不變。

12

T/XXXXXXX—XXXX

試驗方法的文件化

試驗報告應(yīng)指標(biāo)試驗依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，并說明在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上細(xì)化的內(nèi)容及原因。

試驗結(jié)果的處理

由于每一項試驗的重復(fù)次數(shù)有限，故不能按統(tǒng)計學(xué)方法來處理結(jié)果，而應(yīng)以多次試驗所得的最差指

標(biāo)作為試驗結(jié)果（排除應(yīng)誤操作等引起的錯誤值）。

試驗結(jié)果受其他試驗的影響性

試驗結(jié)果應(yīng)不受先前試驗的影響。

11通用試驗程序和注意事項

試驗機構(gòu)

承擔(dān)試驗的檢驗機構(gòu)應(yīng)在GB/T33905.1-2017中10.1規(guī)定基礎(chǔ)上，根據(jù)待測自供電電力傳感器類型，

試驗機構(gòu)應(yīng)具備電場、磁場、振動、溫差、光和風(fēng)等一種或多種環(huán)境能量的模擬能力。

試驗準(zhǔn)備工作

試驗人員應(yīng)在GB/T33905.1-2017中10.2規(guī)定基礎(chǔ)上，明確自供電電力傳感器對環(huán)境能量激勵的響

應(yīng)類型、響應(yīng)方向以及響應(yīng)范圍。

測量系統(tǒng)及參比測量設(shè)備的選擇

11.3.1準(zhǔn)則

測量系統(tǒng)及參比測量設(shè)備應(yīng)在GB/T33905.1-2017中10.3.1基礎(chǔ)上，增加環(huán)境能量模擬系統(tǒng)和環(huán)境

能量激勵強度特性測量儀表，環(huán)境能量模擬系統(tǒng)和環(huán)境能量激勵強度特性測量儀表應(yīng)通過國家質(zhì)量技

術(shù)監(jiān)督部門檢定或校準(zhǔn)。

11.3.2測量系統(tǒng)及參比測量設(shè)備的不確定度

環(huán)境能量模擬系統(tǒng)的最大允許誤差應(yīng)小于自供電電力傳感器響應(yīng)環(huán)境能量激勵范圍下限的10%。

參比測量設(shè)備的最大允許誤差應(yīng)小于自供電電力傳感器響應(yīng)環(huán)境能量激勵范圍下限的1%。

環(huán)境能量模擬系統(tǒng)的總不確定度應(yīng)不超過5%。

參比測量設(shè)備的總不確定度應(yīng)不超過2%。

環(huán)境能量模擬系統(tǒng)及參比測量設(shè)備的總不確定度應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算并應(yīng)列入每一份最終試

驗報告內(nèi)。

11.3.3溯源性

應(yīng)在GB/T33905.1-2017中10.3.3基礎(chǔ)上，增加定期對環(huán)境能量模擬系統(tǒng)進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)。

環(huán)境能量激勵的質(zhì)量

環(huán)境能量激勵應(yīng)不包含任何可能會顯著影響試驗結(jié)果的無關(guān)能量激勵。

在不能消除無關(guān)能量激勵的情況下，應(yīng)設(shè)法將其影響減少到最低程度，且無關(guān)能量激勵強度不得高

于試驗環(huán)境能量激勵的5%。

試驗順序

應(yīng)設(shè)計好試驗的順序，率先開展自供電電力傳感器環(huán)境能量中斷后儲能單元恢復(fù)初始狀態(tài)所需時

間，之后開展環(huán)境能量激勵較小的試驗項目，最后開展環(huán)境能量激勵較大或具有破壞性的試驗項目。

如果出現(xiàn)意外情況，應(yīng)與供貨方和用戶協(xié)商后，重新送樣并重新開展試驗。

每一組測量的中斷和持續(xù)時間

13

T/XXXXXXX—XXXX

為避免因自供電電力傳感器內(nèi)部能量緩存器件等未恢復(fù)至初始狀態(tài)而引起的測量誤差，每一組測

量后，應(yīng)等待自供電電力傳感器環(huán)境能量中斷后儲能單元恢復(fù)初始狀態(tài)所需時間，再進(jìn)行開展下一組測

試。

試驗期間的異常情況和故障

參照GB/T33905.1-2017中10.7執(zhí)行。

試驗的重新開始

參照GB/T33905.1-2017中10.8執(zhí)行。

計量符號和單位

與試驗有關(guān)的一切數(shù)據(jù)應(yīng)以ISO31中的國際單位制（SI）計量符號和單位表示。

試驗報告和試驗文件

試驗結(jié)束后，應(yīng)編寫完整的試驗報告，報告應(yīng)覆蓋自供電性能指標(biāo)。

試驗報告頒發(fā)后，試驗檢驗機構(gòu)應(yīng)保存試驗器件所有有關(guān)測量的原始文件至少3年。

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