ISO 10041-2:2010

Pneumatic fluid power — Electro-pneumatic continuous flow control valves — Part 2: Test methods to determine main characteristics to include in the supplier's literature

ISO 10041-2:2010 specifies the test procedures and a method of presenting the results concerning the parameters that define the main characteristics to be included in the supplier's literature of electro-pneumatic continuous flow control valves. ISO 10041-2:2010 is intended to facilitate the comparison of these types of valves by standardizing test methods and the presentation of test results and assist in the proper application of these valves in pneumatic systems.

Transmissions pneumatiques — Distributeurs électropneumatiques à commande continue de débit — Partie 2: Méthodes d'essai pour déterminer les principales caractéristiques à inclure dans la documentation du fournisseur

L'ISO 10041-2:2010 spécifie les modes opératoires d'essai et donne une méthode de présentation des résultats relatifs aux paramètres qui définissent les caractéristiques principales à inclure dans la documentation des fournisseurs de distributeurs électropneumatiques à commande continue de débit. L'ISO 10041-2:2010 a pour but de faciliter la comparaison entre ces types de distributeurs en normalisant les méthodes d'essai et la présentation des résultats d'essai, et de faciliter une application correcte de ces distributeurs dans les systèmes pneumatiques.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 10-Oct-2010
• ICS: 23.100.50 - Control components
• Technical Committee: ISO/TC 131/SC 5 - Control products and components
• Drafting Committee: ISO/TC 131/SC 5 - Control products and components
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 03-Dec-2021

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10041-2
First edition
2010-10-15


Pneumatic fluid power — Electro-
pneumatic continuous flow control
valves —
Part 2:
Test methods to determine main
characteristics to include in the
supplier's literature
Transmissions pneumatiques — Distributeurs électropneumatiques à
commande continue de débit —
Partie 2: Méthodes d'essai pour déterminer les principales
caractéristiques à inclure dans la documentation du fournisseur




Reference number
ISO 10041-2:2010(E)
©
ISO 2010

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ISO 10041-2:2010(E)
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Published in Switzerland

ii © ISO 2010 – All rights reserved

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ISO 10041-2:2010(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Symbols and units.2
5 Test conditions .3
5.1 Gas supply .3
5.2 Temperature.3
5.3 Pressures .3
5.4 Electrical supply .3
6 Test procedure.3
6.1 Test conditions .3
6.2 Inlet pressure .3
6.3 Static tests .3
7 Tests to determine control signal-flow rate characteristics .4
7.1 Test circuits .4
7.2 Test procedures.7
7.3 Calculation of characteristics .12
8 Test to determine flow rate characteristics .14
8.1 Test circuit .14
8.2 Test procedures.14
8.3 Calculation of global characteristics.15
9 Test to determine pressure gain characteristics .16
9.1 General .16
9.2 Test circuit .16
9.3 Test procedure.17
9.4 Characteristic curve of pressure gain at null operating flow rate.17
10 Test to determine leakage at null operating flow rate characteristics.18
10.1 Test circuit .18
10.2 Test procedure.18
10.3 Calculation of characteristic .18
11 Test to determine dynamic characteristics .19
11.1 Test installation .19
11.2 Test to determine frequency response .19
11.3 Test to determine step responses .20
12 Presentation of test results .22
12.1 General .22
12.2 Control signal-flow rate characteristics.22
12.3 Global flow rate characteristics .23
12.4 Pressure gain characteristics at null operating flow rate .23
12.5 Leakage characteristic at null operating flow rate.23
12.6 Dynamic characteristics .23
13 Identification statement (reference to this part of ISO 10041) .24
Bibliography.25

© ISO 2010 – All rights reserved iii

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ISO 10041-2:2010(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10041-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee SC 5,
Control products and components.
ISO 10041 consists of the following parts, under the general title Pneumatic fluid power — Electro-pneumatic
continuous flow control valves:
⎯ Part 1: Main characteristics to include in the supplier's literature
⎯ Part 2: Test methods to determine main characteristics to include in the supplier's literature
iv © ISO 2010 – All rights reserved

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ISO 10041-2:2010(E)
Introduction
In pneumatic fluid power systems, power is transmitted and controlled through a gas under pressure within a
circuit.
Electro-pneumatic continuous flow control valves continuously modulate the pneumatic power of a system in
response to a continuous electrical control signal and link the electrical control quantity to the effective section
of each variable port of the output stage (flow rate stage). The mass flow rate that crosses each restriction
depends on the downstream and upstream pressures and the type of gas.
When control of position or force, including position- or force-tracking of a pneumatic cylinder, is required,
electro-pneumatic continuous flow control valves can be used to precisely modulate the mass flow rates
entering or exiting each cylinder chamber, resulting in a precise positioning. It is therefore necessary to know
some performance characteristics of these electro-pneumatic continuous flow control valves in order to
determine their suitability for a particular application.

© ISO 2010 – All rights reserved v

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10041-2:2010(E)

Pneumatic fluid power — Electro-pneumatic continuous flow
control valves —
Part 2:
Test methods to determine main characteristics to include in
the supplier's literature
1 Scope
This part of ISO 10041 specifies the test procedures and a method of presenting the results concerning the
parameters that define the main characteristics to be included in the supplier's literature of electro-pneumatic
continuous flow control valves, in accordance with ISO 10041-1.
This part of ISO 10041 is intended to
⎯ facilitate the comparison of these types of valves by standardizing test methods and the presentation of
test results, and
⎯ assist in the proper application of these valves in pneumatic systems.
The specified tests are not production tests to be carried out on each valve manufactured.
NOTE 1 Tests related to electro-pneumatic continuous pressure control valves are specified in ISO 10094-2.
NOTE 2 Tests described in this part of ISO 10041 are performed on valves with exhaust port(s) connected to the
atmosphere except for two-port valves.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1219-1, Fluid power systems and components — Graphic symbols and circuit diagrams — Part 1:
Graphic symbols for conventional use and data-processing applications
ISO 5598, Fluid power system and components — Vocabulary
1)
ISO 6358-1 , Pneumatic fluid power — Determination of flow-rate characteristics of components — Part 1:
General rules and test methods for steady-state flow
ISO 10041-1:2010, Pneumatic fluid power — Electro-pneumatic continuous flow control valves — Part 1: Main
characteristics to include in the supplier's literature

1) To be published.
© ISO 2010 – All rights reserved 1

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ISO 10041-2:2010(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598 and ISO 10041-1 apply.
4 Symbols and units
For the purposes of this document, the symbols and units listed in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols and units
Description Symbol SI Unit
a
Critical back-pressure ratio b —


c
3
Sonic conductance C m /(s·Pa) (ANR)
Subsonic index m —
Atmospheric pressure p Pa
atm
c
Reference pressure p Pa
0
b
Inlet port stagnation gauge pressure p Pa
1

b
Working port stagnation gauge pressure p , p Pa
2 4

b
Air exhaust port stagnation gauge pressure p , p Pa

3 5
Cracking pressure ∆p Pa
c
Hysteresis H %
Maximum hysteresis difference ∆p Pa
2,h,max
Linearity L %
Maximum linearity difference ∆p Pa
2,l,max
c
3
Volume flow rate at standard reference atmosphere q m /s (ANR)
V
c
3
Volume flow rate related to the relief flow rate q m /s (ANR)
V,r
a
3
Maximum volume flow rate related to the forward flow rate q m /s (ANR)
V,f,max
Repeatability r %
Reference temperature T K
0
a
Inlet port temperature T K
1
a
Working port temperature T K
2
Electrical control signal w (w , w ) V, mA or digital signal
start stop
Resolution S %
a
Defined in ISO 6358-1.
b [4]
See ISO 11727 .
c [2]
Reference atmosphere is defined in ISO 8778 , i.e.: T = 293,15 K, p = 100 kPa (1 bar) and relative humidity of 65 %.
0 0

The graphic symbols used in Figures 1 to 4 and in Figures 6 to 8 are in accordance with ISO 1219-1.
2 © ISO 2010 – All rights reserved

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ISO 10041-2:2010(E)
5 Test conditions
5.1 Gas supply
Unless otherwise specified, testing shall be conducted with compressed air. If another gas is used, it shall be
noted in the test report.
5.2 Temperature
The ambient, fluid and the control valve temperatures shall be maintained at 23 °C ± 10 °C during all the tests.
5.3 Pressures
5.3.1 General
The specified pressures shall be maintained within ± 2 %.
5.3.2 Inlet pressure
If possible, testing should be conducted at an inlet pressure of 630 kPa (6,3 bar). If this is not possible, the
inlet pressure shall be selected from the values given in ISO 2944.
5.3.3 Verification
It shall be periodically verified that no pressure bleed of measuring instruments is obstructed by solid or liquid
particles.
5.4 Electrical supply
The tests shall be carried out under nominal electrical conditions.
6 Test procedure
6.1 Test conditions
The valve under test shall be installed and operated in accordance with the manufacturer's application
instructions.
6.2 Inlet pressure
During the static and dynamic tests specified in Clauses 7 to 11, the inlet pressure shall be maintained
constant.
During the dynamic tests specified in Clause 11, a tank buffer as indicated in Figure 8 shall be used in order to
reduce fluctuations in the inlet pressure.
6.3 Static tests
During the static tests specified in Clauses 7 to 10, as soon as steady-state conditions are reached, every
series of measurements obtained under related specified test conditions shall be recorded. When these
measurements are performed in a step-by-step manner, the test conditions shall be modified slowly to prevent
instability.
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ISO 10041-2:2010(E)
NOTE Figures 1 to 4 and Figures 6 to 8 represent typical circuits that do not show the electrical supply circuit
necessary to operate electrically modulated pneumatic valves and that do not contain all the necessary safety devices for
protection against hazards that may be caused by the failure of a component or piping. It is important that those
responsible for conducting the tests take into account the necessity to protect personnel and property.
7 Tests to determine control signal-flow rate characteristics
7.1 Test circuits
7.1.1 Test circuit with working port connected to the atmosphere
7.1.1.1 Figure 1 represents a typical test circuit for measuring the control signal-flow rate characteristics
of a three-port valve when the working port is connected to atmosphere. This circuit diagram uses the test
circuit specified in ISO 6358-1 for testing under steady-state conditions components that exhaust directly to
atmosphere, with the following additional requirements:
⎯ the valve under test shall be located in the circuit so that the inlet port is connected to the upstream
transition connector and pressure-measuring tube;
⎯ the flowmeter shall be located downstream of the valve under test, at the working port and not at the inlet
port, in order to measure the actual operating flow rate, using downstream transition connector and
pressure-measuring tube;
⎯ items 11 and 12 are not required when using component under test for which the exhaust port cannot be
connected.
7.1.1.2 The test circuit for five-port control valves is the same as the one shown in Figure 1, with the
working port that is not being evaluated connected to atmosphere.
NOTE When possible, in the case of five-port valves, both working ports can be evaluated simultaneously when
connected to the atmosphere using two flowmeters located downstream of the valve under test at both working ports.
7.1.1.3 The test circuit for two-port control valves is the same as the one shown in Figure 1, except that
the component under test does not have any exhaust port.

Key
1 supply pressure regulator
2 shut-off valve
3, 9, 12 pressure-measuring tubes
4 sensor to measure inlet temperature T
1
5 pressure gauge or transducer to measure inlet pressure p
1
6, 8, 11 transition connectors
7 valve under test
10 flowmeter to measure operating mass flow rate
Figure 1 — Test circuit for determining control signal-flow rate characteristics with the working port
that is being evaluated connected to atmosphere
4 © ISO 2010 – All rights reserved

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ISO 10041-2:2010(E)
7.1.2 Test circuit to measure relief flow rate and forward flow rate
7.1.2.1 The test circuit to measure relief flow rate and forward flow rate shall be used to measure:
⎯ the control signal-flow rate characteristic when the operating pressure is equal to the inlet pressure,
⎯ the control signal-flow rate characteristic when the working port being evaluated is subjected to an
intermediate pressure between the inlet and exhaust pressures,
⎯ pressure-relief flow rate global characteristics,
⎯ pressure-forward flow rate global characteristics.
7.1.2.2 Figure 2 represents a typical circuit for testing a three-port flow control valve. This circuit diagram
combines:
⎯ the test circuit for in-line test described in ISO 6358-1 for testing under steady-state conditions
components with upstream and downstream pressure-measuring tubes (used for forward flow rates
measurements), and
⎯ the exhaust-to-atmosphere test circuit specified in ISO 6358-1 for testing under steady state conditions
components that exhaust directly to atmosphere (used for relief flow rates measurements).
7.1.2.3 The test circuit for five-port control valves is the same as the one shown in Figure 2, with the
working port that is being evaluated connected to the test circuit and the working port that is not being
evaluated connected to atmosphere.
7.1.2.4 For testing two-port control valves (no exhaust port), the test circuit shown in Figure 2 is used
only to measure forward flow rates.
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ISO 10041-2:2010(E)

Key
1 inlet shut-off valve
2 inlet pressure regulator
3, 9, 20 pressure-measuring tubes
4 sensor to measure inlet temperature T

1
5 pressure gauge or transducer to measure inlet pressure p

1
6, 8, 18 transition connectors
7 valve under test
10 pressure gauge or transducer for measuring operating pressure p
2
11, 16 solenoid valves
12 flowmeter to measure forward flow rate
13 flow control valve to regulate forward flow rates
14 operating pressure regulator for relief flow rates
15 flowmeter to measure relief flow rate
17 sensor to measure temperature T for relief flow rates
2
19 pressure gauge or transducer to measure relief pressure p
3
Figure 2 — Test circuit for measuring relief flow rate and forward flow rate
7.1.3 General requirements
⎯ The component under test shall be located in the test circuit so as to connect all ports to the transition
connectors and pressure-measuring tubes. Items 18, 19 and 20 are not required when using component
under test for which the exhaust port cannot be connected.
⎯ Transition connectors 6, 8 and 18 and pressure-measuring tubes 3, 9 and 20 shall be in accordance with
ISO 6358-1.
⎯ Components 1 to 6 correspond to the upstream part of the test circuit used for forward flow rates
measurements. These components shall be used also for relief flow rate measurements as the inlet port
of the component under test shall be connected to the supply circuit, following the normal use of the
component.
⎯ Components 8 to 13 correspond to the downstream part of the test circuit used for forward flow rates
measurements.
6 © ISO 2010 – All rights reserved

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ISO 10041-2:2010(E)
⎯ The sonic conductances of the inlet pressure regulator and of the solenoid valve 11 should be at least
twice the forward sonic conductance of the component under test.
⎯ Components 8, 9, 10, 14, 15, 16 and 17 correspond to the upstream part of the test circuit used for relief
flow rates measurements.
⎯ The sonic conductances of the pressure regulator of the relief flow rate use and of the solenoid valve 16
should be at least twice the relief sonic conductance of the component under test.
⎯ The flow-meters 12 and 15 shall always be located at the working port in order to measure the actual
forward or relief flow rate.
7.2 Test procedures
7.2.1 General
7.2.1.1 During the procedures specified in 7.2.2 to 7.2.4, measure the flow rate at a sufficient number of
electrical control signal values to identify any possible non-linearities when the electrical control signal is
varied throughout its full scale.
7.2.1.2 The procedures specified in 7.2.2 to 7.2.4 are written for testing three-port valves; when used to
test five-port valves, these same procedures apply to the testing of the valve's port 2. However, the
procedures for testing port 4 of five-port valves are different, and these modifications are given at the
beginning of each procedure. Procedure 7.2.3 does not apply to two-port valves.
7.2.2 Test to determine control signal-flow rate characteristics with working port connected to the
atmosphere
7.2.2.1 Install the valve under test in accordance with the test circuit specified in 7.1.1 and Figure 1 so
that the flow rate at the working port being evaluated can be measured. Apply the inlet pressure chosen in
5.3.2 to the inlet port, and maintain it within the tolerance specified in 5.3.1 during the test.
7.2.2.2 To test a three-port valve, a two-port valve or port 2 of a five-port valve, conduct the procedures
specified in 7.2.2.3 to 7.2.2.6. To test port 4 of a five-port valve, conduct the procedures specified in 7.2.2.3 to
7.2.2.6 but reverse the application of the electrical control signal indicated in 7.2.2.3, 7.2.2.4 and 7.2.2.6, that
is, apply the minimum electrical control signal and increase it to its maximum value and then decrease it back
to its minimum.
7.2.2.3 Apply the maximum electrical control signal. When the flow rate reaches a steady-state condition,
measure the operating flow rate, which in this case would be equal to the forward flow rate.
7.2.2.4 Gradually decrease the electrical control signal.
7.2.2.5 For each electrical control signal value, after the flow rate reaches a steady-state condition,
measure the operating flow rate.
7.2.2.6 Repeat the procedures described in 7.2.2.4 and in 7.2.2.5 until the minimum value of the
electrical control signal is reached or until the flow rate is null. Then increase the electrical control signal and
measure the flow rate at the same electrical control signal values used during the decreasing of the electrical
control signal, until the maximum value of the electrical control signal is reached.
7.2.3 Test to determine control signal-flow rate characteristics for the inlet pressure
7.2.3.1 Install the valve under test in accordance with the test circuit specified in 7.1.2 and Figure 2 so
that the flow rate at the working port being evaluated can be measured. During the installation, shut-off valve 1,
solenoid valves 11 and 16 shall be closed.
© ISO 2010 – All rights reserved 7

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ISO 10041-2:2010(E)
7.2.3.2 Open shut-off valve 1 and solenoid valve 16 and set the pressure regulators 2 and 14 to apply the
inlet pressure chosen in 5.3.2 to the inlet port and working port being evaluated and maintain it within the
tolerance specified in 5.3.1 during the test.
7.2.3.3 To test a three-port valve or port 2 of a five-port valve, conduct the procedures specified in 7.2.3.4
to 7.2.3.7. To test port 4 of a five-port valve, conduct the procedures specified in 7.2.3.4 to 7.2.3.7 but reverse
the application of the electrical control signal indicated in 7.2.3.4, 7.2.3.5 and 7.2.3.7, that is, apply the
minimum electrical control signal and increase it to its maximum value and then decrease it back to its
minimum.
7.2.3.4 Apply the maximum electrical control signal. When the flow rate reaches a steady-state condition,
measure the operating flow rate, which in this case would be equal to the relief flow rate.
7.2.3.5 Gradually decrease the electrical control signal. Readjust, if necessary, the pressure regulator 14
so that the pressure at the working port (upstream pressure) remains constant.
7.2.3.6 For each electrical control signal value, after the flow rate reaches a steady-state condition,
measure the operating flow rate.
7.2.3.7 Repeat the procedures specified in 7.2.3.5 and in 7.2.3.6 until the minimum value of the electrical
control signal is reached. Then increase the electrical control signal and measure the flow rate at the same
electrical control signal values used during the decreasing of the electrical control signal, until the maximum
value of the electrical control signal is reached.
7.2.4 Test to determine control signal-flow rate characteristics at intermediate operating pressure
7.2.4.1 Initial test procedure
7.2.4.1.1 Install the valve under test in accordance with the test circuit specified in 7.1.2 and Figure 2 so
that the flow rate at the working port being evaluated can be measured. During the installation, shut-off valve 1,
solenoid valves 11 and 16, and flow control valve 13 shall be closed.
7.2.4.1.2 Open shut-off valve 1 and while the flow control valve is closed so that there is no flow, set the
pressure regulator 2 to apply the inlet pressure chosen in 5.3.2 to the inlet port (upstream pressure), and
maintain it within the tolerance specified in 5.3.1 during the test.
7.2.4.1.3 To test a two-port valve, conduct the procedures specified in 7.2.4.4 for forward flow rates. To test
another valve, conduct successively the procedures specified in 7.2.4.2 for forward flow rates and then the
procedures specified in 7.2.4.3 for relief flow rates.
7.2.4.2 Test to determine control signal-forward flow rate characteristics
7.2.4.2.1 To test a three-port valve or port 2 of a five-port valve, conduct the procedures specified in
7.2.4.2.2 to 7.2.4.2.7. To test port 4 of a five-port valve, conduct the procedures specified in 7.2.4.2.2 to
7.2.4.2.7 but reverse the application of the electrical control signal indicated in 7.2.4.2.2, 7.2.4.2.3 and
7.2.4.2.6, tha
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10041-2
Première édition
2010-10-15



Transmissions pneumatiques —
Distributeurs électropneumatiques à
commande continue de débit —
Partie 2:
Méthodes d'essai pour déterminer les
principales caractéristiques à inclure
dans la documentation du fournisseur
Pneumatic fluid power — Electro-pneumatic continuous flow control
valves —
Part 2: Test methods to determine main characteristics to include in the
supplier's literature




Numéro de référence
ISO 10041-2:2010(F)
©
ISO 2010

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ISO 10041-2:2010(F)
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ii © ISO 2010 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 10041-2:2010(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Symboles et unités.2
5 Conditions d'essai.3
5.1 Alimentation en gaz.3
5.2 Température.3
5.3 Pressions.3
5.4 Alimentation électrique.3
6 Mode opératoire d'essai .3
6.1 Conditions d'essai.3
6.2 Pression d'alimentation .3
6.3 Essais statiques .3
7 Essais de détermination des caractéristiques signal de commande/débit.4
7.1 Circuits d'essai .4
7.2 Modes opératoires d'essai .7
7.3 Calcul des caractéristiques.12
8 Essai de détermination des caractéristiques de débit .14
8.1 Circuit d'essai .14
8.2 Modes opératoires d'essai .14
8.3 Calcul des caractéristiques totales .15
9 Essai de détermination des caractéristiques de gain en pression .16
9.1 Généralités .16
9.2 Circuit d'essai .17
9.3 Mode opératoire d'essai .17
9.4 Courbe caractéristique de gain en pression pour un débit d'utilisation nul.18
10 Essai de détermination de la caractéristique de fuite à débit d'utilisation nul.18
10.1 Circuit d'essai .18
10.2 Mode opératoire d'essai .19
10.3 Calcul de la caractéristique.19
11 Essai de détermination des caractéristiques dynamiques.19
11.1 Installation d'essai.19
11.2 Essai de détermination de la réponse en fréquence .20
11.3 Essai de détermination des réponses indicielles .21
12 Présentation des résultats des essais .23
12.1 Généralités .23
12.2 Caractéristiques de signal de commande/débit.23
12.3 Caractéristiques de débit total.24
12.4 Caractéristiques de gain en pression pour un débit d'utilisation nul.24
12.5 Caractéristique de fuite à débit d'utilisation nul .24
12.6 Caractéristiques dynamiques .24
13 Phrase d'identification (référence à la présente partie de l'ISO 10041).25
Bibliographie.26
© ISO 2010 – Tous droits réservés iii

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ISO 10041-2:2010(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10041-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et
pneumatiques, sous-comité SC 5, Appareils de régulation et de distribution et leurs composants.
L'ISO 10041 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Transmissions pneumatiques —
Distributeurs électropneumatiques à commande continue de débit:
⎯ Partie 1: Principales caractéristiques à inclure dans la documentation du fournisseur
⎯ Partie 2: Méthodes d'essai pour déterminer les principales caractéristiques à inclure dans la
documentation du fournisseur

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ISO 10041-2:2010(F)
Introduction
Dans les systèmes de transmissions pneumatiques, l'énergie est transmise et contrôlée par l'intermédiaire
d'un gaz sous pression circulant dans un circuit.
Les distributeurs électropneumatiques à commande continue de débit modulent en continu l'énergie
pneumatique d'un système en réponse à un signal de commande électrique continu par l'intermédiaire de la
section effective de chaque orifice variable de l'étage de sortie (étage de débit). Le débit massique qui
traverse chaque restriction dépend des pressions aval et amont et du type de gaz.
Lorsqu'une commande en position ou en effort d'un vérin pneumatique est requise, y compris un suivi en
position ou en effort, des distributeurs électropneumatiques à commande continue de débit peuvent être
utilisés pour moduler précisément les débits massiques entrant ou sortant de chaque chambre du vérin, ce
qui permet un positionnement précis. Il est, par conséquent, nécessaire de connaître certaines
caractéristiques de performance de ces distributeurs électropneumatiques à commande continue de débit afin
de déterminer s'ils conviennent pour une application particulière.

© ISO 2010 – Tous droits réservés v

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NORME INTERNATIONALE ISO 10041-2:2010(F)

Transmissions pneumatiques — Distributeurs
électropneumatiques à commande continue de débit —
Partie 2:
Méthodes d'essai pour déterminer les principales
caractéristiques à inclure dans la documentation du
fournisseur
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10041 spécifie les modes opératoires d'essai et donne une méthode de
présentation des résultats relatifs aux paramètres qui définissent les caractéristiques principales à inclure
dans la documentation des fournisseurs de distributeurs électropneumatiques à commande continue de débit
conformément à l'ISO 10041-1.
La présente partie de l'ISO 10041 a pour but
⎯ de faciliter la comparaison entre ces types de distributeurs en normalisant les méthodes d'essai et la
présentation des résultats d'essai, et
⎯ de faciliter une application correcte de ces distributeurs dans les systèmes pneumatiques.
Les essais spécifiés ne sont pas des essais de production à effectuer sur chaque distributeur fabriqué.
NOTE 1 Les essais concernant les appareils électropneumatiques de distribution à commande continue de pression
sont spécifiés dans l'ISO 10094-2.
NOTE 2 Les essais décrits dans la présente partie de l'ISO 10041 sont effectués sur des distributeurs avec un ou
plusieurs orifices d'échappement reliés à l'atmosphère, à l'exception des distributeurs à deux orifices.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1219-1, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Symboles graphiques et schémas de circuit —
Partie 1: Symboles graphiques en emploi conventionnel et informatisé
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire
1)
ISO 6358-1 , Transmissions pneumatiques — Détermination des caractéristiques de débit des composants —
Partie 1: Règles générales et méthodes d'essai en régime stationnaire

1) À publier.
© ISO 2010 – Tous droits réservés 1

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ISO 10041-2:2010(F)
ISO 10041-1:2010, Transmissions pneumatiques — Distributeurs électropneumatiques à commande continue
de débit — Partie 1: Principales caractéristiques à inclure dans la documentation du fournisseur
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 5598 et l'ISO 10041-1
s'appliquent.
4 Symboles et unités
Pour les besoins du présent document, les symboles et unités figurant dans le Tableau 1 s'appliquent.
Tableau 1 — Symboles et unités
Description Symbole Unité SI
a
Rapport de pressions totales critique b —
3 c
Conductance sonique C m /(s·Pa) (ANR)
Indice subsonique m —
Pression atmosphérique p Pa
atm
c
Pression de référence p Pa
0
b
Pression relative totale à l'orifice d'alimentation p Pa
1
b
Pression relative totale à l'orifice d'utilisation p , p Pa
2 4
b
Pression relative totale à l'orifice d'échappement p , p Pa
3 5
Pression d'ouverture ∆p Pa
c
Hystérésis H %
Écart maximal d'hystérésis ∆p Pa
2,h,max
Linéarité L %
Écart maximal de linéarité ∆p Pa
2,l,max
3 c
Débit volumique à l'atmosphère normale de référence q m /s (ANR)
V
Débit volumique en rapport avec le débit
c
3
q m /s (ANR)
V,r
d'échappement
Débit volumique maximal en rapport avec le débit
a
3
q m /s (ANR)
V,f,max
d'alimentation
Répétabilité r %
Température de référence T K
0
a
Température à l'orifice d'alimentation T K
1
a
Température à l'orifice d'utilisation T K
2
Signal de commande électrique w (w , w ) V, mA ou signal numérique
start stop
Résolution S %
a
Défini dans l'ISO 6358-1.
b [4]
Selon l'ISO 11727 .
c [2]
L'atmosphère de référence est définie dans l'ISO 8778 , c'est-à-dire: T = 293,15 K, p = 100 kPa (1 bar) et humidité relative de
0 0
65 %.

Les symboles graphiques utilisés aux Figures 1 à 4 et aux Figures 6 à 8 sont conformes à l'ISO 1219-1.
2 © ISO 2010 – Tous droits réservés

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ISO 10041-2:2010(F)
5 Conditions d'essai
5.1 Alimentation en gaz
Sauf spécification contraire, les essais doivent être effectués avec de l'air comprimé. Si un autre gaz est
utilisé, il doit être mentionné dans le rapport d'essai.
5.2 Température
Les températures ambiantes, du fluide et du distributeur doivent être maintenues à 23 °C ± 10 °C pendant
tous les essais.
5.3 Pressions
5.3.1 Généralités
Les pressions spécifiées doivent être maintenues à ±2 % près.
5.3.2 Pression d'alimentation
Il convient si possible d'effectuer l'essai à une pression d'alimentation de 630 kPa (6,3 bar). En cas
d'impossibilité, la pression d'alimentation doit être choisie à partir des valeurs indiquées dans l'ISO 2944.
5.3.3 Vérification
Il est nécessaire de vérifier périodiquement qu'aucun orifice de purge des instruments de mesure n'est
obstrué par des particules solides ou liquides.
5.4 Alimentation électrique
Les essais doivent être effectués dans les conditions électriques nominales.
6 Mode opératoire d'essai
6.1 Conditions d'essai
Le distributeur soumis à essai doit être installé et manœuvré conformément aux instructions d'application du
fabricant.
6.2 Pression d'alimentation
Durant les essais statiques et dynamiques spécifiés dans les Articles 7 à 11, la pression d'alimentation doit
être maintenue constante.
Durant les essais dynamiques spécifiés dans l'Article 11, un réservoir-tampon, comme indiqué à la Figure 8,
doit être utilisé pour atténuer les fluctuations de la pression d'alimentation.
6.3 Essais statiques
Durant les essais statiques spécifiés dans les Articles 7 à 10, dès que les conditions de régime stationnaire
sont atteintes, chaque série de mesures obtenues selon les modalités d'essai spécifiées correspondantes doit
être enregistrée. Lorsque ces mesurages sont effectués pas-à-pas, modifier lentement les conditions d'essai
afin d'éviter toute instabilité.
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ISO 10041-2:2010(F)
NOTE Les Figures 1 à 4 et les Figures 6 à 8 représentent des circuits types qui ne montrent pas le circuit
d'alimentation électrique nécessaire pour faire fonctionner les distributeurs pneumatiques modulés électriquement et qui
ne contiennent pas tous les dispositifs de sécurité nécessaires pour la protection contre les dangers pouvant résulter d'un
défaut d'un composant ou d'une tuyauterie. Il est important que les responsables de l'exécution des essais tiennent
compte de la nécessité de protéger les personnes et les biens.
7 Essais de détermination des caractéristiques signal de commande/débit
7.1 Circuits d'essai
7.1.1 Circuit d'essai avec orifice d'utilisation relié à l'atmosphère
7.1.1.1 La Figure 1 représente un circuit d'essai type pour mesurer les caractéristiques signal de
commande/débit d'un distributeur à trois orifices lorsque l'orifice d'utilisation est relié à l'atmosphère. Ce
schéma de circuit utilise le circuit d'essai spécifié dans l'ISO 6358-1 pour caractériser, en régime stationnaire,
des composants avec échappement direct vers l'atmosphère, avec les exigences supplémentaires suivantes:
⎯ le distributeur soumis à essai doit être disposé dans le circuit de façon que son orifice d'alimentation soit
relié au connecteur de transition amont et au tube de mesure de pression amont;
⎯ le débitmètre doit être disposé en aval du distributeur soumis à essai, au niveau de l'orifice d'utilisation et
non pas au niveau de l'orifice d'alimentation, afin de mesurer le débit total d'utilisation en utilisant le
connecteur de transition aval et le tube de mesure de pression aval;
⎯ les composants 11 et 12 ne sont pas nécessaires lorsque le distributeur soumis à essai ne comporte pas
d'orifice d'échappement connectable.
7.1.1.2 Le circuit d'essai pour des distributeurs à cinq orifices est le même que celui de la Figure 1,
l'orifice d'utilisation qui n'est pas caractérisé étant mis à l'atmosphère.
NOTE Si possible, dans le cas de régulateurs à cinq orifices, les deux orifices d'utilisation peuvent être caractérisés
simultanément lorsqu'ils sont reliés à l'atmosphère, en utilisant deux débitmètres disposés en aval du distributeur soumis
à essai au niveau des deux orifices d'utilisation.
7.1.1.3 Le circuit d'essai pour les distributeurs à deux orifices est le même que celui qui est représenté à
la Figure 1, à l'exception du fait que le distributeur soumis à essai ne comporte pas d'orifice d'échappement.

Légende
1 régulateur de pression d'alimentation
2 robinet d'isolement
3, 9, 12 tubes de mesure de pression
4 capteur de température d'alimentation, T
1
5 manomètre ou capteur de pression d'alimentation, p
1
6, 8, 11 connecteurs de transition
7 distributeur soumis à essai
10 débitmètre pour mesurer le débit d'utilisation
Figure 1 — Circuit d'essai pour déterminer les caractéristiques signal de commande/débit, l'orifice
d'utilisation caractérisé étant mis à l'atmosphère
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ISO 10041-2:2010(F)
7.1.2 Circuit d'essai pour mesurer les débits d'échappement et les débits d'alimentation
7.1.2.1 Le circuit d'essai pour mesurer les débits d'échappement et les débits d'alimentation doit être
utilisé pour mesurer
⎯ la caractéristique signal de commande/débit lorsque la pression d'utilisation est égale à la pression
d'alimentation,
⎯ la caractéristique signal de commande/débit lorsque l'orifice d'utilisation caractérisé est soumis à une
pression intermédiaire comprise entre les pressions d'alimentation et d'échappement,
⎯ les caractéristiques pression/débit total d'échappement,
⎯ les caractéristiques pression/débit total d'alimentation.
7.1.2.2 La Figure 2 représente un circuit type pour l'essai d'un distributeur à commande continue de débit
à trois orifices. Ce schéma de circuit associe
⎯ le circuit d'essai en ligne spécifié dans l'ISO 6358-1 pour la caractérisation, en régime stationnaire, de
composants avec des tubes de mesure de pression en amont et en aval (utilisé pour les mesurages de
débit d'alimentation), et
⎯ le circuit d'essai d'échappement vers l'atmosphère spécifié dans l'ISO 6358-1 pour la caractérisation, en
régime stationnaire, de composants avec échappement direct vers l'atmosphère (utilisé pour le mesurage
du débit d'échappement).
7.1.2.3 Le circuit d'essai pour des distributeurs à cinq orifices est le même que celui représenté à la
Figure 2, l'orifice d'utilisation caractérisé étant relié au circuit d'essai et l'orifice d'utilisation qui n'est pas
caractérisé étant mis à l'atmosphère.
7.1.2.4 Pour l'essai de distributeurs à deux orifices (pas d'orifice d'échappement), le circuit d'essai
représenté à la Figure 2 est utilisé uniquement pour mesurer les débits d'alimentation.
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ISO 10041-2:2010(F)

Légende
1 robinet d'isolement
2 régulateur de pression d'alimentation
3, 9, 20 tubes de mesure de pression
4 capteur de température d'alimentation, T

1
5 manomètre ou capteur de pression d'alimentation, p
1
6, 8, 18 connecteurs de transition
7 distributeur soumis à essai
10 manomètre ou capteur de pression d'utilisation, p
2
11, 16 électrovannes
12 débitmètre pour mesurer le débit d'alimentation
13 vanne de contrôle pour régler les débits d'alimentation
14 régulateur de pression d'utilisation pour les débits d'échappement
15 débitmètre pour mesurer les débits d'échappement
17 capteur de température, T , pour les débits d'échappement
2
19 manomètre ou capteur de pression d'échappement, p
3
Figure 2 — Circuit d'essai pour mesurer les débits d'échappement et les débits d'alimentation
7.1.3 Exigences générales
⎯ Le composant soumis à essai doit être placé dans le circuit d'essai de façon à relier tous ses orifices aux
connecteurs de transition et aux tubes de mesure de pression. Les composants 18, 19 et 20 ne sont pas
nécessaires lorsque le distributeur soumis à essai ne comporte pas d'orifice d'échappement connectable.
⎯ Les connecteurs de transition 6, 8 et 18 et les tubes de mesure de pression 3, 9 et 20 doivent être
conformes à l'ISO 6358-1.
⎯ Les composants de 1 à 6 correspondent à la partie amont du circuit d'essai utilisé pour les mesures de
débit d'alimentation. Ces composants doivent également être utilisés pour les mesurages de débit
d'échappement, car l'orifice d'alimentation du composant soumis à essai doit être relié au circuit
d'alimentation, conformément à l'utilisation normale du composant.
⎯ Les composants 8 à 13 correspondent à la partie aval du circuit d'essai utilisé pour les mesurages de
débit d'alimentation.
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ISO 10041-2:2010(F)
⎯ Il convient que les conductances soniques du régulateur de pression d'alimentation et de
l'électrovanne 11 soient au moins deux fois plus grandes que la conductance sonique à l'alimentation du
composant soumis à essai.
⎯ Les composants 8, 9, 10, 14, 15, 16 et 17 correspondent à la partie amont du circuit d'essai utilisé pour
les mesurages de débit d'échappement.
⎯ Il convient que les conductances soniques du régulateur de pression d'utilisation pour les débits
d'échappement et de l'électrovanne 16 soient au moins deux fois plus grandes que la conductance
sonique à l'échappement du composant soumis à essai.
⎯ Les débitmètres 12 et 15 doivent toujours être disposés au niveau de l'orifice d'utilisation pour mesurer le
débit réel d'alimentation ou d'échappement.
7.2 Modes opératoires d'essai
7.2.1 Généralités
7.2.1.1 Durant les modes opératoires spécifiés de 7.2.2 à 7.2.4, mesurer le débit pour un nombre
suffisant de valeurs de signal de commande électrique pour mettre en évidence toutes les non-linéarités
éventuelles lorsqu'on fait varier le signal de commande électrique sur toute sa plage de réglage.
7.2.1.2 Les modes opératoires spécifiés de 7.2.2 à 7.2.4 sont décrits pour les essais de distributeurs à
trois orifices; lorsqu'ils sont utilisés pour l'essai de distributeurs à cinq orifices, ces mêmes modes opératoires
s'appliquent à la caractérisation de l'orifice 2 du distributeur. Les modes opératoires pour la caractérisation de
l'orifice 4 des distributeurs à cinq orifices sont toutefois différents et ces modifications sont indiquées au début
de chaque mode opératoire. Le mode opératoire 7.2.3 ne s'applique pas aux distributeurs à deux orifices.
7.2.2 Essai pour déterminer les caractéristiques signal de commande/débit, l'orifice d'utilisation
étant relié à l'atmosphère
7.2.2.1 Mettre en place le distributeur soumis à essai conformément au circuit d'essai spécifié en 7.1.1 et
à la Figure 1 de façon à pouvoir mesurer le débit au niveau de l'orifice d'utilisation que l'on veut caractériser.
Appliquer à l'orifice d'alimentation la pression d'alimentation choisie en 5.3.2 et la maintenir dans les
tolérances spécifiées en 5.3.1 durant l'essai.
7.2.2.2 Pour caractériser un distributeur à trois orifices, un distributeur à deux orifices ou l'orifice 2 d'un
distributeur à cinq orifices, suivre les modes opératoires spécifiés de 7.2.2.3 à 7.2.2.6. Pour effectuer les
essais de l'orifice 4 d'un distributeur à cinq orifices, suivre les modes opératoires spécifiés de 7.2.2.3 à 7.2.2.6,
mais inverser l'application du signal de commande électrique indiquée en 7.2.2.3, 7.2.2.4 et 7.2.2.6,
c'est-à-dire appliquer le signal de commande électrique minimal et l'augmenter jusqu'à sa valeur maximale,
puis le ramener jusqu'à sa valeur minimale.
7.2.2.3 Appliquer le signal de commande électrique maximal. Lorsque le débit atteint un régime
stationnaire, mesurer le débit d'utilisation qui correspond dans ce cas à un débit d'alimentation.
7.2.2.4 Diminuer progressivement le signal de commande électrique.
7.2.2.5 Pour chaque valeur du signal de commande électrique, après que le débit a atteint un régime
stationnaire, mesurer le débit d'utilisation.
7.2.2.6 Répéter les modes opératoires décrits en 7.2.2.4 et en 7.2.2.5 jusqu'à ce que la valeur minimale
du signal de commande électrique soit atteinte ou jusqu'à ce que le débit soit nul. Augmenter alors le signal
de commande électrique et mesurer le débit pour les mêmes valeurs du signal de commande électrique que
celles qui ont été utilisées pendant la diminution de ce signal, jusqu'à atteindre la valeur maximale du signal
de commande électrique.
© ISO 2010 – Tous droits réservés 7

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ISO 10041-2:2010(F)
7.2.3 Essai de détermination des caractéristiques signal de commande/débit pour la pression
d'alimentation
7.2.3.1 Mettre en place le distributeur soumis à essai conformément au circuit d'essai spécifié en 7.1.2 et
à la Figure 2 de façon à pouvoir mesurer le débit au niveau de l'orifice d'utilisation caractérisé. Durant
l'installation, le robinet d'isolement 1 et les électrovannes 11 et 16 doivent être fermées.
7.2.3.2 Ouvrir le robinet d'isolement 1 et l'électrovanne 16 et régler les régulateurs de pression 2 et 14
pour appliquer la pression d'alimentation choisie selon 5.3.2 à l'orifice d'alimentation et à l'orifice d
...