7. Métodos de teste

7.1 Condições de teste

7.1.1 Condições Ambientais

7.1.1.1 Condições Atmosféricas de Referência

O desempenho de referência do atuador deve ser testado nas seguintes condições atmosféricas:

• Temperatura ambiente: 20°C ± 2°C;

• Umidade relativa: 60% a 70%;

• Pressão atmosférica: 86 kPa a 106 kPa.

7.1.1.2 Condições Atmosféricas Gerais

Quando os testes não forem realizados em condições atmosféricas de referência, recomenda-se realizá-los nas seguintes condições atmosféricas:

• Temperatura ambiente: 15°C a 35°C;

• Umidade relativa: 45% a 75%;

• Pressão atmosférica: 86 kPa a 106 kPa.

7.1.1.3 Outras Condições Ambientais

Com exceção do campo magnético da Terra, outros campos magnéticos externos e vibrações mecânicas devem ser desprezíveis.

7.1.2 Condições de alimentação

7.1.2.1 Valores Nominais

Conforme especificado em 4.2.2.

7.1.2.2 Tolerâncias

As tolerâncias para as condições de teste são as seguintes:

• Tensão nominal: ±1%;

• Frequência nominal: ±1%;

• Conteúdo harmônico: inferior a 5%.

7.2 Regulamento Geral de Testes

7.2.1 O produto testado deve estar em sua posição normal de instalação. A fonte de alimentação pode ser conectada e pré-aquecida por 1 hora para permitir que a temperatura interna do produto testado se estabilize.

7.2.2 A posição zero do produto testado pode ser ajustada antes do teste. Salvo indicação em contrário, nenhum ajuste deve ser feito durante o teste.

7.2.3 Salvo indicação em contrário, o produto testado e o equipamento de teste relacionado devem ser estabilizados em condições de trabalho de referência antes da realização das medições, e todas as condições de trabalho que possam afetar os resultados das medições devem ser observadas e registradas.

7.2.4 A precisão dos instrumentos padrão utilizados nos testes deve ser especificada no relatório de ensaio, e o limite de erro básico deve ser menor ou igual a um terço do limite de erro básico do produto testado. A faixa de medição do instrumento deve corresponder à faixa dos valores medidos.

7.2.5 Durante o teste, o sinal de entrada de corrente deve ser aumentado ou diminuído lentamente, aproximando-se dos pontos de teste na mesma direção, garantindo que não haja ultrapassagem. O sinal crescente deve ser considerado como o ciclo positivo e o sinal decrescente como o ciclo reverso.

7.2.6 Salvo indicação em contrário, o eixo de saída (haste) do atuador deve ser submetido à carga nominal durante o ensaio. A carga é considerada positiva quando o sentido de sua ação coincide com o sentido de movimento do eixo de saída (haste); caso contrário, é considerada negativa.

7.2.7 Salvo indicação em contrário, os pontos de medição de teste devem estar em 0%, 25%, 50%, 75% e 100% da faixa de entrada. Cada ponto de teste deve ser medido três vezes, tanto na direção crescente quanto na decrescente do sinal. A inspeção de fábrica permite que cada ponto de teste seja medido apenas uma vez.

7.2.8 Salvo indicação em contrário, os fatores que influenciam o teste só devem mudar dentro das condições de trabalho especificadas. Todas as outras condições de trabalho devem permanecer constantes nas condições de referência.

7.2.9 Caso não seja possível realizar os testes de fator de influência em condições atmosféricas de referência devido a determinadas circunstâncias, o teste poderá ser realizado em condições atmosféricas gerais.

7.2.10 Salvo indicação em contrário, a gama de curso nominal para o teste é a seguinte:

• Multi-turn: 10 voltas;

• Ângulo do curso: 90°;

• Curso linear: 16 mm.

7.3 Erro Básico

O erro básico é calculado aumentando ou diminuindo lentamente o sinal de entrada, registrando os valores do sinal de entrada e os valores do curso do eixo de saída (haste) nas direções de curso positivo e reverso, de acordo com a Fórmula (1).

Fórmula (1)

Onde:

• δ: Erro básico, %;

• L1: Valor do curso do eixo de saída (haste), em graus (°), milímetros (mm) ou voltas (r);

• Lo: Valor teórico do curso do eixo de saída (haste), em graus (°), milímetros (mm) ou voltas (r);

• L: Curso nominal do eixo de saída (haste), em graus (°), milímetros (mm) ou voltas (r).

Verifique se o erro básico em cada ponto de medição excede o limite especificado em 6.1.1.

7.4 Desvio Básico do Sinal de Saída de Posição

O sinal de saída de posição é conectado a uma impedância de carga de 250 Ω e o atuador é acionado até a posição “totalmente fechada”. Ajuste o sinal de saída de posição para 4 mA; acione o atuador até a posição “totalmente aberta” e ajuste o sinal de saída de posição para 20 mA. Em seguida, acione o atuador e registre os valores do sinal de saída de posição em cada ponto, tanto na direção de curso positivo quanto na de curso reverso. O desvio básico é calculado de acordo com a Fórmula (2).

Fórmula (2)

Onde:

• △0: Desvio básico do sinal de saída de posição, %;

• Io: Valor teórico do sinal de saída de posição, em miliamperes (mA);

• I1: Valor medido do sinal de saída de posição, em miliamperes (mA);

• I: Faixa do sinal de saída de posição, em miliamperes (mA). (Para 4 mA a 20 mA, I = 16 mA; para 0 mA a 20 mA, I = 20 mA).

Verifique se o desvio básico em cada ponto de medição excede o limite especificado em 6.1.2.

7.5 Histerese

A histerese do atuador é determinada pela diferença algébrica máxima entre os erros básicos dos cursos de avanço e retrocesso medidos em cada ponto de teste, conforme determinado em 7.3 e 7.4.

7.6 Zona Morta

Para a regulagem de atuadores, a zona morta deve ser medida em 25%, 50% e 75% do curso nominal. As etapas de medição são as seguintes:

• Aumente (ou diminua) lentamente o sinal de entrada até que ocorra uma mudança perceptível no curso no eixo de saída (haste) e registre o valor do sinal de entrada neste ponto I (mA);

• Em seguida, diminua (ou aumente) lentamente o sinal de entrada na direção oposta até que ocorra uma mudança perceptível no curso no eixo de saída (haste) e registre o valor do sinal de entrada I² (mA).

A zona morta é calculada de acordo com a Fórmula (3).

Fórmula (3)

Onde:

• △: Zona morta, %.

7.7 Atraso de tempo

Aplique um sinal de passo de 15% da faixa de entrada ao terminal de sinal de entrada do atuador regulador, use um osciloscópio para registrar a curva do sinal de entrada e a curva do sinal de saída de posição e observe a diferença de tempo do sinal de entrada inicial até o início da mudança do sinal de saída para ver se excede o limite especificado em 6.1.5.

7,8 Erro de tempo de curso classificado

Aplique 45% a 55% da carga nominal no atuador, aplique um sinal de passo suficiente para mover o eixo de saída (haste) do atuador através do curso nominal e registre o tempo para o eixo de saída (haste) se mover o curso nominal. O erro de tempo do curso nominal é calculado de acordo com a Fórmula (4).

Fórmula (4)

Onde:

• δt: Erro de tempo de curso nominal, %;

• t1: Tempo medido para o eixo de saída (haste) percorrer o curso nominal, em segundos (s);

• t: Tempo teórico estimado de braçada, em segundos (s).

7.9 Características de partida

Aplique uma carga nominal reversa no eixo de saída (haste) do atuador e altere a tensão de alimentação para o valor limite inferior. Em seguida, aplique o sinal de entrada e observe se o atuador inicia normalmente.

7.10 Erro de repetibilidade do mecanismo de controle de curso

Para atuadores com mecanismo de controle de curso, aplique de 25% a 30% da carga nominal ao eixo de saída (haste) e acione o atuador alternadamente nos cursos de avanço e recuo cinco vezes. Observe e registre os valores de curso do eixo de saída (haste) quando o mecanismo de controle de curso alternar. Calcule o erro de cada valor registrado em comparação com o valor base e determine se o erro excede o limite especificado em 6.1.8.

7.11 Resistência de isolamento

Em condições atmosféricas normais e com o atuador sem carga, desconecte a alimentação do produto testado e mantenha a chave de alimentação na posição “ligado”. Curto-circuite os terminais de entrada e de alimentação e, em seguida, use um testador de resistência de isolamento de 500 V CC para medir a resistência de isolamento entre os terminais, conforme especificado em 6.1.9.

7.12 Resistência do Isolamento

Em condições atmosféricas normais e com o atuador sem carga, desligue a fonte de alimentação e mantenha a chave de alimentação na posição “ligado”. Curto-circuite os terminais de entrada e de alimentação e, em seguida, de acordo com a tensão e a frequência especificadas em 6.1.10, aumente lentamente a tensão de teste de zero até o valor especificado e mantenha-a por 1 minuto. Observe se ocorre alguma ruptura ou arco voltaico; em seguida, reduza lentamente a tensão de teste para zero e desligue a alimentação de teste.

7.13 Aumento de temperatura

Antes do teste, meça a resistência a frio dos enrolamentos do motor e do transformador de potência usando uma ponte, depois deixe-os funcionar continuamente por 12 horas conforme 7.14 e meça imediatamente a resistência a quente dos enrolamentos do motor e do transformador de potência. Calcule a elevação de temperatura de acordo com a Fórmula (5).

Fórmula (5)

Onde:

• P: Aumento da temperatura, em graus Celsius (°C);

• R₂: Resistência a quente do enrolamento, em ohms (Ω);

• R₁: Resistência a frio do enrolamento, em ohms (Ω);

• T1: Temperatura ambiente durante a medição da resistência ao frio, em graus Celsius (°C);

• T₂: Temperatura ambiente durante a resistência a quente

7.14 Estabilidade Operacional a Longo Prazo

Acione o atuador dentro de seu curso nominal e aplique 30% da carga nominal, com um ciclo de trabalho de 20% a 80%. Execute 48 horas de operação conforme exigido em 4.2.6, com o número de ciclos por hora. Após o teste, verifique se o atuador atende aos requisitos de 6.1.12.

7.15 Erro de Reprodutibilidade do Torque e Empuxo de Controle Máximo e Mínimo

Procedimento de teste: a) Instale o atuador na bancada de testes, ajuste o valor de proteção de torque, tanto na direção de abertura quanto na de fechamento, para o valor máximo de torque ou empuxo de controle e carregue o atuador gradualmente até que um alarme de “sobrecarga de torque” ou “sobrecarga de empuxo” seja acionado. Meça o valor de torque ou empuxo de saída. Realize três medições em cada direção e utilize o valor médio como base para o torque ou empuxo de saída. b) Instale o atuador na bancada de testes, ajuste o valor de proteção de torque, tanto na direção de abertura quanto na de fechamento, para o valor mínimo de torque ou empuxo de controle e carregue o atuador gradualmente até que um alarme de “sobrecarga de torque” ou “sobrecarga de empuxo” seja acionado. Meça o valor de torque ou empuxo de saída. Realize três medições em cada direção e utilize o valor médio como base para o torque ou empuxo de saída. c) Calcule o erro de reprodutibilidade do torque ou empuxo de controle de acordo com a fórmula (6).

Fórmula 6:

Nesta fórmula:

• δ0: Erro de reprodutibilidade do torque ou empuxo de controle, em %

• Ms: Valor medido do torque ou empuxo de saída, em N·m (ou empuxo em N)

• Mz: Valor base do torque ou empuxo de saída, em N·m (ou empuxo em N).

7.16 Mecanismo de interruptor manual-elétrico

Procedimento de teste: a) Verificação do interruptor sem carga. Mude o atuador do modo elétrico para o manual, gire o volante para girar o eixo de saída no sentido horário e anti-horário por pelo menos uma volta completa; em seguida, acione o atuador eletricamente para girar o eixo de saída em ambas as direções por pelo menos uma volta completa. Repita duas vezes e confirme se atende aos requisitos de 6.1.14. b) Verificação do interruptor com carga. Instale o atuador na bancada de testes, ajuste o torque de proteção nas direções de abertura e fechamento para o torque de controle máximo e aplique carga gradualmente no atuador até que o interruptor de torque seja ativado. Após a parada, sem descarregar, repita o teste da parte a) para confirmar se atende aos requisitos de 6.1.14.

7.17 Recursos Inteligentes

7.17.1 Função de exibição

Verifique se os parâmetros de funcionamento, as informações sobre o estado da operação, os alarmes de falha e outras informações exibidas estão normais e se o conteúdo da tela está completo e claro através da interface homem-máquina.

7.17.2 Função de Configuração de Parâmetros

Sem abrir a tampa elétrica, verifique se a interface homem-máquina permite configurar parâmetros como curso, torque, calibração do sinal de entrada de corrente e ajuste do sinal de saída.

7.17.3 Função de Configuração no Local

Sem abrir a tampa elétrica, utilize a interface homem-máquina para configurar as saídas dos contatos da chave de 4 vias do atuador da seguinte forma: posição aberta-fechada, posição aberta-aberta, posição fechada-fechada, posição fechada-aberta. Acione o atuador nas posições aberta e fechada, verificando se as saídas dos contatos da chave atendem aos requisitos configurados.

Se aplicável, verifique o comportamento após uma falha de energia e ajuste parâmetros como a proteção contra torque.

7.17.4 Função de autodiagnóstico e alarme de falhas

Em condições de vazio, aplique energia ao atuador e desconecte o fio do sensor de temperatura do motor do sistema de controle do atuador para verificar se o alarme de superaquecimento do motor é acionado.

7.17.5 Função auto-adaptativa da sequência de potência

Para atuadores que utilizam alimentação trifásica, altere a sequência de fases da fonte de alimentação e confirme se o sentido de comutação está correto nos modos de controle local e remoto.

7.17.6 Função de Medição Contínua de Torque de Saída (Empuxo)

Coloque o atuador na bancada de testes e, durante a operação, altere continuamente o torque (empuxo) aplicado para observar se os valores de torque (empuxo) exibidos na interface homem-máquina se alteram de acordo.

7.18 Ruído

Em uma sala com janelas e portas fechadas e ruído de fundo não superior a 45 dB, execute uma inicialização sem carga do atuador e meça o ruído a uma distância de 1 metro da superfície do atuador. Confirme se o ruído atende aos requisitos em 6.1.16.

7.19 Regulação de velocidade contínua (conversão de frequência)

Configure o atuador para reduzir a velocidade quando atingir a posição desejada e teste se a velocidade varia dentro da faixa especificada em diferentes condições de carga para confirmar sua conformidade.

7.20 Impacto da Temperatura Ambiental

Em condições de vazio, o atuador deve ser colocado em uma câmara de teste de temperatura. As temperaturas e a sequência de teste são as seguintes:

• Para atuadores com temperatura ambiente de trabalho de -10°C a 55°C:

  • 20°C (referência), 40°C, 55°C, 20°C, 0°C, -10°C, 20°C;

• Para atuadores com temperatura ambiente de trabalho de -20°C a 60°C:

  • 20°C (referência), 40°C, 60°C, 20°C, 0°C, -20°C, 20°C;

• Para atuadores com temperatura ambiente de trabalho de -30°C a 70°C:

  • 20°C (referência), 45°C, 70°C, 20°C, 0°C, -30°C, 20°C.

Se acordado por todas as partes, os testes podem ser conduzidos em apenas quatro pontos de temperatura: 20 °C (referência), temperatura máxima, temperatura mínima e 20 °C. A tolerância permitida em cada ponto de temperatura é de ±2 °C. Em cada ponto de temperatura, a temperatura deve ser mantida por 2 horas para permitir que os componentes internos do produto atinjam a estabilidade térmica. Nas posições 0% e 100% do curso total, os valores mínimo e máximo do controle proporcional e do sinal de posição devem ser medidos. A média de três medições em cada ponto de temperatura deve ser considerada. As variações nos valores mínimo e máximo em cada ponto de temperatura, quando a temperatura varia em 10 °C, devem ser calculadas usando as fórmulas (7) e (8), e deve-se confirmar se os resultados atendem aos requisitos da seção 6.2.1.

Onde:

• △T0: A variação nos valores mínimo e máximo do sinal de saída de posição quando a temperatura varia em 10°C, em %;

• XTiOs valores mínimo e máximo medidos do sinal de saída de posição na temperatura adjacente, em miliamperes (mA);

• XT0: Os valores mínimo e máximo medidos do sinal de saída de posição na temperatura inicial, em miliamperes (mA);

• Ti: A temperatura adjacente, em graus Celsius (°C);

• T0: A temperatura inicial, em graus Celsius (°C);

• △T1: A variação nos valores mínimo e máximo do eixo de saída (haste) quando a temperatura varia em 10°C, em %;

• LTi: Os valores medidos do curso mínimo e máximo do eixo de saída (haste) na temperatura adjacente, em graus (°), milímetros (mm) ou rotações (r);

• LT0: Os valores medidos do curso mínimo e máximo do eixo de saída (haste) na temperatura inicial, em graus (°), milímetros (mm) ou rotações (r).

7.21 Impacto da Umidade

Coloque o atuador em uma câmara de temperatura e umidade controladas, eleve a temperatura para 40 °C ± 2 °C e ajuste a umidade para 91%–95%, mantendo-a por 48 horas. Após o teste, verifique a resistência de isolamento do atuador conforme especificado.

7.22 Influência da tensão de alimentação

Em condições de vazio, a tensão de alimentação do atuador é ajustada do valor nominal para os valores limite superior e inferior. Nas posições 0% e 100% do curso total, os valores mínimo e máximo das saídas dos sinais de controle proporcional e de posição são medidos. A média de três medições em cada ponto é calculada, e as alterações no limite inferior e na faixa são calculadas usando as fórmulas (9) e (10). Os resultados devem ser verificados para atender aos requisitos da seção 6.2.3.

Onde:

• △V0A variação nos valores mínimo e máximo do sinal de saída de posição quando a tensão da fonte de alimentação muda, em %;

• XV1Os valores medidos de limite inferior e superior do sinal de saída de posição nas tensões limite superior e inferior, em miliamperes (mA);

• XV0: Os valores mínimo e máximo medidos do sinal de saída de posição na tensão nominal, em miliamperes (mA);

• △VLA variação nos valores mínimo e máximo do eixo de saída (haste) quando a tensão da fonte de alimentação muda, em %;

• LV1: Os valores medidos do curso mínimo e máximo do eixo de saída (haste) nas tensões limite superior e inferior, em graus (°), milímetros (mm) ou rotações (r);

• LV0: Os valores medidos do curso mínimo e máximo do eixo de saída (haste) na tensão nominal, em graus (°), milímetros (mm) ou rotações (r).

7.23 Influência da vibração mecânica

Em condições de vazio, o atuador é instalado em uma bancada de testes de vibração. O atuador é acionado até as posições 0% e 100% do curso total. Uma vibração de varredura de frequência é aplicada em uma frequência de 10 Hz a 150 Hz em três direções mutuamente perpendiculares para identificar o ponto de ressonância. Se um ponto de ressonância for encontrado, os testes de vibração são conduzidos na frequência de ressonância por 30 minutos. Caso contrário, um teste de vibração de 30 minutos é conduzido a uma frequência de 150 Hz.

Durante o teste, os valores mínimo e máximo da saída do atuador são medidos. As alterações nos valores mínimo e máximo são calculadas usando as fórmulas (11) e (12). Os resultados devem ser verificados para atender aos requisitos da seção 6.2.4.

Onde:

• △J0A variação nos valores mínimo e máximo do sinal de saída de posição devido à vibração mecânica, em %;

• XJ1: Os valores mínimo e máximo medidos do sinal de saída de posição durante o teste de vibração, em miliamperes (mA);

• XJ0: Os valores mínimo e máximo medidos do sinal de saída de posição antes do teste de vibração, em miliamperes (mA);

• △JLA variação nos valores mínimo e máximo do eixo de saída (haste) devido à vibração mecânica, em %;

• LJ1: Os valores de curso mínimo e máximo medidos do eixo de saída (haste) durante o teste de vibração, em graus (°), milímetros (mm) ou rotações (r);

• LJ0: Os valores de curso mínimo e máximo medidos do eixo de saída (haste) antes do teste de vibração, em graus (°), milímetros (mm) ou rotações (r).

7.24 Impacto Ambiental do Transporte

Os testes de temperatura, choque e queda livre devem ser realizados de acordo com os parâmetros de teste especificados na seção 6.2.5 desta norma e os métodos da GB/T 25480. Após os testes, a posição zero pode ser ajustada, seguida de testes de desempenho e inspeção visual.

Nota: Se o teste de influência da temperatura ambiente já tiver sido realizado a 55°C (ou superior), o teste de alta temperatura pode ser dispensado.

7.25 Imunidade à radiação de campos eletromagnéticos de radiofrequência

Em condições de vazio, o atuador é movido para a posição 50% do curso máximo. Um campo eletromagnético irradiado na faixa de frequência de 80 MHz a 1000 MHz com intensidade de 3 V/m é aplicado a uma distância de 3 metros do atuador, de acordo com os requisitos da norma GB/T 17626.3. Durante este teste, as alterações no sinal de saída de feedback de posição ou nos valores do curso do eixo (haste) de saída são observadas e registradas para confirmar se os valores atendem aos requisitos da seção 6.2.6 desta norma.

7.26 Imunidade a transientes/picos elétricos rápidos

Em condições de vazio, o atuador é movido para a posição 50% do curso total. A tensão de teste é aplicada de acordo com os requisitos da norma GB/T 17626.4, com 1000 V positivo e negativo no terminal de alimentação e 500 V positivo e negativo no terminal de entrada de sinal. Durante este teste, as variações no sinal de saída de feedback de posição ou nos valores de curso do eixo (haste) de saída são observadas e registradas para confirmar se os valores atendem aos requisitos da seção 6.2.7 desta norma.

7.27 Imunidade a Surtos (Impulsos)

Em condições de vazio, o atuador é movido para a posição 50% do curso total. Uma tensão positiva e negativa de 1 kV é aplicada entre a linha de alimentação do atuador e o terra, conforme a norma GB/T 17626.5. Durante este teste, as alterações no sinal de saída de feedback de posição ou nos valores do curso do eixo (haste) de saída são observadas e registradas para confirmar se os valores atendem aos requisitos da seção 6.2.8 desta norma.

7.28 Imunidade à descarga eletrostática

Em condições de vazio, o atuador é movido para a posição 50% do curso máximo. A carcaça do atuador é devidamente aterrada. Descargas de contato de 4 kV positivas e negativas, seguidas de descargas de ar de 8 kV positivas e negativas, são aplicadas ao atuador, seguindo os requisitos da norma GB/T 17626.2. Durante este teste, as variações no sinal de saída de feedback de posição ou nos valores do curso do eixo (haste) de saída são observadas e registradas para confirmar se os valores atendem aos requisitos da seção 6.2.9 desta norma.

7.29 Imunidade a Campos Magnéticos de Frequência de Potência

Em condições de vazio, o atuador é colocado no banco de ensaio de campo magnético externo e movido para a posição 50% do curso máximo. A intensidade do campo magnético é de 400 A/m e as direções de ensaio são X/Y/Z, de acordo com a norma GB/T 17626.8. Durante este ensaio, as alterações no sinal de saída de feedback de posição ou nos valores do curso do eixo (haste) de saída são observadas e registradas para confirmar se os valores atendem aos requisitos da seção 6.2.10 desta norma.

7.30 Aparência

Métodos visuais e táteis devem ser usados para verificar se a superfície é plana e lisa, sem rachaduras, rebarbas ou outros defeitos que afetem a aparência. O revestimento da superfície deve estar firmemente aderido, plano, liso e com cor uniforme, sem manchas de óleo, amassados ou outros danos mecânicos. Para atuadores com funções de exibição, a tela deve ser claramente visível, sem caracteres faltantes.

7.31 Nível de proteção do invólucro

O teste de proteção do invólucro IP67 ou IP65 deve ser realizado de acordo com o método especificado na norma GB 4208—2008.

7.32 Desempenho à prova de explosão

Os testes de resistência a explosões devem ser conduzidos por uma unidade de testes reconhecida nacionalmente, de acordo com os requisitos das normas GB 3836.1 e GB 3836.2.