jbt 8209-1999 工业过程控制用电动和气动输入输出模拟信号调节器 性能评定方法

'JBT8209-1999工业过程控制用电动和气动输入输出模拟信号调节器性能评定方法ICS25.040N18~B中华人民共和国机械行业标准JB/f8209-1999工业过程控制用电动和气动输入输出模拟信号调节器性能评定方法Methodsofevaluatingthepe??onnanceofelectricalandpneumaticcon仕oUerswithanalogueinputandoutputsignalsforuseinindustrialproc四control1999-08-06发布2000-01-01实施国家机械工业局发布 JB;T8209-1999目次前言l引言2主义..............................….....................…………………………………...…......33试验条件…........………………............….....…..........…........…………............34静差...............…..................……·……….....………….............................…….55度盘标记及标度值….....................................…......…........……….........…….......…..66影响量的影响........…..................…………….........…..........……………..........…….107输出特性及能源消耗……………............….......…….......……….........…...........……148 其他…............………..................................…...........，.......................………·…;169频率响应........…....………‘……………………..‘........….....................................1610文件资料检查…........…......……...........................…….........……........……'1811技术检查……...........................……..................………................…….........…..1812评定报告.................................…..........................….......…........………...........1913验收及出厂试验…....;..........………..................…….....………..............……........…19附录A(标准的附录)评定技术性能中所规定的含义及计算式…..............….........……..........22附录B(提示的附录)调节器性能评定试验数据汇总表…................….........…………........…24JB!f8209-1999 前->....日本标准等效采用IEC!TC65B(秘书处)6,63号文件(63号文为IEC标准出版物546-76的修改革案，61号文拟作为IEC标准出版物546-76第二部分)。除了一些编辑性修改之外，还作了下列技术性修改。微分作用试验中，计算预调时间用沾了系数进行修正;串模干扰试验，将子扰信号直接作用于调节器输入端，而不经过适配电路;负载变化影响、输入过载影响试验均为开环试验，闭环测试静差变化(IEC标准均在闭环情况进行);补充外磁场影响试验。本标准是对JB/T82ω-95{工业过程控制用电动和气功输入输出模拟信号调节器性能评定方法》的修订。修订时，对原标准作了编辑性修改，主要技术内容没有变化。本标准自实施之日起，代替JB/f82ω-95，本标准的附录A是标准的附录。本标准的附录B是提示的附录。本标准自全国工业过徨测量和控制标准化技术委员会提出。本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第二分技术委员会归口。本标准负责起草单位:重庆工业自动化仪表研究所。 1号|言1.1范围中华人民共和国机械行业标准工业过程控制用电动和气动输入输出模拟信号调节器性能评定方法MetI础。revalua也gtl盟;如回圃:eofe!，四位i咀1andpneu皿aticCIOIIf:rOIle固树也81叫咱ueinputandoutput岖蛐伽useinindustriaIPI咽坦国回回缸咀JB!T8209-1999代替J]l;T82ω→95本标准规定的性能评定方法适用于工业过程控制用电动和气动输入输出连续模拟信号调节器(以下 简称调节器)。但原则上对具有其他连续信号的调节器也可应用，本评定方法也可用于内部是数字概念和原理而输入输出是模拟信号的装置。本标准前12章用于全面评定调节器性能，第13章用于产品出厂及用户接收时的验收试验。调节器包括比例调节棍、比例微分调节器、比例极分调节器、比例积分微分调节器。本标准规定的试验条件，如环境温度范围、能源等，只有当制造厂和用户一款同意不用其他数值时，才可采用。本标准仅适用于一般工作条件下使用的调节器。特殊工作条件下使用的调节器所额外要求的试验，不属于本标准范围。本标准所规定的某些试验可能不适用于某些型式的调节器，而某些型式的调节器可能需要其他的附加试验。为此可根据调节器的型式选用所适用的试验和补充所需要的附加试验。应该肯定在评定单位和制造厂之间保持紧密的联系，当决定试验程序时，应注意制造厂为仪表规定的说明书，同时向制造厂征求对试验程序和结果的意见。1.2目的 本标准旨在为调节器性能评定规定统一的试验方法。1.3基本关系式1.3.1理想调节器的输入输出关系式理想比例枫分微分调节器的输入输出关系式可用下式表示:川o=Kp(X-W)+K.b川)们+KD吗=.??L…......................(I)或:川'o=Kp[(X-W)哇bX-W)川斗严1........................(γ)在频率域内，可用下式表示:F=Kprl+h+iwTD]..........................................(的‘1WII对于系数ι，也和KD之间有相互干扰的理想调节器，输入输出关系式可用(2)式表示:国家机械工业局1999-08-06批准2α刀-01-01实施JBIT8209-1999Y-Yo=K'pAr(X-w)++.I'(X-lr)dt+~'o.dC~~旦1..................(2)l;.-';TAT飞J0';..??_..Adt 式(2)中A为取决于调节器构造的相互干扰系数，常写成:hhz;E.....….........…........…........……….(3)1,khfzωh于(5)T'o=ATo............………..….....…'(6)如果调节器的微分作用只对被控量X起作用，则其输入输出关系式可用(7)式表示:r._._.1',,,_.,.T'odXlY-Yo=K'pAI(X-Wl+'--!;;;;-I(X-W)dt+~.一;1….................….(7)l;.-;'TAT',J0';-';U,TAdtJ式中t-一-时间(分);Y一一输出信号{校正量);YO--时间为零时调节器处于平衡状态的输出信号;X一一被控量:w一一给定值;品一一比例作用系数;T，一一再调时间(1ì=几，/K，); K，--积分作用系数:几一一预调时间(几=ι/Kp);Kn一一微分作用系数;产一(-1)古α，一-角速度:ψ'clt一一微分算子。以上关系式中带徽的系数，表示与有效值相对应的标称值。1.3.2实际调节器与理想调节器的主要差异实际调节器因包含时间常数，积分增益和微分增兹的大小是有限值，所以与理想调节器不同。1.3.2.1积分作用的差异因为实际调节器的积分增益是有限值，方程(1)的积分项仅在频率足够高时，才是实际响应的近似值。在低频，词节器的积分可用频率特性表示，如(8)式:F=Kp~一-……..............................………'(8)p1+jωT，V，式中V，一一实际调节器的有限积分增益。其次，实际调节器的积分作用存在着-定程度的非线性。1.3.2.2微分作用的差异 因为实际调节器的微分增益是有限值，方程(1)的微分项仅在频率足够低时，才是实际响应的近似值，实际调节器的微分都有附加时间常数和比例项，用频率特性表示如下:1+1ωToF二K土土L且4且...............…................….........(9)p1+jωT，式中T，'--一阶非周期的时间常数。比值几/盯i对于凡的整个调整值可能是常数(取决于调节器的设计)。在这种情况下，比值几IT，就叫做最大微分增益或写作凡。其次，实际调节器的微分作用存在着-定程度的非线性。1.3.3实际调节器的度盘标称值JB!T8209--1999上述关系式中的作用系数和作用时间是调节器性能的理想值。实际调节器的度盘标称值与这些理想值一般会有差别，制造厂应以计算式或图、袤的形式表示出度盘标称值和实际值之间的关系c2定义 下列定义仅适用于本标准。2.1比例带以百分数表示的线性调节器的比例带(X.)，可用下式表示:2.2正作用和反作用IωXr=τ~!(%)…………….......…….........……(10)Ar调节器的输出随被控信号的增加而增加叫正作用E调节器的输出随被控信号的增加而减少叫反作用。2.3静差调节器在稳态时，被控值X与给定值W之间的差。2.4比例调节器仅产生比例控制作用的调节器。2.5比例微分调节器能产生比例加徽分控制作用的调节器。2.6比例积分调节穰 能产生比例加极分撞制作用的调节器。2.7比例积分微分调节辖能产生比例加积分加微分控制作用的调节器。2.8绝对误差测量结果与真值之间的代数差。2.9上行程平均误差对应每个标度值，各测量循环的上行程读得误差的算术平均值。2.10下行程平均误差对应每个标度值，各测量循环的下行程读得误差的算术平均值。2.11平均误差对应每个标度值，所有上行程和下行程读得误差的算术平均值。2.12回差同一标度值所对应的上行程平均误差与下行程平均误差之间的差值以标度量程的百分数表示。3试验条件3.1环境条件3.1.1标准参比大气条件 温度:20'1::;相对湿度:65%;大气压力:101.3kPao3.1.2参比试验大气条件调节器的参比位能应在下述大气条件下进行试验:温度:20'1::土2'1::;JBíf8209-一1999相对湿度:60%句70Q号;大气压力:86kPa町l06kPa。用于热带、亚热带或其他特殊环境的调节器，其参比大气条件按有关标准规定。3.1.3一般试验大气条件当试验不可能或无必要在参比试验大气条件下进行时，推荐采用下述大气条件:温度:15't哼35't;相对湿度:45%-75q岛;大气压力:86kPa句l06kPa。任何试验期间，允许温度最大变化率为1't/1伽l??n，3.1.4其他环境条件 除上述大气条件外，试验尚应在下述环绕条件下进行2磁场:除地磁场外，应使其他外界磁场小到可以忽略不汁。机械振动:应使机械振动小到可以忽略不计。3.2动力条件3.2.1公称值按有关标准或制造厂的规定，或用户与制造厂商定。3.2.2允差3.2.2.1电源电压:主1%;频率:土1%;谱波含量:小于5%(交流电源);纹波:小于0.1%(直流电源)。3.2.2.2气1J!压力:主1%;温度:环境温度土2't;湿度z在工作压力下露点至少低于调节器表面温度1O't;无泊无灰尘:含油量不大于l伽Jglrn'，灰尘微粒不大于3μm，就可认为是;无油无灰尘;的气源。3.3其他条件3.3.1负载阻抗 制造厂规定的值应作为参比值.如果制造广规定的是允许范围，则:输出信号为直流电压的电动调节器，负载阻抗取制造厂规定的是小值;输出信号为直流电流的电动调节器，负载阻扰取制造厂规定的最大值。除非制造厂另有规定，气功调节器的负载阻扰应采用长加，内径4mm的管道，后接气容2Ocrn'(动态试验的负载阻抗另行规定)。3.3.2测量系统的误差限供测试用的测量系统误差限，应在试验报告中说明，且应小于或等于被试调节器所规定误差限的ν'4，3.3.3工作位置试验时调节器的位置应按制造厂规定的正常工作位置，其倾斜不得超过土30。3.3.4对输入信号的要求输入信号应不受影响量的影响，也不得有影响测量的干扰电压或压力波动。3.3.5电动调节器的预热电动调节器在接通电源后，应按制造厂规定的时间进行预热，如制造厂未作规定，允许预热3伽皿03.3.6试验环路、调节器整定参数值、给定、被控量、输出信号值 4JBíf82α于一1999除条文中另有规定外，试验均按图l接线(为了使其稳定，允许加阻尼)并连成闭环，反作用c调节器的比例带定在I∞%。微分作用定在最小或切除(预调时间最小或切除)乞积分作用定在最大(再词时间最小值)，给定信号稳定在量程的50%。调整偏置信号使输出信号为量程的50~画。当将调节器连成开环时，调整信号发生糯3.可使输出信号为任何筐。因1调节器闭环或开环线路连接示意图4静差调节器应测量在反作用情况下，不同大小的给定和输出信号、不同比例带时的静差;以及在正作用情况下，比例带I∞%，输出信号为量程的50%，给定值为509串的静差和不同再词时间、预词时间时的静差。试验中，如发生振荡可调整阻尼。 本试验仅适用于具有权分作用的调节器。4.1不同比例带时的静差调整偏置信号使输出信号稳定在量程的50%，记下标准仪器的示值。比例带定在最小，然后最大，重复上述试验。把比例带定在1∞%，给定信号依次定在量程的10%，50%,90%，调整偏置信号使输出为量程的10%,50%，909奋，分别记下标准仪器的示值。调节器切为正作用，运配搭切为反作用，比例带定在1∞%，给定信号定在量程的50%。调整偏置信号使输出信号为量程的50%，记下标准仪器的示值。对于出现静差变化较大的读数点，可在附近的比例带及其他给定值作进一步测量。从这些测量中，计算出不同比例带时的最大静差。4.2不同再调时间和预调时间时的静差4.2.1不同再调时间时的静差JBrr8209-1999再词时间依次定在最小、中间及最大c调整偏置信号使输出信号稳定在量程的50%，记下标准仪器的示值c确定不同再词时间时的最大静差。 4.2.2不同预调时间时的静差预词时间依次定在最小、中间及最大ι调整偏置信号便输出信号稳定在量程的50%，记下标准仪器的示值c确定不同预词时间时的最大静差。5度盘标记及掠度值调节器的度盘标记主要是指比例作用、积分作用和微分作用，以及给定标度尺。这些度盘标记及标度尺的标度值都必须测试。5.1给定标度值再词时间定在最大。便给定指针依次对准标度值为0%，20%，409毛，509毛，ω%，80%，1∞%，记下标准仪器的相应示值。然后，使给定指针依次对准标度值为1∞%，80%，ω%，50%，40%，20%，0%，记下标准仪器的相应示值。上述步骤至少重复三次。从这些测试中，计算出平均误差及回差并取最大值。5.2死区 调节器的死区是指:被控信号的变化不致引起输出有任何可见变化的最大被控信号变化量。调节稽的死区应在被控信号量程的50%处测试。调节器连成开环，正作用。再调时间定在最大，预调时间定在最小或切除。信号发生器2绘出振荡信号，其幅值足以使调节器输出有响应，然后，减小幅值直到输出正好停止响应为止，此时，振荡信号的幅筐IlP词节器死区。注:如设备发生困难时，允许采用等效方法进行测试。当死区小于0.1%时，可不测试c5.3比例作用调节器连成开环(如!驾2所示).正作用3预词时间定在最小或切除。使输出信号稳定在量程的50%，然后将再词时间定在最大。把输入信号先定在量程的509毛，然后依次为30%，709毛，10%,90%，0%，1∞%，测量相对应的输出信号值。试验应无间断地尽快进行，以减少剩余积分作用的影响。比例带定在最大值、最小值，重复上述测试。比例带小于I∞%时，加输入信号便输出为量程的50%，309毛，70%，10%，90%，0%及1∞%，测量相对应的输入信号值。 6用是小二乘方方法计算各比例带标度值实际平均比例作用系数.并作出输出特性曲线，见图30根据图3特性曲线，计算比例带实测真值，以度盘标称值的百分数表示。注·当剩余tJ1、分和微分作用影响较大时，可把输入和输出信号记录在双笔记录仪上，然后根据记录曲线进行计算.如图4所示。JBIT8209-1999图2测试比例、织分、微分作用线路示意图输出信号i-50%铺盖50%图3调节器比例作用特性 JB/fa:凶9一1999XbYE卜?卡't.l'Kp=莹Y.图4比例作用记录特性5.4积分作用调节器连成开环，正作用。预调时间定在最小值或切除。将输出稳定在最程的10%(或90%)。再调时间依次定在标度值的最大、最小及中间位置。加入输入信号为量程10%的正、负阶跃变化信号(先正后负)。用双笔记录仪直接记录出调节器输出由10%变化到1∞%，以及由90%变化J1j0%的响应曲线，如图5所示。 确定度盘标度值与记录曲线所测得时间之差，以度盘标度值的百分数表示。注i此法不适用于纯权分作用的调节器。2当积分作用时间较小时，输人倩号可减到5%，5.5微分作用微分作用的预词时间试验有两种方法。5.5.1斜坡信号法调节器按图2接线，正作用。再调时间定在最大(如有可能可切除)。斜坡信号由输入信号发生器3给出并调整为被测预调时间内，使调节器输出增加或减少量程的10%。预调时间依次定在标度值的最小、最大及中间位置。将输出信号稳定在量程的10%加入上升斜坡信号，用双笔记录仪记录输入、输出响应特位。将输出信号稳定在量程的90%，加入反方向的斜坡信号，重复上述试验。直接在图6a)所示的记录曲线上读出几(两条平行直线之间的水平距离)，实际的预调时间为几:T.=话T几.......................(11) IX,x.Y5.5.2阶跃信号法按图2接线，正作用。将输出稳定在量程的0%。再调时间定在最大。JBíf8209-1999图5比例~分作用记录特性输入的阶跃信号应能使输出为量程的l∞%。预调时间依次定在标度值的最小、最大及中间位置。加人上升阶跃倍号，用双笔记录仪记录输入、输出响应特性c1),I1),//1), IT，叶-t，将输出信号稳定在量程的I∞%，加人反方向的阶跃信号，重复上述试验。直接在图6b)所示的记录曲线上读出丸，实际的预调时间为几:TD=VDTd................………..............……(12)上述两种方法均应确定度盘标度值与记录曲线所测得时间之差，以度盘标度值的百分数表示。9JBIf82'民←-1999X0,X,x.品0,//0,Y ~.1b)因6比例微分作用的记录曲线6影晌量的影晌各种影响量所引起的调节器静差及内给定值变化，应以各种不同影响最分别进行测试，并以被控信号量程的百分数表示。如果希望检查对比例带、积分、微分作用参数的影响也可进行测量o除条文中另有规定者外，当调节器淫威开环时，应将调节器切为正作用，再词时间定在最大筐，预调时间定在最小值或切除，给定值和被控信号定在50%，将输出稳定在量程的50%。6.1气候影响6.1.1环境温度应测试由制造厂推荐的最大和是小工作温度间的静差。试验的环绕温度及顺序如下:+20't:,+4O't:,+55't:,+2O't:??O't:,-1O't:,-25't:,+20't:，其中应包括调节器正常工作温度的上、 下限值，对超过正常工作温度范围的温度，不进行试验。每一裆温度允许误差土2't:，并应有足够时间便调节器各部分温度恒定。上述温度顺序应连续做两个循环。试验过程中调节器不做任何调整。测试出上述每一挡温度时静差值和内给定值，计算相邻两档温度平均每变化1O't:调节器静差和内给定的变化量。10JB厅也09-1ω96.1.2相对湿度调节器应先在参比工作条件下测试静差和内给定值c再在大气压力下，温度为40_~;C，相对湿度为90%-95%的环境中，至少保持24h，临结束前，测量静差及内给定值的变化量c用于可能发生饱和场所的调节器，应接受下列附加试验:上述试验后，在不少于lh内，将温度降至 25'C以下，箱子应保持密闭，使箱内空气饱切，并再次测量静差及内给定值的变化量。试验后，用肉眼观察法检查是否有闪络效应、援篇、元件损坏等情况。6.2机械影响6.2.1安装位置本试验规定主要是了解调节器从正常工作位置倾斜100Jj厅引起的静差变化情况。调节器从制造厂规定的正常工作位置向前、后、左、右各倾斜loo(或接制造厂规定的最大倾斜度)ζ如果安装位置不是水平位置，应指出在这种情况下确定调节锯性能的试验方法c分别ìm!I试出静差的变化。6.2.2倾跌本试验在于模拟检侈，操作中因不慎而可能受到的敲打及颠震，其目的是了解杭被牢固性。调节器以正常工作位置放在平滑、坚硬、牢固的混凝土或钢板的平面上。将调节器的一边提起，使其与平面的距离为25阳，抽nn，l仙nm(取哪→个由制造厂与评定者商定);或者使底边与平面之问的夹角为300，这两种情况选取要求较低的一种，然后让调节器自由地落到平面上。 四个底边各倾荡一次。检查损坏情况并测试静差变化。6.2.3机械振动本试验目的在于确定机械振动对调节器董事差和内给定值的影响及调节稽的牢固性。调节器应按制造厂的安装使用说明书规定，安装在振动试验台上，安装调节器的振动台，安装板和安装托架应有足够的刚度，使传到调节器上的振动变化最小。调节器应在三个互相垂直的轴线上承受正弦振动，其中一根应为铅垂方向。在同一个方向上，试验按下列三个阶段依次进行，三个方向试验全部做完后进行最终测量。第一阶段:寻找初始谐振本阶段的吕的在于了解调节器对振动的响应，测定谐振频率，并为寻找最终谐振收集资料。试验的频率范围、振帽、加速度应从表1选取或按制造厂与用户之间协商一致的结果选取。表1安装场所频率范围峰值振帽峰值加速度 HzE也1md控制室(一般应用)10-60O.CJ7现场(低振动水平)ω-1509.8注:恒定振幅和恒定加速度之间的公称交越频率为6111z.试验应在频率范围内按对数规律连续扫频，扫频速率约为每分钟0.5个倍频程。扫频期间应记下调节器静差和内给定值，以及使静差和内给定有现显变化的频率及机械谐振频率。第二阶段:耐振性试验调节器应在第一阶段所寻得的谐振频率下，承受lh振动试验。如果在第一阶段未找到谐振频率，则应在该调节器允许的整个频率范围内连续扫频。第三阶段寻找最终谐振11JB/f820~一1999寻找最终谐振的方法与寻找初始谐振相同.并用相同的频率和振幅或加速度e 本阶段所得出的谐振频率和使词节器静差及内给定值产生明显变化的频率应与第一阶段得出的频宰及机械谐振频率进行比较，记录其明显差别τ最终测量:振动试验后，应检查调节器的机械情况是否良好.并测试调节器静差和内给定值的变化量e6.3动力源影响6.3.1动力源变化本试验应测量当动力源发生以下变化的所有组合(交流电源9组，直流电源及气源3组)，所引起的静差和内给定值的变化量。6.3.1.1电压或气压a)公称值，b)+IO馁，-15%(或按制造厂规定)，6.3.1.2频率a)公称值;b)+2%，-10%(或按制造厂规定)，输出为1∞呢，供电压或气压、供电源频率为最小值时，重复上述试验。6.3.2动力源长时中断 把动力源、关断，去除输入、给定信号，24h后接通动力源，恢复正常工作状态，在5nún和Ih后测量静差和内给定值变化量。6.3.3电源短时中断(仅对电动调节器)调节器连成开环。电源短时中断:5:陋，2胁，1阳晒，2伽嚣，5仙晤。电源的短时中断，应在电源电压为峰值时进行数次或随机中断10次，两次试验的时间间隔，应不少于对应中断时间的10倍，并记录以下数值:.)输出信号的最大瞬时变化;b)输出信号达到且能保持在稳态的1%之内所用的时间;c)输出信号的任何永久性变化。6.3.4电源低降(仅对电动调节器)调节器连成开环，输出稳定在量涅的l∞%，电源电压降低到公称值的75%，并保持缸。记录低降前5的输出变化、低降与恢复踩间的变化幅值和持续时间。6.3.5电源烧时过电压(仅对交流供电的电动调节器)瞬时过电压的尖峰电压由电容器放电或其他等效方法产生、电容器能量为O.1J.尖峰电压的幅值分别为电源电压公称值的l∞%，2∞%，3∞%，5∞%。 在电源线中应串簇至少为5∞μH的扼流圃，对电源进行保护。在电源峰值处，施加与其极性相同的每种幅值的两个脉冲，或者随机相位的10个脉冲，测量调节器静差变化及输出端的任何瞬态变化。6.3.6电源反向保护调节器接受反向的最大允许电源电压供电后，再校正供电连接，测量静差及内给定值变化量c6.4电干扰6.4.1共摸干扰{仅对电动调节器)本试验仅适用于具有对地绝缘的调节器。按图7接线，将调节器连成开环。将有效值为250V(或制造厂规定的较小值)，频率为电网频率的正弦交流干扰信号依次加在地与调节器的每个输入端，输出端及给定端之间，同时分别改变干扰信号的相位(0;-3ω。)。12JBíf8209-1999交流量伏辈 调节器信号量生樱(2)结??信号发生器(1).图7共模干扰试验接线示意图用正、反向直流电压作用于对地绝缘的输出端子与地之间，直流电压采用50V或Iαx)倍的输入量程中的较小值(或按制造厂规定的较小值)。共模干扰试验中，调节嚣应由不受共模干扰的信号源提供输入信号。对于电流输入的调节器，信号源两端应并联不小于1OI'F电容;对于电压输入的调节器，信号源应为对主电源频率的交流阻抗不大于1∞Q的电压源。测量在共模干扰作用下，调节器稳态输出的变化量与交流纹波含量。6.4.2串模干拢(仅对电动调节器)按图s接线，将调节器连成开环。交流毫伏吉 、‘，v';图8使调节器输出分别稳定在10%及90%。在10电阻上产生干扰信号(频率同电网频率)，串联作用于调节器输入端，改变干扰信号的相位((1-3ω。)找到l当稳态输出变化0.5%时的最大干扰量。;JBíf8209-一1凶9干扰量最大值不应超过制造厂规定的最大值。当输入信号为电流信号时，在信号源两端应并联10μF电容器c试验中，应注意调节器输出信号中的交流感应。如果是电压信号，这种方法可能太严格，在这种情况下，试验程序应由制造厂与用户商定c6.4.3外界磁场影响(仅对电动调节器)试验在磁场强度4∞νm，频率为电网频率的交流泣场中进行，改变溺节器在磁场中的位置，并改变磁场相位(0;_3600)，测量调节器静差和内给定的最大变化量c6.5接地(仅对电动调节器) 本试验仅适用于输入、输出对地绝缘的调节器。调节器连成开环。将调节器的输入、输出端点依次接地，测量调节器稳态输出的变化c6.6负载阻抗影响(仅对电动调节器)测量当负载阻抗从最小值变化到最大值时所引起的静差变化量e除制造厂另有规定外，应在开环情况下进行lmin负载短路及负载开路试验p然后恢复标准负载，测量静差变化量。注应保证负载阻抗变化不会直接引起调节器输入反馈回路的变化c6.7时间影响(加速寿命)调节器在频率为o.5炮，峰-峰值为被控信号量程的50%，中点在50%的正弦被控信号作用下，连续运行泪。运行期间，每天应中断正弦信号，以便足够频繁地测量静差值，确定静差的最大变化。7输出特性及能源消耗7.1流量特性及能源消耗 试验应在带和不带{只要可行);自动-手动切换;两种情况下进行。当连向外接;自动-手动切换机构;进行试验时，只能采用制造厂所推荐的切换机构。7.1.1输排气量(仅对气功调节器)试验线路如图9所示，调节器连成开环，反作用。大气图9测量输、排气流量线路图14JBíf8209-19ω由输出管道输出或输入一定流量(若干个数值).测量其相应的偏差c根据测试的数值画出偏差流量待性曲线图，见图10.从图中找出:对应偏差为50%时的最大输气量;对应偏差为50%时的最大排气量;输气量为O.2m'Ih及O.4m'Ih时的偏差;排气量为O.2m'Ih.&O.如，'Ih时的偏差。注流量特性曲线的不连续性，称为;输出继动死区..输出继动死区的流量也应进行测试ei排气流量 一铺蕴+SOi‘-50%图10气动调节器流量特性7.1.2稳态耗气量(仅对气动调节器)调节器连成开环，正作用。进气流量，调节器与密封气容相连，并确保输出接头及气容没有泄漏，当输出信号稳定在最程的10%.50%及90%时，测量调节嚣的能气量。7.1.3耗电量(仅对电动调节器)调节器连成开环，正作用。给定信号定在量程的90%。调节器先在;自动后在手动，分别测试籍电量。交流供电的调节器，应在制造厂规定的电源频率上、下限值时重复上述试验。 '1.2自动-手动切换评定自动→手动和手动→自动切换的性能，由制造厂与用户之间商定。7.3输出交流分量(仅对电动调节器)调节器连成闭环.反作用。测量当调节器输出信号分别为量程的10%,50%.90%时的输出交流分量。15JBIT8209-1999交流分量包括:峰-峰值、有效值、电网频率含量，沟以输出量涅的百分数表示。当有脉冲信号叠加在输出信号上时，必须规定所测仪器的通频带，并在调节器输出端并联5∞pF电容B其他8.1绝缘强度和绝缘电阻8.1.1绝缘强度本试验适用于电源对地绝缘的电动调节器。 绝缘强度试验采用与电网频率相同的正弦交流电，试验电压大小按调节器工作电压大小，从表2选取.表2V试验电压到ω大于60-130大于130-匀。0.51.01.5电压公称值(交流有效值或直流)kV试验电压应加到两个供源端子连接在一起与地之间;其余端子应连接在一起与地之间。试验时，先将试验电压调整到零，然后作用于调节器，平稳升高到规定值(升高过程中，不能出现明显的瞬时过电压)，保持 lmin，然后平稳降压至零，观察试验中有否击穿或飞弧现象。试验设备的容量应不小于5∞VAo8.1.2绝缘电阻本试验适用于电源对地绝缘的电动调节器。应测量每个供源端子与地之间的绝缘电阻。试验时采用额定直流电压为5∞V的兆欧表测量绝缘电阻。当调节器输出端子与地绝缘时，应测量输出端子对地的绝缘电阻c8.2输入过载在开环情况下，输入信号调到量程的150%，过载lmin，然后恢复到参比条件，切为闭环，过5min，测量静差变化量。对输入信号范围下限不为零的调节器，将输入信号调到零(实际值为零，而不是指0%)，重复上述过载试验。如果可能，给定值也应做过载50%的试验。9频率响应 通过频率响应试验，确定调节器的比例作用高频截止，低频最大积分增益，高频最大微分增益及相移。电动调节器t蓝图11接线。气动调节器按图12连接。16JBIT8209-1999给定倩号发生器调节黯起低频信号芷生器双笔记最仪图11电动调节器频率响应试验接线示意图·标准仪器图12气功调节器频率响应试验线路示意图试验时，调节器为正作用，给定信号调到量程的50%，正弦波被控信号的峰-峰值不应超过量程的 20%，频率范围一般为10斗Hz-l∞施，从输入输出波形中汁算出帽值比及相移。如输出波形有明显失真应作出报告。17JBíf8209-一1999频率响应试验中，调节器整定参数组合可取以下三组。a).Yp=1∞%，T[=m缸，几=min(或切除)。按此条件测试频率响应，作出幅频特性曲线，求取比例作用高频截止频率cb).Yp=1∞%，T,=min.几=min(或切除)。按此条件测试频率响应，作出幅频特性曲线，从图中算出最大积分增益只及再调时间引cc)Xp=1∞%，T，=m皿，几为最大标度值。T，=上.............………….......………………(13)WI按此条件测试频率响应，作出幅频特性曲线与相频特性曲线，从图中算出最大微分增益Vo，相移及预调时间Too To=土…….......………..……..……….....……..(14)W,此外，可进一步做频率试验.以了解可采用的参数，例如取:Xp=1∞%，T,=2min，几=0.5min。按此条件测试频率响应，作出幅频特性曲线，如图13所示，从图中算出比例作用系数Kp，最大积分增一1_益叭，再词时间T，=士，最大微分增益Vo，预调时间To=立，以及T，=二，T.气。MIαm10文件资料检查图13幅频特性示例制造厂应向评定单位提供安装使用说明书、备品备件清单等资料。安装使用说明书中应给出最能确切表示调节器输入冯窜出特性的理论公式。评定单位应对安装使用说明书的适用性及明了程度提出意见。11技术检查 18一j(lh)lα页。JBíT8209--1999尽其可能，对所采用的部件及材料的质量也应进行评定。12平定报告除了试验结果外，评定报告应包括下述内容:别评定机关、试验日期及地址.b)试验搜本标准的全部或哪些要求进行;c)调节器的类别、型号、出厂编号及制造日期zd)试验环境条件:e)试验数据汇总表:f)试验中出现哪些可能影响结果的重要情况:g)制造厂规定的性能指标，应列在实际试撞结果边上;h)结论。13验收及出广试验 当制造厂与用户双方同意时，可进行抽样试验。此时，被试调节器由用户检查员挑选，并进行以下验收试验c2童收试验同时适用于制造厂出广例行试验。试验结果评定指标由制造厂和用户商议确定。试验时应记录环绕条件。13.1静差按图1连主要，闭环反作用c把比例带定在1∞%.积分作用最大(再词时间最小).微分作用最小(预调时间最小)。给定信号依次定在量程的50%,10%,90%e调整偏置信号使输出稳定在量程的50%.记下标准仪器的示值。13.2比例作用按图2接线，开环正作用。比例带定在1∞%.徽分作用最小(预调时间最小或切除)。输出稳定在量程的50%.积分作用最小(再词时间最大或切除)，按量程的20%加入阶跃输出信号，测得输出信号变化量4Y。比例带按下式进行计算:x.:1篮里(%)…………................…………(15) LlY13.3积分作用按图2连接，正作用。比例带定在i∞%，织分作用最大(再调时间最小)，徽分作用愚小(预词时间最小或切除)。使输出稳定在量程的50%，再词时间定在lmin处。加入量程的主20%的阶跃输入信号，测得如图5所示的曲线，并计算再调时间。13.4微分作用按图14连接，闭环反作用。比例带定在1∞%.积分作用最小(再调时间最大或切除)，预词时间定在lmin处。便被控量x=给定值w=量程的509毛。加入量程的10%句20%的阶跃变化输入信号，测得如图15所示的输出变化曲线。19JBíf8209-一1999预词时间为: KD-一=一一.X,.Ko….......…………......….........(16)-K,-1∞当按此法试验不能令人满意时，可采用5.5所述试验方法。13.5动力源变化按图l连接，闭环反作用。比例带定在1∞%，积分作用最大(再调时间最小)，微分作用最小(预调时间最小)。给定值定在量程的50%。输出稳定在量程的50%。测量供源发生以下变化时的静差变化量:.)直流或交流电压为公称值的+10%,-15%(或按制造广规定)??b)气压为公称值的主10%。13.6;自动-手动;切换按制造厂规定的方法进行试验，并测量切换扰动(如输出瞬时峰值和5s后的铺值)。13.7给定值及手操表检查按图1连接，闭环反作用。20 使给定值指针依次对准量程的0%，50%，1∞%，50%，0%，读取标准仪器的对应示值(实测真值)。计算平均误差及回差，并检查给定值是否能达到0%与1∞%，用同样方法检查手操表的输出。图14闭环测试微分作用示意图JBíf8209-1999??1V??ll'图15微分作用特性图(闭环阶跃法)21JBíf8209-1999附录A(标准的附录) 评定技术性能中所规定的含义及计算式A1静差x-w'1:一言一'1∞%...........……………….....……;(Al)式中'1一一静差，(%);X一一实测被控量iw-一一对应标度值的计算确定的给定值zs一一被控量范围上、下限之差(量程)。A2给定标度值的平均误差、回差a)平均误差'1:与』古(21川号抖，)ω式中:于-一上下行程平均误差，(%);Y上一一某个输入值(标度值的测试点)上行程平均误差，(%);于下-一某个输人值(标度值的测试点)下行程平均误差，(%);N-一重复测量次数。b)囚差y:IYb-Y有I.........…........................………'(A3)A3平均比例作用系数 根据各个比例带所测得的一组输入输出值，以最小二乘法计算。N::1:X;Y,-(::1:X)(::1:Y)Kp-??.-'jJi'x,;--ti'X'J-'……….....................……(A4)取最大值式中X，-一各次输入偏差值(即输入值与给定值之差值);Y，-一句x，相对应的各次输出变化值;N一一次数。例:Xi(%)X2y,(%)ι-204∞-19.250204∞19.875-4016(页。-38.75040160040.α)()-5025∞-48.3755025∞49.250.};。现阴2.750 ;,6x8813.75斗ω(2.750)Kp:U^uU'J;J~'VO(;',-;'JU,0.979np:6x9仪JO-(ωA4比例带误差22X,Y,385，α刀397.5∞1550.αm16(刀.α)()2418.75μ62.5∞8813.750 式中(Jp'B一一比例带误差.(%)??Xp卖111111--实测比例带.(%)。注·再调时间和预词时间误差计算以此类推。A5静差变化量JBíf但09-1999Ep=÷-l∞%….....恼)，、p静差变化量系指变化后静差值与变化前静差值之差并以被控量量程的百分数表示。A6环境温度影晌应计算出两个循环中对应相邻两档温度平均每变化10'(;时，调节器静差和内给定变化量的平均值，并取其最大筐列入报告。23JBII'8209-1999 附录B(提示的附录)调节器性能i平定试验数据汇总表表Bl类别序号:项目名称单位允许值测试数据(1)(2)(3)(4)(5)(6)X，中间筐时最大静差9也静X，最大值时最大静差%X，最小值时()最大静差%差不同T，值时最大静差%不同引值时最大静差号毛平均误差9毛给定值回差%3死区呢 平均比例作用系数X,比例带%中间值刻度误差%,/比平均比例作用系数度例X,比例带%4最大值盘作刻度误差%标平均比例ff'用罩数用X,最小值比例带9毛1<:刻度误差%及最大刻度误差q标上行程预词时间mmT,下行程预调时间mm度中间值刻度误差号也 值微上行程预词时间nun分T,下行程预调时间nun5最大值作刻度误差%上行程预词时间nun用T,下行程预调时间nun最小值刻度误差9串最大刻度误差%24(1)(2),度l盘 标记及作标用度值7气候影s响影9卜-一-机10??--响械11 影量响的12影←一-动13力响-源影14响J9??T,中!可值 T,最大值R最小值环境温度相对湿度机械振动吕JBíf8209-1999表Bl(续)名称(3)一匕行程再词时间下行程再调时间 刻度误差上行程再现时间下行程再调时间刻度误差上行程再词时间下行程再调时间刻皮误差最大刻度误差对静差影响对内给定影响M章'差影响对内给定影响空气饱和对调节器影响 位置对静羞影响倾跌M静差影响对静差最大影响对内绩是最大影响谐振点对机械结掬影响对置'整影响动力源变化(电压、气压频率)对内给定影响对'整影响动力源长时中断对内'由定影响输出麟时变化5力摞动串串续时间ms 永久变化量时短断中输出展时变化20持续时间ms永久变化量i单位l允许值l测试敖据(4)(5)(6)mmnun任nunmin%mm 皿皿%%%/1O;C%/10'1::%%%%%%Hz% ，串9串%%s9串%s%25类Jl!J序号 (1)(2)14动影力源←-一影响响15量一16的二17 影18电响←-一-19干f---20扰21n23I输出l特24l性.与能源消25 耗?~JB/I'82α←1999表Bl(续)项目名称(3)输出瞬时变化1∞持续时间动ms力永久变化量源输出瞬时变化短2∞时持续时间中IDS断永久变化量输出瞬时变化5∞持续时间ms永久变化量 电输出变化量源低输出瞬时变化量降持续时间对静差影响电源反向对内给定影响对静差影响鹏时过压输出麟时变化输出变化量共模于扰交流感应最大允许干扰量串筷子扰交流感应 对静差影响外磁场干扰对内给定影响接地对输出影响负载变化对静聋影响时间对静差影响输气量输出特性排气量输出特性图能电量能源消耗耗气量单位允许值测试数据(4)(5)(6) %g9毛%s%%s9串%%g %%%9串%喃9串9串9串%%9品% m'!hm'!h作图W或VAm'!h类别序号(1)(2)输出26持性与能源 消7:1耗7><28其29他30频率响31应项目输出交流分量手动自动切换 绝缘电阻绝缘强度输入过载对静差影响给定过载对静差影响比例作用高频截止频率积分精益微分作用JBITe:却9-1999表BI(完)名称(3)有效值峰-峰值 电网频率分量微分增益相移注:表中;对静差影响;均以静盖变化量表示，并以最大值给出。单位允许值测试数据(4)(5)(6)%%%M!l%%Hz 27'