7. 测试方法

7.1 测试条件

7.1.1 环境条件

7.1.1.1 参考大气条件

执行器的参考性能应在以下大气条件下进行测试：

• 环境温度：20°C ± 2°C；

• 相对湿度：60% 至 70%；

• 大气压力：86 kPa 至 106 kPa。

7.1.1.2 一般大气条件

当测试不在参考大气条件下进行时，建议在以下大气条件下进行测试：

• 环境温度：15°C 至 35°C；

• 相对湿度：45% 至 75%；

• 大气压力：86 kPa 至 106 kPa。

7.1.1.3 其他环境条件

除了地球磁场之外，其他外部磁场和机械振动可以忽略不计。

7.1.2 电源条件

7.1.2.1 名义值

如 4.2.2 中所述。

7.1.2.2 公差

测试条件的容差范围如下：

• 额定电压：±1%；

• 额定频率：±1%；

• 谐波含量：小于 5%。

7.2 一般测试规定

7.2.1 测试产品应处于正常安装位置。可连接电源并预热1小时，以使测试产品的内部温度稳定。

7.2.2 测试前可以调整被测产品的零位。除非另有规定，测试过程中不得进行任何调整。

7.2.3 除非另有规定，被测产品和相关测试设备应在参考工作条件下稳定后再进行测量，并且应观察并记录所有可能影响测量结果的工作条件。

7.2.4 测试报告中应注明测试中所用标准仪器的精度，且其基本误差限值应小于或等于被测产品基本误差限值的三分之一。仪器的量程应与测量值的范围相匹配。

7.2.5 测试过程中，电流输入信号应缓慢增加或减少，并沿同一方向接近测试点，确保无过冲。增加信号应视为正向行程，减少信号应视为反向行程。

7.2.6 除非另有规定，执行器的输出轴（杆）在测试期间应承受额定载荷。当载荷的作用方向与输出轴（杆）的运动方向一致时，该载荷为正；否则，该载荷为负。

7.2.7 除非另有规定，测试测量点应位于输入范围的 0%、25%、50%、75% 和 100% 处。每个测试点应在信号递增和递减方向上分别测量三次。出厂检验允许每个测试点测量一次。

7.2.8 除非另有规定，试验的影响因素只能在规定的工作条件下改变。所有其他工作条件应在参考条件下保持不变。

7.2.9 如果由于条件原因无法在参考大气条件下进行影响因子试验，则可以在一般大气条件下进行试验。

7.2.10 除非另有规定，否则测试的额定行程范围如下：

• 多圈：10圈；

• 角度行程：90°；

• 线性行程：16 毫米。

7.3 基本错误

基本误差的计算方法是：缓慢增加或减少输入信号，记录输入信号值和输出轴（杆）在正向和反向行程方向上的行程值，按照公式（1）计算。

公式（1）

在哪里：

• δ：基本误差，%；

• L1：输出轴（杆）的行程值，以度（°）、毫米（mm）或圈数（r）表示；

• Lo：输出轴（杆）的理论行程值，以度（°）、毫米（mm）或圈数（r）表示；

• L：输出轴（杆）的额定行程范围，以度（°）、毫米（mm）或圈数（r）表示。

检查每个测量点的基本误差是否超过 6.1.1 中规定的限值。

7.4 位置输出信号基本偏差

将位置输出信号连接至 250Ω 负载阻抗，并将执行器运行至“全闭”位置。将位置输出信号调整至 4mA；将执行器运行至“全开”位置，并将位置输出信号调整至 20mA。然后，运行执行器并记录正反向行程中各点的位置输出信号值。基本偏差根据公式 (2) 计算。

公式（2）

在哪里：

• △0：位置输出信号基本偏差，%；

• Io：位置输出信号的理论值，单位为毫安（mA）；

• I1：位置输出信号的测量值，单位为毫安（mA）；

• I：位置输出信号的范围，单位为毫安 (mA)。（4 mA 至 20 mA 时，I = 16 mA；0 mA 至 20 mA 时，I = 20 mA）。

检查每个测量点的基本偏差是否超过 6.1.2 中规定的限值。

7.5 滞后

执行器的滞后性由在每个测试点测量的正向和反向行程基本误差之间的最大代数差决定，如 7.3 和 7.4 中所述。

7.6 死区

对于调节执行器，应在额定行程的 25%、50% 和 75% 处测量死区。测量步骤如下：

• 缓慢增加（或减少）输入信号，直到输出轴（杆）出现可察觉的行程变化，并记录此时的输入信号值 I (mA)；

• 然后缓慢地向相反方向减小（或增大）输入信号，直到输出轴（杆）发生明显的行程变化，并记录输入信号值 I² (mA)。

死区按公式（3）计算。

公式（3）

在哪里：

• △：死区，%。

7.7 时间延迟

将输入范围为 15% 的阶跃信号施加到调节执行器的输入信号端，使用示波器记录输入信号曲线和位置输出信号曲线，观察从初始输入信号到输出信号开始变化的时间差，看是否超过 6.1.5 中规定的限值。

7.8 额定击球时间误差

在执行器上施加额定负载的 45% 至 55%，施加足以使执行器输出轴（杆）移动额定行程的阶跃信号，并记录输出轴（杆）移动额定行程所需的时间。额定行程时间误差根据公式（4）计算。

公式（4）

在哪里：

• δt：额定冲程时间误差，%；

• t1：输出轴（杆）移动额定行程所需的测量时间，以秒（s）为单位；

• t：理论额定冲程时间，以秒（s）为单位。

7.9 起始特征

在执行器的输出轴（杆）上施加反向额定负载，并将电源电压调至下限值。然后施加输入信号，观察执行器是否能正常启动。

7.10 行程控制机构重复性误差

对于带有行程控制机构的执行器，在输出轴（杆）上施加额定负载的 25% 至 30%，并交替进行正向和反向行程操作五次。观察并记录行程控制机构切换时输出轴（杆）的行程值。计算每个记录值与基准值之间的误差，并确定该误差是否超过 6.1.8 中规定的限值。

7.11 绝缘电阻

在一般大气条件下，且执行器处于卸载状态时，断开被测产品的电源，并将电源开关保持在“开”的位置。将输入端子和电源端子短路，然后使用 500V 直流绝缘电阻测试仪测量端子之间的绝缘电阻，测量方法见 6.1.9 节。

7.12 绝缘强度

在一般大气条件下，且执行器处于卸载状态时，断开电源并将电源开关保持在“开”的位置。将输入端和电源端短路，然后根据6.1.10中规定的电压和频率，将测试电压从零缓慢升至规定值并保持1分钟。观察是否有击穿或电弧现象，然后缓慢将测试电压降至零并断开测试电源。

7.13 温度上升

试验前，使用电桥测量电机和电力变压器绕组的冷态电阻，然后按照7.14节规定连续运行12小时，并立即测量电机和电力变压器绕组的热态电阻。根据公式（5）计算温升。

公式（5）

在哪里：

• 问：温度上升值，单位为摄氏度（°C）；

• R₂：绕组的热电阻，单位为欧姆（Ω）；

• R₁：绕组的冷态电阻，单位为欧姆（Ω）；

• T1：测量冷电阻时的室温，单位为摄氏度（°C）；

• T₂：耐热期间的室温

7.14 长期运行稳定性

在额定行程范围内操作执行器，并施加额定负载的 30%，占空比为 20% 至 80%。按照 4.2.6 的要求进行 48 小时的运行，并记录每小时的循环次数。测试结束后，验证执行器是否满足 6.1.12 的要求。

7.15 最大和最小控制扭矩和推力重复性误差

测试步骤如下：a) 将执行器安装在试验台上，将开启和关闭方向的扭矩保护值均设置为最大控制扭矩或推力值，并逐渐加载执行器直至触发“扭矩过载”或“推力过载”报警。测量输出扭矩或推力值。每个方向测量三次，取平均值作为输出扭矩或推力的基准值。b) 将执行器安装在试验台上，将开启和关闭方向的扭矩保护值均设置为最小控制扭矩或推力值，并逐渐加载执行器直至触发“扭矩过载”或“推力过载”报警。测量输出扭矩或推力值。每个方向测量三次，取平均值作为输出扭矩或推力的基准值。c) 根据公式（6）计算控制扭矩或推力的重复性误差。

第六方程式：

在这个公式中：

• δ0：% 中控制扭矩或推力的重复性误差

• Ms：测量的输出扭矩或推力值，单位为 N·m（或推力，单位为 N）

• Mz：输出扭矩或推力的基准值，单位为 N·m（或推力，单位为 N）。

7.16 手动-电动开关机构

测试步骤如下：a) 空载开关检查。将执行器从电动模式切换到手动模式，转动手轮使输出轴顺时针和逆时针各旋转至少一整圈；然后，用电动方式操作执行器，使输出轴双向各旋转至少一整圈。重复两次，确认是否符合 6.1.14 的要求。b) 负载开关检查。将执行器安装在试验台上，将开启和关闭方向的保护扭矩调节至最大控制扭矩，并逐渐增加执行器的负载，直至扭矩开关动作。停止加载后，无需卸载，重复 a) 部分的测试，确认是否符合 6.1.14 的要求。

7.17 智能功能

7.17.1 显示功能

通过人机界面检查工作参数、运行状态信息、故障报警等显示信息是否正常，显示内容是否完整清晰。

7.17.2 参数设置功能

在不打开电气盖的情况下，检查人机界面是否允许设置行程、扭矩、电流输入信号校准和输出信号调整等参数。

7.17.3 现场配置功能

无需打开电气盖，通过人机界面将执行器的四路开关触点输出设置为：开位闭合、开位断开、闭合、闭合断开。启动执行器至开位和闭合位置，检查开关触点输出是否满足设定要求。

如果适用，检查断电后的运行情况，并调整扭矩保护等参数。

7.17.4 故障自诊断和报警功能

在空载条件下，给执行器通电，断开执行器控制系统的电机温度线，检查电机过热报警是否触发。

7.17.5 功率序列自适应功能

对于使用三相电源的执行器，改变电源的相序，并确认在本地控制和远程控制模式下切换方向是否正确。

7.17.6 连续输出扭矩（推力）测量功能

将执行器放置在测试台上，并在运行过程中不断改变施加的扭矩（推力），观察人机界面上显示的扭矩（推力）值是否相应变化。

7.18 噪声

在门窗紧闭、背景噪声不超过 45 分贝的房间内，对执行器进行空载启动，并在距离执行器表面 1 米处测量噪声。确认噪声符合 6.1.16 中的要求。

7.19 无级（变频）调速

设置执行器在到达目标位置时减速，并在不同的负载条件下测试速度是否在规定的范围内变化，以确认其符合要求。

7.20 环境温度影响

在空载条件下，应将执行器置于温度测试箱中。测试温度和测试顺序如下：

• 适用于工作环境温度为-10°C至55°C的执行器:

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

• 适用于工作环境温度为-20°C至60°C的执行器:

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

• 适用于工作环境温度为-30°C至70°C的执行器:

  • 20°C（参考值），45°C，70°C，20°C，0°C，-30°C，20°C。

经各方同意，测试可在四个温度点进行：20°C（参考温度）、最高温度、最低温度和20°C。每个温度点的允许偏差为±2°C。在每个温度点，温度应保持2小时，以使产品内部组件达到热稳定性。在全行程的0%和100%位置，应测量比例控制和位置信号输出的低端值和高端值。每个温度点应取三次测量的平均值。当温度变化10°C时，每个温度点的低端值和高端值的变化量应使用公式（7）和（8）计算，并确认结果符合6.2.1节的要求。

在哪里：

• △T0：当温度变化 10°C 时，% 位置输出信号的低端值和高端值的变化；

• XTi：相邻温度下位置输出信号的测量低端值和高端值，单位为毫安（mA）；

• XT0：在起始温度下，位置输出信号的测量低端值和高端值，单位为毫安（mA）；

• 钛相邻温度，单位为摄氏度（°C）；

• 到起始温度，单位为摄氏度（°C）；

• △T1：当温度变化 10°C 时，% 输出轴（杆）低端值和高端值的变化；

• LTi：在相邻温度下，以度（°）、毫米（mm）或转数（r）为单位，测量输出轴（杆）的低端和高端行程值；

• LT0：在起始温度下，输出轴（杆）的测量低端和高端行程值，以度（°）、毫米（mm）或转数（r）表示。

7.21 湿度影响

将执行器置于温湿度试验箱中，将温度升至 40°C ± 2°C，并将湿度调整至 91%–95%，保持 48 小时。测试结束后，按规定检查执行器的绝缘电阻。

7.22 电源电压的影响

在空载条件下，将执行器的电源电压从标称值调节至上限值和下限值。在全行程的 0% 和 100% 位置，测量比例控制和位置信号输出的低限值和高限值。每个点取三次测量的平均值，并使用公式 (9) 和 (10) 计算下限值和量程的变化。结果应符合 6.2.3 节的要求。

在哪里：

• △V0：当电源电压变化时，位置输出信号的低端值和高端值的变化，在 % 中；

• XV1：在上限电压和下限电压下，位置输出信号的测量低端值和高端值，单位为毫安（mA）；

• XV0：在标称电压下，位置输出信号的测量低端值和高端值，单位为毫安（mA）；

• △VL：当电源电压变化时，% 输出轴（杆）低端值和高端值的变化；

• LV1：在上限电压和下限电压下，输出轴（杆）的测量低端和高端行程值，以度（°）、毫米（mm）或转数（r）表示；

• LV0：在额定电压下，输出轴（杆）的测量低端和高端行程值，以度（°）、毫米（mm）或转数（r）表示。

7.23 机械振动的影响

在空载条件下，将执行器安装在振动试验台上。执行器分别运行至全行程的 0% 和 100% 位置。在三个相互垂直的方向上，以 10Hz 至 150Hz 的频率进行扫频振动，以确定共振点。如果找到共振点，则在该共振频率下进行 30 分钟的振动试验。如果未找到共振点，则在 150Hz 的频率下进行 30 分钟的振动试验。

测试过程中，测量执行器输出的低端值和高端值。低端值和高端值的变化分别使用公式（11）和（12）计算。结果应符合6.2.4节的要求。

在哪里：

• △J0：由于机械振动引起的 % 位置输出信号的低端值和高端值的变化；

• XJ1：振动试验期间位置输出信号的测量低端值和高端值，单位为毫安（mA）；

• XJ0：振动试验前位置输出信号的测量低端值和高端值，单位为毫安（mA）；

• △JL：由于机械振动，% 输出轴（杆）低端值和高端值的变化；

• LJ1：振动试验期间测得的输出轴（杆）的低端和高端行程值，以度（°）、毫米（mm）或转数（r）表示；

• LJ0：振动试验前，输出轴（杆）的低端和高端行程测量值，以度（°）、毫米（mm）或转数（r）表示。

7.24 交通运输环境影响

温度试验、冲击试验和自由落体试验应按照本标准第6.2.5节规定的试验参数和GB/T 25480中的方法进行。试验后，可以调整零位，然后进行性能测试和外观检查。

注：如果环境温度影响试验已在 55°C（或更高）下进行，则可以免除高温试验。

7.25 射频电磁场辐射抗扰度

在空载条件下，将执行器移动到全行程的 50% 位置。按照 GB/T 17626.3 的要求，在距离执行器 3 米处施加频率范围为 80 MHz 至 1000 MHz、强度为 3 V/m 的辐射电磁场。在此测试过程中，观察并记录位置反馈输出信号或输出轴（杆）行程值的变化，以确认这些值符合本标准 6.2.6 节的要求。

7.26 电快速瞬变/脉冲串抗扰度

在空载条件下，将执行器移动到全行程的 50% 位置。按照 GB/T 17626.4 的要求施加测试电压，电源端施加正负 1000V 电压，信号输入端施加正负 500V 电压。测试过程中，观察并记录位置反馈输出信号或输出轴（杆）行程值的变化，以确认其符合本标准 6.2.7 节的要求。

7.27 涌入（脉冲）免疫

在空载条件下，将执行器移动到全行程的 50% 位置。按照 GB/T 17626.5 标准，在执行器的电源线和地之间施加正负 1kV 电压。在此测试过程中，观察并记录位置反馈输出信号或输出轴（杆）行程值的变化，以确认这些值符合本标准 6.2.8 节的要求。

7.28 静电放电抗扰度

在空载条件下，将执行器移动到全行程的 50% 位置。执行器外壳已牢固接地。按照 GB/T 17626.2 的要求，对执行器施加正负极 4kV 接触放电，然后施加正负极 8kV 空气放电。在此试验过程中，观察并记录位置反馈输出信号或输出轴（杆）行程值的变化，以确认其符合本标准 6.2.9 节的要求。

7.29 工频磁场抗扰度

在空载条件下，将执行器置于外磁场试验台上，并移动到全行程的50%位置。磁场强度为400 A/m，试验方向为X/Y/Z，符合GB/T 17626.8标准。试验过程中，观察并记录位置反馈输出信号或输出轴（杆）行程值的变化，以确认其符合本标准6.2.10节的要求。

7.30 外观

应采用目视和触觉方法检查表面是否平整光滑，无裂纹、毛刺或其他影响外观的缺陷。表面涂层应牢固附着，平整光滑，颜色均匀，无油渍、凹痕或其他机械损伤。对于带显示功能的执行器，显示屏应清晰可见，无字符缺失。

7.31 外壳防护等级

IP67 或 IP65 外壳防护性能测试应按照 GB 4208—2008 中规定的方法进行。

7.32 防爆性能

防爆试验应由国家认可的试验单位按照GB 3836.1和GB 3836.2的要求进行。