7. Методы испытаний

7.1 Условия испытаний

7.1.1 Условия окружающей среды

7.1.1.1 Эталонные атмосферные условия

Рабочие характеристики исполнительного механизма следует проверять в следующих атмосферных условиях:

• Температура окружающей среды: 20°C ± 2°C;

• Относительная влажность: от 60% до 70%;

• Атмосферное давление: от 86 кПа до 106 кПа.

7.1.1.2 Общие атмосферные условия

При проведении испытаний не в эталонных атмосферных условиях рекомендуется использовать следующие атмосферные условия:

• Температура окружающей среды: от 15°C до 35°C;

• Относительная влажность: от 451°T до 751°T;

• Атмосферное давление: от 86 кПа до 106 кПа.

7.1.1.3 Другие условия окружающей среды

За исключением магнитного поля Земли, другие внешние магнитные поля и механические колебания должны быть пренебрежимо малы.

7.1.2 Условия электропитания

7.1.2.1 Номинальные значения

Как указано в пункте 4.2.2.

7.1.2.2 Допуски

Допустимые отклонения для условий испытаний следующие:

• Номинальное напряжение: ±1%;

• Номинальная частота: ±1%;

• Гармоническое содержание: менее 5%.

7.2 Общие правила проведения испытаний

7.2.1 Испытуемое изделие должно находиться в своем обычном положении. Для стабилизации внутренней температуры испытательного изделия можно подключить источник питания и предварительно прогреть его в течение 1 часа.

7.2.2 Перед началом испытания можно отрегулировать нулевое положение испытуемого изделия. Если не указано иное, во время испытания регулировка не требуется.

7.2.3 Если не указано иное, перед проведением измерений испытуемый продукт и соответствующее испытательное оборудование должны быть стабилизированы в эталонных рабочих условиях, а все условия работы, которые могут повлиять на результаты измерений, должны быть зафиксированы и зарегистрированы.

7.2.4 В протоколе испытаний должна быть указана точность стандартных измерительных приборов, используемых в ходе испытаний, а базовая погрешность должна быть меньше или равна одной трети базовой погрешности проверяемого изделия. Диапазон измерительного прибора должен соответствовать диапазону измеренных значений.

7.2.5 В ходе тестирования входной сигнал следует медленно увеличивать или уменьшать, приближаясь к контрольным точкам в одном направлении, исключая перерегулирование. Увеличение сигнала следует рассматривать как положительный ход, а уменьшение — как обратный ход.

7.2.6 Если не указано иное, во время испытания выходной вал (шток) привода должен быть нагружен номинальной нагрузкой. Нагрузка считается положительной, если направление ее действия совпадает с направлением движения выходного вала (штока); в противном случае она считается отрицательной.

7.2.7 Если не указано иное, точки измерения должны располагаться в диапазонах входного сигнала 0%, 25%, 50%, 75% и 100%. Каждую точку измерения следует измерять трижды как при увеличении, так и при уменьшении сигнала. Заводская проверка допускает измерение каждой точки измерения один раз.

7.2.8 Если не указано иное, факторы, влияющие на результаты испытания, должны изменяться только в пределах указанных условий эксплуатации. Все остальные условия эксплуатации должны оставаться неизменными в пределах эталонных условий.

7.2.9 Если проведение испытаний на влияние факторов в стандартных атмосферных условиях невозможно по причине погодных условий, испытание можно провести в обычных атмосферных условиях.

7.2.10 Если не указано иное, номинальный диапазон хода для данного испытания следующий:

• Многооборотный: 10 оборотов;

• Угол хода: 90°;

• Линейный ход: 16 мм.

7.3 Базовая ошибка

Основная ошибка рассчитывается путем медленного увеличения или уменьшения входного сигнала, записи значений входного сигнала и значений хода выходного вала (стержня) как в положительном, так и в обратном направлениях хода, согласно формуле (1).

Формула (1)

Где:

• δ: Базовая ошибка, %;

• L1: Значение хода выходного вала (штока) в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (р);

• Lo: Теоретическое значение хода выходного вала (штока) в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (р);

• L: Номинальный диапазон хода выходного вала (штока), в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (р).

Проверьте, превышает ли базовая погрешность в каждой точке измерения предел, указанный в пункте 6.1.1.

7.4 Выходной сигнал положения. Базовое отклонение

Выходной сигнал положения подключается к нагрузке с сопротивлением 250 Ом, и привод перемещается в положение «полностью закрыто». Установите выходной сигнал положения на 4 мА; переведите привод в положение «полностью открыто» и установите выходной сигнал положения на 20 мА. Затем переведите привод в движение и запишите значения выходного сигнала положения в каждой точке как в положительном, так и в обратном направлениях хода. Базовое отклонение рассчитывается по формуле (2).

Формула (2)

Где:

• △0: Базовое отклонение выходного сигнала положения, %;

• Io: Теоретическое значение выходного сигнала положения в миллиамперах (мА);

• I1: Измеренное значение выходного сигнала положения в миллиамперах (мА);

• I: Диапазон выходного сигнала положения, в миллиамперах (мА). (Для диапазона от 4 мА до 20 мА, I = 16 мА; для диапазона от 0 мА до 20 мА, I = 20 мА).

Проверьте, превышает ли базовое отклонение в каждой точке измерения предел, указанный в пункте 6.1.2.

7.5 Гистерезис

Гистерезис привода определяется максимальной алгебраической разностью между основными ошибками прямого и обратного хода, измеренными в каждой контрольной точке, как определено в пунктах 7.3 и 7.4.

7.6 Мертвая зона

Для регулирования исполнительных механизмов мертвую зону следует измерять при 25%, 50% и 75% номинального хода. Этапы измерения следующие:

• Постепенно увеличивайте (или уменьшайте) входной сигнал до тех пор, пока не произойдет заметное изменение хода выходного вала (стержня), и запишите значение входного сигнала в этой точке I (мА);

• Затем медленно уменьшайте (или увеличивайте) входной сигнал в противоположном направлении до тех пор, пока не произойдет заметное изменение хода выходного вала (стержня), и запишите значение входного сигнала I² (мА).

Мертвая зона рассчитывается по формуле (3).

Формула (3)

Где:

• △: Мертвая зона, %.

7.7 Задержка по времени

Подайте ступенчатый сигнал 15% из входного диапазона на входной сигнальный вывод регулирующего привода, используйте осциллограф для записи кривой входного сигнала и кривой выходного сигнала положения и наблюдайте разницу во времени от начального входного сигнала до начала изменения выходного сигнала, чтобы определить, превышает ли она предел, указанный в пункте 6.1.5.

7,8 Расчетная погрешность времени хода

Приложите к приводу нагрузку от 45% до 55% номинальной нагрузки, подайте ступенчатый сигнал, достаточный для перемещения выходного вала (штока) привода на номинальный ход, и запишите время, за которое выходной вал (шток) переместится на номинальный ход. Ошибка времени номинального хода рассчитывается по формуле (4).

Формула (4)

Где:

• δt: Номинальная погрешность времени хода, %;

• t1: Измеренное время, за которое выходной вал (шток) совершает номинальный ход, в секундах (с);

• t: Теоретическое расчетное время гребка, в секундах (с).

7.9 Начальные характеристики

Подайте на выходной вал (стержень) привода нагрузку, обратную номинальной, и измените напряжение питания до нижнего предельного значения. Затем подайте входной сигнал и проверьте, запускается ли привод в нормальном режиме.

7.10 Ошибка повторяемости механизма управления ходом

Для приводов с механизмом управления ходом приложите к выходному валу (штоку) номинальную нагрузку от 25% до 30% и пять раз попеременно перемещайте привод в прямом и обратном направлениях. Наблюдайте и записывайте значения хода выходного вала (штока) при переключении механизма управления ходом. Рассчитайте погрешность каждого записанного значения по сравнению с базовым значением и определите, превышает ли погрешность предел, указанный в пункте 6.1.8.

7.11 Сопротивление изоляции

При обычных атмосферных условиях и без нагрузки на исполнительный механизм отключите питание тестируемого изделия и удерживайте выключатель питания в положении «включено». Замкните накоротко входной и силовой клеммы, затем с помощью тестера сопротивления изоляции постоянного тока 500 В измерьте сопротивление изоляции между клеммами, как указано в пункте 6.1.9.

7.12 Прочность изоляции

При обычных атмосферных условиях и без нагрузки на исполнительный механизм отключите источник питания и удерживайте выключатель питания в положении «включено». Замкните накоротко входной и силовой клеммы, затем, в соответствии с напряжением и частотой, указанными в пункте 6.1.10, медленно повышайте испытательное напряжение от нуля до заданного значения и удерживайте в течение 1 минуты. Наблюдайте за наличием пробоя или искрения, затем медленно понизьте испытательное напряжение до нуля и отключите испытательное питание.

7.13 Повышение температуры

Перед испытанием измерьте холодное сопротивление обмоток двигателя и силового трансформатора с помощью моста, затем непрерывно работайте в течение 12 часов согласно пункту 7.14 и сразу же измерьте горячее сопротивление обмоток двигателя и силового трансформатора. Рассчитайте повышение температуры по формуле (5).

Формула (5)

Где:

• В: Повышение температуры в градусах Цельсия (°C);

• R₂: Сопротивление обмотки в горячем состоянии, в омах (Ω);

• R₁: Сопротивление обмотки в холодном состоянии, в омах (Ω);

• T1: Температура в помещении во время измерения морозостойкости, в градусах Цельсия (°C);

• T₂: Комнатная температура при нагревании сопротивления

7.14 Долгосрочная стабильность работы

Выполните подачу напряжения на привод в пределах его номинального хода и приложите 30% номинальной нагрузки с рабочим циклом от 20% до 80%. Проведите 48 часов работы, как требуется в пункте 4.2.6, с указанием количества циклов в час. После испытания проверьте, соответствует ли привод требованиям пункта 6.1.12.

7.15 Максимальный и минимальный управляющий крутящий момент и погрешность воспроизводимости тяги

Процедура тестирования следующая: а) Установите привод на испытательный стенд, установите значение защиты от крутящего момента в обоих направлениях открытия и закрытия на максимальное значение управляющего крутящего момента или тяги и постепенно нагружайте привод до тех пор, пока не сработает сигнализация «перегрузка по крутящему моменту» или «перегрузка по тяге». Измерьте значение выходного крутящего момента или тяги. Измерьте три раза в каждом направлении и возьмите среднее значение в качестве базового значения выходного крутящего момента или тяги. б) Установите привод на испытательный стенд, установите значение защиты от крутящего момента в обоих направлениях открытия и закрытия на минимальное значение управляющего крутящего момента или тяги и постепенно нагружайте привод до тех пор, пока не сработает сигнализация «перегрузка по крутящему моменту» или «перегрузка по тяге». Измерьте значение выходного крутящего момента или тяги. Измерьте три раза в каждом направлении и возьмите среднее значение в качестве базового значения выходного крутящего момента или тяги. в) Рассчитайте погрешность воспроизводимости управляющего крутящего момента или тяги по формуле (6).

Формула 6:

В этой формуле:

• δ0: Ошибка воспроизводимости управляющего момента или тяги, в %

• Ms: Измеренный выходной крутящий момент или значение тяги, в Н·м (или тяга в Н)

• Mz: Базовое значение выходного крутящего момента или тяги в Н·м (или тяги в Н).

7.16 Механизм ручного и электрического переключателя

Процедура проверки следующая: а) Проверка датчика холостого хода. Переключите привод из электрического режима в ручной, поверните маховик, чтобы провернуть выходной вал по часовой и против часовой стрелки как минимум на один полный оборот; затем включите привод в электрическом режиме, чтобы провернуть выходной вал в обоих направлениях как минимум на один полный оборот. Повторите дважды и подтвердите соответствие требованиям пункта 6.1.14. б) Проверка датчика нагрузки. Установите привод на испытательный стенд, отрегулируйте момент срабатывания защиты в обоих направлениях открытия и закрытия до максимального управляющего момента и постепенно нагружайте привод до срабатывания датчика момента. После остановки, не разгружая привод, повторите проверку из пункта а), чтобы подтвердить соответствие требованиям пункта 6.1.14.

7.17 Интеллектуальные функции

7.17.1 Функция отображения

Проверьте, соответствуют ли рабочие параметры, информация о состоянии работы, сигналы тревоги и другая отображаемая информация нормальным значениям, а также является ли отображаемое содержимое полным и понятным через человеко-машинный интерфейс.

7.17.2 Функция настройки параметров

Не открывая крышку электропроводки, проверьте, позволяет ли человеко-машинный интерфейс устанавливать такие параметры, как ход поршня, крутящий момент, калибровку входного сигнала тока и регулировку выходного сигнала.

7.17.3 Функция конфигурации на месте

Не открывая крышку электропроводки, используйте человеко-машинный интерфейс для установки выходных сигналов 4-позиционного переключателя привода следующим образом: открытое положение – закрыто, открытое положение – открыто, закрытое положение – закрыто, закрытое положение – открыто. Запустите привод в открытое и закрытое положения, проверив, соответствуют ли выходные сигналы переключателя заданным требованиям.

При необходимости проверьте поведение системы после отключения электропитания и отрегулируйте такие параметры, как защита от перегрузки по крутящему моменту.

7.17.4 Функция самодиагностики неисправностей и оповещения

В режиме холостого хода подайте питание на исполнительный механизм и отсоедините провод датчика температуры двигателя от системы управления исполнительного механизма, чтобы проверить, сработала ли сигнализация о перегреве двигателя.

7.17.5 Функция самоадаптации последовательности мощности

Для исполнительных механизмов, использующих трехфазное питание, измените последовательность фаз источника питания и убедитесь в правильности направления переключения как в локальном, так и в дистанционном режимах управления.

7.17.6 Функция непрерывного измерения выходного крутящего момента (тяги)

Установите исполнительный механизм на испытательный стенд и во время работы непрерывно изменяйте приложенный крутящий момент (тягу), чтобы наблюдать, изменяются ли значения крутящего момента (тяги), отображаемые на человеко-машинном интерфейсе.

7.18 Шум

В помещении с закрытыми окнами и дверями, при уровне фонового шума не более 45 дБ, выполните запуск привода без нагрузки и измерьте уровень шума на расстоянии 1 метра от поверхности привода. Убедитесь, что уровень шума соответствует требованиям пункта 6.1.16.

7.19 Бесступенчатая (частотная) регулировка скорости

Настройте исполнительный механизм на снижение скорости при достижении целевого положения и проверьте, изменяется ли скорость в пределах заданного диапазона при различных условиях нагрузки, чтобы подтвердить его соответствие требованиям.

7.20 Влияние температуры окружающей среды

В условиях холостого хода исполнительный механизм следует поместить в температурную испытательную камеру. Температуры испытаний и последовательность испытаний следующие:

• Для исполнительных механизмов с рабочей температурой окружающей среды от -10°C до 55°C:

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

• Для исполнительных механизмов с рабочей температурой окружающей среды от -20°C до 60°C:

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

• Для исполнительных механизмов с рабочей температурой окружающей среды от -30°C до 70°C:

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

Если все стороны согласятся, испытания могут проводиться только при четырех температурных точках: 20°C (эталонная), максимальная температура, минимальная температура и 20°C. Допустимый допуск в каждой температурной точке составляет ±2°C. В каждой температурной точке температура должна поддерживаться в течение 2 часов, чтобы внутренние компоненты изделия достигли термической стабильности. В положениях полного хода 0% и 100% следует измерить нижнее и верхнее значения выходного сигнала пропорционального управления и сигнала положения. Следует взять среднее значение трех измерений в каждой температурной точке. Изменения нижнего и верхнего значений в каждой температурной точке при изменении температуры на 10°C следует рассчитать по формулам (7) и (8), и следует подтвердить, что результаты соответствуют требованиям раздела 6.2.1.

Где:

• △Т0Изменение нижнего и верхнего пределов выходного сигнала положения при изменении температуры на 10 °C, в %;

• XTiИзмеренные нижние и верхние значения выходного сигнала положения при соседней температуре, в миллиамперах (мА);

• XT0Измеренные нижние и верхние значения выходного сигнала положения при начальной температуре, в миллиамперах (мА);

• ТиТемпература окружающей среды, в градусах Цельсия (°C);

• Т0Начальная температура в градусах Цельсия (°C);

• △Т1Изменение нижнего и верхнего пределов выходного вала (стержня) при изменении температуры на 10°C, в %;

• ЛТиИзмеренные значения минимального и максимального хода выходного вала (штока) при соответствующей температуре, в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (р);

• ЛТ0: Измеренные значения минимального и максимального хода выходного вала (штока) при начальной температуре, в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (р).

7.21 Влияние влажности

Поместите исполнительный механизм в камеру с регулируемой температурой и влажностью, повысьте температуру до 40°C ± 2°C и отрегулируйте влажность до 91%–95%, поддерживая ее в течение 48 часов. После испытания проверьте сопротивление изоляции исполнительного механизма в соответствии с заявленными параметрами.

7.22 Влияние напряжения питания

В условиях холостого хода напряжение питания привода регулируется от номинального значения до верхнего и нижнего предельных значений. В положениях 0% и 100% полного хода измеряются нижнее и верхнее предельные значения выходных сигналов пропорционального управления и положения. В каждой точке берется среднее значение трех измерений, а изменения нижнего предела и диапазона рассчитываются с использованием формул (9) и (10). Результаты должны быть проверены на соответствие требованиям раздела 6.2.3.

Где:

• △V0Изменение нижнего и верхнего пределов выходного сигнала положения при изменении напряжения питания, в %;

• XV1Измеренные нижние и верхние значения выходного сигнала положения при верхнем и нижнем предельных напряжениях, в миллиамперах (мА);

• XV0Измеренные нижние и верхние значения выходного сигнала положения при номинальном напряжении, в миллиамперах (мА);

• △VLИзменение нижнего и верхнего пределов выходного вала (стержня) при изменении напряжения питания, в %;

• ЛВ1Измеренные значения минимального и максимального хода выходного вала (штока) при верхнем и нижнем предельных напряжениях, в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (r);

• ЛВ0: Измеренные значения минимального и максимального хода выходного вала (штока) при номинальном напряжении, в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (р).

7.23 Влияние механических вибраций

В условиях холостого хода привод устанавливается на виброиспытательный стенд. Привод работает в положениях 0% и 100% полного хода. Для определения точки резонанса применяется вибрационная регулировка частоты в диапазоне от 10 Гц до 150 Гц в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Если точка резонанса обнаружена, проводятся вибрационные испытания на резонансной частоте в течение 30 минут. Если точка резонанса не обнаружена, проводятся 30-минутные вибрационные испытания на частоте 150 Гц.

В ходе испытания измеряются нижнее и верхнее значения выходного сигнала исполнительного механизма. Изменения нижнего и верхнего значений рассчитываются с использованием формул (11) и (12). Результаты должны быть проверены на соответствие требованиям раздела 6.2.4.

Где:

• △J0Изменение нижних и верхних значений выходного сигнала положения вследствие механической вибрации, в %;

• XJ1Измеренные нижние и верхние значения выходного сигнала положения во время вибрационных испытаний, в миллиамперах (мА);

• XJ0Измеренные нижние и верхние значения выходного сигнала положения перед испытанием на вибрацию, в миллиамперах (мА);

• △JLИзменение нижнего и верхнего пределов выходного вала (стержня) вследствие механической вибрации, в %;

• ЛЖ1Измеренные значения минимального и максимального хода выходного вала (штока) во время вибрационных испытаний в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (р);

• ЛЖ0: Измеренные значения минимального и максимального хода выходного вала (штока) перед испытанием на вибрацию, в градусах (°), миллиметрах (мм) или оборотах (р).

7.24 Воздействие транспорта на окружающую среду

Испытания на воздействие температуры, ударов и свободного падения должны проводиться в соответствии с параметрами испытаний, указанными в разделе 6.2.5 настоящего стандарта, и методами, описанными в GB/T 25480. После испытаний можно отрегулировать нулевое положение, после чего провести проверку работоспособности и визуальный осмотр.

Примечание: Если испытание на влияние температуры окружающей среды уже проводилось при температуре 55°C (или выше), то испытание при высокой температуре можно не проводить.

7.25 Устойчивость к излучению электромагнитных полей радиочастотного диапазона

В условиях холостого хода привод перемещается в положение 50% полного хода. На расстоянии 3 метров от привода создается излучаемое электромагнитное поле в диапазоне частот от 80 МГц до 1000 МГц с интенсивностью 3 В/м в соответствии с требованиями GB/T 17626.3. В ходе этого испытания наблюдаются и регистрируются изменения выходного сигнала обратной связи по положению или значений хода выходного вала (стержня), чтобы подтвердить соответствие значений требованиям раздела 6.2.6 настоящего стандарта.

7.26 Устойчивость к быстрым электрическим переходным процессам/импульсным помехам

В условиях холостого хода привод перемещается в положение 50% полного хода. Испытательное напряжение подается в соответствии с требованиями GB/T 17626.4, при этом на клемму питания подается положительное и отрицательное напряжение 1000 В, а на клемму входного сигнала – положительное и отрицательное напряжение 500 В. В ходе этого испытания наблюдаются и регистрируются изменения выходного сигнала обратной связи по положению или значений хода выходного вала (стержня), чтобы подтвердить соответствие значений требованиям раздела 6.2.7 настоящего стандарта.

7.27 Устойчивость к импульсным (всплесковым) воздействиям

В условиях холостого хода привод перемещается в положение 50% полного хода. Между линией питания привода и землей подается положительное и отрицательное напряжение 1 кВ в соответствии с GB/T 17626.5. В ходе этого испытания наблюдаются и регистрируются изменения выходного сигнала обратной связи по положению или значений хода выходного вала (стержня), чтобы подтвердить соответствие значений требованиям раздела 6.2.8 настоящего стандарта.

7.28 Устойчивость к электростатическому разряду

В условиях холостого хода привод перемещается в положение 50% полного хода. Корпус привода надежно заземлен. К приводу подаются положительный и отрицательный контактный разряд 4 кВ, а затем положительный и отрицательный воздушный разряд 8 кВ в соответствии с требованиями GB/T 17626.2. В ходе этого испытания наблюдаются и регистрируются изменения выходного сигнала обратной связи по положению или значений хода выходного вала (стержня), чтобы подтвердить соответствие значений требованиям раздела 6.2.9 настоящего стандарта.

7.29 Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты

В условиях холостого хода привод устанавливается на испытательный стенд с внешним магнитным полем и перемещается в положение 50% полного хода. Напряженность магнитного поля составляет 400 А/м, а направления испытаний — X/Y/Z, в соответствии с GB/T 17626.8. В ходе этого испытания наблюдаются и регистрируются изменения выходного сигнала обратной связи по положению или значений хода выходного вала (стержня), чтобы подтвердить соответствие значений требованиям раздела 6.2.10 настоящего стандарта.

7.30 Внешний вид

Для проверки ровности и гладкости поверхности, отсутствия трещин, заусенцев или других дефектов, влияющих на внешний вид, следует использовать визуальные и тактильные методы. Покрытие поверхности должно быть надежно закреплено, ровно, гладко и иметь равномерный цвет, без масляных пятен, вмятин или других механических повреждений. Для исполнительных механизмов с функциями отображения информации дисплей должен быть четко виден, без пропусков символов.

7.31 Уровень защиты корпуса

Испытание на степень защиты корпуса IP67 или IP65 следует проводить в соответствии с методом, указанным в GB 4208—2008.

7.32 Взрывозащищенные характеристики

Взрывозащитных испытаний следует проводить в аккредитованном на национальном уровне испытательном подразделении в соответствии с требованиями GB 3836.1 и GB 3836.2.