ISO 10770-1:2009
(Main)Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control valves — Part 1: Test methods for four-port directional flow-control valves
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control valves — Part 1: Test methods for four-port directional flow-control valves
ISO 10770-1:2009 describes methods for determining the performance characteristics of electrically modulated, hydraulic, four-port directional flow-control valves. ISO 10770-1:2009 describes methods of testing electrohydraulic, four-port directional flow-control valves. This type of electrohydraulic valve controls the direction and flow in a hydraulic system.
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques à modulation électrique — Partie 1: Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de débit à quatre voies
L'ISO 10770-1:2009 décrit des méthodes destinées à déterminer les caractéristiques de performance des distributeurs hydrauliques à modulation électrique de commande de débit à quatre voies. Ce type de distributeurs hydrauliques à modulation électrique régule la direction et la quantité de débit hydraulique dans un système hydraulique.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10770-1
Second edition
2009-10-01
Hydraulic fluid power — Electrically
modulated hydraulic control valves —
Part 1:
Test methods for four-port directional
flow-control valves
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques à modulation
électrique —
Partie 1: Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de débit à
quatre voies
Reference number
ISO 10770-1:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 10770-1:2009(E)
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ii © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 10770-1:2009(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms, definitions, symbols and units.2
3.1 Terms and definitions .2
3.2 Symbols and units.2
4 Standard test conditions .3
5 Test installation .3
6 Accuracy.5
6.1 Instrument accuracy .5
6.2 Dynamic range.5
7 Electrical tests for valves without integrated electronics.5
7.1 General .5
7.2 Coil resistance .5
7.3 Coil inductance — Optional test .5
7.4 Insulation resistance.7
8 Performance tests .7
8.1 Steady state tests.7
8.2 Dynamic tests .24
9 Pressure impulse test .29
10 Presentation of results.30
10.1 General .30
10.2 Test reports.30
11 Identification statement (Reference to this part of ISO 10770).31
Annex A (informative) Testing guidance .32
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ISO 10770-1:2009(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
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non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
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The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
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International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10770-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee SC 8,
Product testing.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10770-1:1998), which has been technically
revised.
ISO 10770 consists of the following parts, under the general title Hydraulic fluid power — Electrically
modulated hydraulic control valves:
⎯ Part 1: Test methods for four-port directional flow-control valves
⎯ Part 2: Test methods for three-way directional flow control valves
⎯ Part 3: Test methods for pressure control valves
iv © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 10770-1:2009(E)
Introduction
This part of ISO 10770 has been prepared with the intention of improving the uniformity of valve testing and
hence the consistency of recorded valve performance data so that these data can be used for system design,
regardless of the data source.
© ISO 2009 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10770-1:2009(E)
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic
control valves —
Part 1:
Test methods for four-port directional flow-control valves
1 Scope
This part of ISO 10770 describes methods for determining the performance characteristics of electrically
modulated, hydraulic, four-port directional flow-control valves. This type of electrohydraulic valve controls the
direction and flow in a hydraulic system.
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 3448, Industrial liquid lubricants — ISO viscosity classification
ISO 4406, Hydraulic fluid power — Fluids — Method for coding the level of contamination by solid particles
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary
ISO 6743-4, Lubricants, industrial oils and related products (class L) — Classification — Part 4: Family H
(Hydraulic systems)
ISO 9110-1, Hydraulic fluid power — Measurement techniques — Part 1: General measurement principles
ISO 10771-1, Hydraulic fluid power — Fatigue pressure testing of metal pressure-containing envelopes —
Part 1: Test methods
IEC 60617-DB-12M, Graphical symbols and diagrams
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ISO 10770-1:2009(E)
3 Terms, definitions, symbols and units
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598, together with the following,
apply.
3.1.1
electrically modulated, hydraulic directional flow-control valve
valve that provides a degree of proportional flow control in response to a continuously variable electrical input
signal
NOTE The flow direction can be changed by the input signal.
3.1.2
input signal deadband
portion of input signal that does not produce a controlled flow
3.1.3
threshold
change of input signal required to produce a reversal in continuous control valve output
NOTE The threshold is expressed as a percentage of rated signal.
3.1.4
rated input signal
that signal defined by the manufacturer to achieve rated output
3.2 Symbols and units
For the purposes of this document, the symbols given in Table 1 apply.
NOTE The graphic symbols in this part of ISO 10770 conform to ISO 1219-1 and IEC 60617-DB-12M.
Table 1 — Symbols and units
Parameter Symbol Unit
Inductance L H
c
Insulation resistance R Ω
i
Insulation test current I A
i
Insulation test voltage U V
i
Resistance R Ω
c
Dither amplitude — % (of max. input signal)
Dither frequency — Hz
Input signal
I, or A, or
U V
Rated input signal I , or A, or
n
U V
n
Output flow q l/min
Rated flow q l/min
n
Flow gain
K = (∆q/∆I), or l/min/A, or
v
K = (∆q/∆U) l/min/V
v
Hysteresis — % (of max. output signal)
Internal leakage q l/min
l
Supply pressure p MPa (bar)
P
Return pressure p MPa (bar)
T
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ISO 10770-1:2009(E)
Table 1 (continued)
Parameter Symbol Unit
Load pressure p or p MPa (bar)
A B
p = p − p , or
Load pressure difference MPa (bar)
L A B
p = p − p
L B A
Valve pressure drop p = p − p − p MPa (bar)
V P T L
Rated valve pressure drop p MPa (bar)
n
Pressure gain K = (∆p /∆I), or MPa (bar)/A
p L
K = (∆p /∆U) MPa (bar)/V
p L
Threshold — % (of max. input signal)
Amplitude (ratio) — dB
Phase lag — °
Temperature — °C
Frequency f Hz
Time t s
Time constant t s
c
Linearity error q l/min
err
4 Standard test conditions
Unless otherwise specified, tests shall be carried out using the standard test conditions given in Table 2.
Table 2 — Standard test conditions
Parameter Condition
Ambient temperature 20 °C ± 5 °C
Fluid cleanliness Solid contaminant code number shall be stated in accordance with ISO 4406.
Fluid type Commercially available mineral-based hydraulic fluid (i.e. L - HL in accordance with
ISO 6743-4 or other fluid with which the valve is able to operate)
Fluid viscosity 32 cSt ± 8 cSt at valve inlet
Viscosity grade Grade VG32 or VG46 in accordance with ISO 3448
Pressure drop Test requirement ± 2,0 %
Return pressure Shall conform to the manufacturer's recommendations
5 Test installation
A test installation conforming to the requirements of Figure 1 shall be used for testing all valves.
SAFETY PRECAUTIONS — It is essential that consideration be given to the safety of personnel and
equipment during the tests.
Figure 1 shows the minimum items required to carry out the tests without any safety devices to protect against
damage in the event of component failure. For tests using the test circuit shown in Figure 1, the following
apply.
a) Guidance on carrying out the tests is given in Annex A.
b) A separate circuit may be constructed for each type of test. This can improve the accuracy of test results
as it eliminates the possibility of leakage through the shut-off valves.
c) Hydraulic performance tests are carried out on a combination of valve and amplifier. Input signals are
applied to the amplifier and not directly to the valve. For electrical tests, the signals are applied directly to
the valve.
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ISO 10770-1:2009(E)
d) If possible, hydraulic tests should be conducted using an amplifier recommended by the valve
manufacturer. If not, the type of amplifier used should be recorded, with the operating details (i.e. pulse-
width modulation frequency, dither frequency and amplitude).
e) The amplifier supply voltage and magnitude and sign of the voltage applied to the valve during the on and
off periods of the pulse-width modulation should be recorded.
f) Electronic test equipment and transducers should have a bandwidth or natural frequency at least ten
times greater than the maximum test frequency.
Key
1 main flow source 10, 11 flow transducer S1 to S9 shut-off valves
2 main relief valve 12 signal generator A, B control ports
3 external pilot flow source 13 temperature indicator P supply port
4 external pilot relief valve 14 pressure gauge T return port
5 unit under test 15 signal conditioner X pilot supply port
6 to 9 pressure transducers 16 data acquisition Y pilot drain port
Figure 1 — Test circuit
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ISO 10770-1:2009(E)
6 Accuracy
6.1 Instrument accuracy
Instrumentation shall be accurate to within the limits shown in Class B of ISO 9110-1:
a) electrical resistance: ± 2 % of the actual measurement;
b) pressure: ± 1 % of the valve's rated pressure drop to achieve rated flow;
c) temperature: ± 2 % of the ambient temperature;
d) flow: ± 2,5 % of the valve's rated flow;
e) input signal: ± 1,5 % of the electrical input signal required to achieve the rated flow.
6.2 Dynamic range
For the dynamic tests, ensure that the measuring equipment, amplifiers and recording devices do not
generate any damping, attenuation or phase shift of the output signal being recorded that can affect the
measured value by more than 1 % of the measured value.
7 Electrical tests for valves without integrated electronics
7.1 General
As appropriate, perform the tests described in 7.2 to 7.4 on all valves without integrated electronics before
proceeding to subsequent tests.
NOTE Tests 7.2 to 7.4 apply only to current-driven valves.
7.2 Coil resistance
7.2.1 Coil resistance — Cold
Carry out the test as follows.
a) Soak the complete, un-energized valve at the specified ambient temperature for at least 2 h.
b) Measure and record the electrical resistance between the two leads or terminals of each coil in the valve.
7.2.2 Coil resistance — Hot
Carry out the test as follows.
a) Soak the complete, energized valve, mounted on a subplate recommended by the manufacturer, at its
maximum rated temperature and operate the complete valve, fully energized and without flow, until the
coil temperature stabilizes.
b) Measure and record the electrical resistance between the two leads or terminals of each coil in the valve.
The resistance value shall be measured within 1 s of removing the supply voltage.
7.3 Coil inductance — Optional test
This test method shall not be construed to determine a definitive value of inductance. The value obtained shall
be used for comparison purposes only.
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ISO 10770-1:2009(E)
Carry out the test as follows.
a) Connect the coil to a constant voltage supply capable of delivering at least the rated current of the coil.
b) The armature shall be held stationary at 50 % of its working stroke during the test.
c) Monitor the coil current on an oscilloscope or similar equipment.
d) Adjust the voltage so that the steady-state current equals the rated current of the coil.
e) Switch the voltage off then on and record the current transient behaviour.
f) Determine the time constant, t , of the coil (see Figure 2) and calculate the inductance, L , using
c c
Equation (1):
L = R t (1)
c c c
where R is the coil resistance in ohms.
c
Key
X time
Y current
1 DC current trace
2 time constant, t
c
a
Initiation.
Figure 2 — Coil inductance measurement
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ISO 10770-1:2009(E)
7.4 Insulation resistance
Establish the insulation resistance of the coil as follows.
a) If internal electrical components are in contact with the fluid (i.e. the coil is wet), fill the valve with
hydraulic fluid before carrying out the test.
b) Connect the valve coil terminals together and apply voltage, U , of 500 V d.c. between them and the valve
i
body for 15 s.
c) Using a suitable insulation tester, record the insulation resistance, R .
i
d) For testers with a current (ampere, A) readout, I , calculate the insulation resistance using Equation (2).
i
U
i
R = (2)
i
I
i
8 Performance tests
All performance tests should be conducted on a combination of valve and amplifier, as input signals are
applied to the amplifier and not directly to the valve.
For multi-stage valves, configure the valve to be an external pilot supply and external pilot drain, where
possible.
Before commencing any test, make any mechanical/electrical adjustments that are normally carried out, such
as nulling, deadband adjustment and gain adjustment.
8.1 Steady state tests
Care should be taken to exclude dynamic effects during steady state tests.
8.1.1 General
Steady-state tests shall be performed in the following order:
a) optional proof pressure tests (8.1.2);
b) internal leakage test (8.1.3);
c) metering output flow versus input signal at constant valve pressure drop (8.1.4 and 8.1.5) to determine
1) rated flow,
2) flow gain,
3) flow linearity,
4) flow hysteresis,
5) flow symmetry,
6) flow polarity,
7) spool lap condition,
8) threshold;
© ISO 2009 – All rights reserved 7
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ISO 10770-1:2009(E)
d) output flow versus valve pressure drop (8.1.6);
e) limiting output flow versus valve pressure drop (8.1.7);
f) output flow versus fluid temperature (8.1.8);
g) pressure gain versus input signal (8.1.9);
h) pressure null shift (8.1.10);
i) fail-safe function test (8.1.11).
8.1.2 Proof pressure tests (optional)
8.1.2.1 General
Proof pressure tests may be carried out to examine the integrity of the valve before conducting further tests.
8.1.2.2 P, A, B and X port test procedure
In the test, a proof pressure is supplied to the pressure and control ports and to the external pilot supply port
of the valve, with the return port open. Carry out the test as follows.
a) Apply a proof pressure of 1,3 times the rated pressure to the pressure and control ports and to the X port,
for at least 30 s. For approximately half of this period, apply the maximum input signal and for the
remainder of the test apply the minimum input signal.
b) During the test, examine the valve for evidence of external leakage.
c) After the test, examine the valve for evidence of permanent deformation.
d) Record the proof pressure used in the test.
8.1.2.3 T port test procedure
Carry out the test as follows.
a) Apply a proof pressure of 1,3 times the T port rated pressure to the valve tank port for at least 30 s.
b) During the test, examine the valve for evidence of external leakage.
c) After the test, examine the valve for evidence of permanent deformation.
d) Record the proof pressure used in the test.
8.1.2.4 Pilot drain Y port
Do not apply a proof pressure to any external pilot drain port.
8.1.3 Internal leakage and pilot flow test
8.1.3.1 General
The internal leakage and pilot flow test shall be carried out to establish
a) the combined leakage and pilot flow rate, and
b) the pilot flow rate in the case of valves configured for external pilot drain.
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ISO 10770-1:2009(E)
8.1.3.2 Test circuit
Perform the internal leakage and pilot flow test with an hydraulic test circuit conforming to the requirements of
Figure 1, initially with valves S1, S3 and S6 open and all other valves closed.
8.1.3.3 Set-up
Adjust the valve supply pressure and pilot pressure to 10 MPa (100 bar) above return pressure, or at the
manufacturer’s rated pressure if this is less than 10 MPa.
8.1.3.4 Procedure
Carry out the test as follows.
a) Immediately before the leakage measurements are taken, operate the valve over its full input signal range
several times, ensuring that the oil passing through the valve is within the specified viscosity range.
b) Close valves S3 and S6, open valve S2 and then close valve S1.
c) Record the leakage flow from the T port as the input signal is swept slowly over its full range; see
Figure 3. The flow recorded by transducer 10 represents mainstage leakage plus pilot leakage. The
characteristic shown in Figure 3 is typical for a servo valve. Other valve types have a different
characteristic.
d) With a constant input signal, the flow recorded by transducer 10 represents the steady-state mainstage
and pilot leakage.
For valves configured for external pilot drain, open valve S1 and close valve S2. Record the leakage flow from
the Y port with the input signal set to zero. The flow recorded by transducer 10 represents the pilot flow.
These tests may, if required, be repeated at additional pressures up to the maximum supply pressure of the
valve under test.
Key
X input signal
Y flow
1 approximate pilot flow component (pilot-operated valves only)
2 total measured flow including any pilot flow
Figure 3 — Internal leakage measurement
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ISO 10770-1:2009(E)
8.1.4 Metering tests
8.1.4.1 General
The objective of this test is to determine the metering characteristics of each metering path of the main spool
at a constant pressure drop. Record the flow, using flow transducer 11, in each metering path in turn versus
input signal; see Figure 4.
8.1.4.2 Test circuit
8.1.4.2.1 It is necessary that flow transducer 11 be able to measure over a wide flow range, at least 1 % to
100 % rated flow. It can be necessary, especially if the flow metering near zero flow is being measured
accurately, to replace transducer 11 by two separate flow transducers that have overlapping working flow
ranges: one to measure higher flows, the other to measure low flows.
For multi-stage valves with internal pilot pressure connection, it can be necessary to increase the system
pressure by adding a restriction in the main flow circuit in order for the valve to operate correctly.
8.1.4.2.2 Flow from supply port P to control port A
Perform the test with an hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valves S1, S3
and S5 open and all other valves closed.
8.1.4.2.3 Flow from control port A to return port T
Perform the test with an hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valves S4, S7
and S9 open and all other valves closed.
8.1.4.2.4 Flow from supply port P to control port B
Perform the test with an hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valves S1, S4
and S6 open and all other valves closed.
8.1.4.2.5 Flow from control port B to return port T
Perform the test with an hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valves S4, S8
and S9 open and all other valves closed.
8.1.4.2.6 Flow from the supply port P to return port T
Perform the test with an hydraulic test circuit conforming to the requirements of Figure 1, with valves S1, S3
and S6 open and all other valves closed.
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ISO 10770-1:2009(E)
Key
a
X percentage of rated input signal P to B flow.
b
Y flow P to A flow.
c
1 deadband B to T flow.
d
2 Q A to T flow.
err
3 hysteresis
Figure 4 — Metering test
8.1.4.3 Set-up
Select a suitable plotter or recording apparatus with its X-axis able to record the range of input signal and its
Y-axis able to record the zero to at least the rated flow; see Figure 4.
Select a signal generator capable of producing a triangular waveform with amplitude of the maximum input
signal range. Set the signal generator to produce a triangular waveform 0,02 Hz or lower.
For multi-stage valves with external pilot, adjust the pilot supply to that recommended by the manufacturer.
For multi-stage valves with internal pilot, adjust the P port supply to at least the minimum recommended by
the manufacturer.
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ISO 10770-1:2009(E)
8.1.4.4 Procedure
8.1.4.4.1 Carry out the test as follows.
a) Control the pressure drop across the metering path to either 0,5 MPa (5 bar) or 3,5 MPa (35 bar)
[1,0 MPa (10 bar) or 7,0 MPa (70 bar) in the case of 8.1.4.2.6], measured using pressure transducers 6 to
9 as appropriate. Ensure that the pressure drop across the metering path remains constant to within 2 %
over the complete cycle. If the pressure drop across the metering path cannot be continuously controlled,
it is necessary to take point readings.
b) Cycle the valve input signal between minimum and maximum several times and check that the controlled
flow is within the Y-axis range of the recording apparatus.
c) Ensure that the time period of one cycle does not create any dynamic effects that influence the result.
Allow the input signal to complete at least one full cycle.
d) Record the valve input signal and the controlled flow over one complete input signal cycle.
e) Repeat steps 8.1.4.4.1 a) to d) for each flow path.
8.1.4.4.2 Use the data obtained to determine the following:
a) output flow at rated signal;
b) flow gain;
c) linearity of the controlled flow q /q as a percentage;
err n
d) hysteresis of the controlled flow (with respect to changes to the input signal);
e) input signal deadband, if any;
f) symmetry;
g) polarity.
8.1.4.4.3 For cases where it is impracticable to monitor output flow, the spool position can be monitored as
an alternative to flow in order to establish the following:
a) spool position at rated signal;
b) hysteresis;
c) polarity.
8.1.5 Threshold
8.1.5.1 General
Tests shall be carried out to determine the response of the test valve to a reversal in a ramped input signal.
8.1.5.2 Test circuit
Use the hydraulic test circuit described in 8.1.4.2
12 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 10770-1:2009(E)
8.1.5.3 Set-up
Select a suitable plotter or recording apparatus with its X-axis able to record the input signal necessary to
achieve 25 % of the rated flow and its Y-axis able to record from zero to about 50 % of the rated flow.
Select a signal generator able to produce a triangular waveform with a d.c. offset. Set the signal generator to
produce a triangular waveform 0,1 Hz or lower.
For multi-stage valves with external pilot, adjust the pilot supply to that recommended by the manufacturer.
For multi-stage valves with internal pilot, adjust the P port supply to at least the minimum recommended by
the manufacturer.
8.1.5.4 Procedure
Carry out the test as follows.
a) Adjust the d.c. offset and pressures to give a mean flow of approximately 25 % of the rated flow at the
rated pressure drop. Adjust the amplitude of the triangular wave form to a minimum and ensure that there
is no change in controlled flow.
b) Slowly increase the signal generator output amplitude until a change in controlled flow is observed.
c) Record the controlled flow and input signal over one complete signal cycle.
d) Repeat steps 8.1.5.4 a) to c) for each flow path.
8.1.6 Output flow versus valve pressure drop tests
8.1.6.1 General
Tests shall be carried out to determine the variation of output flow versus valve pressure drop characteristi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10770-1
Deuxième édition
2009-10-01
Transmissions hydrauliques —
Distributeurs hydrauliques à modulation
électrique —
Partie 1:
Méthodes d'essai pour distributeurs de
commande de débit à quatre voies
Hydraulic fluid power — Electrically modulated hydraulic control
valves —
Part 1: Test methods for four-port directional flow-control valves
Numéro de référence
ISO 10770-1:2009(F)
©
ISO 2009
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ISO 10770-1:2009(F)
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de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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ISO 10770-1:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes, définitions, symboles et unités.2
3.1 Termes et définitions .2
3.2 Symboles et unités.2
4 Conditions d'essai normalisées.3
5 Installation d'essai.3
6 Précision.5
6.1 Précision des instruments.5
6.2 Plage dynamique .5
7 Essais électriques des distributeurs sans électronique intégrée.5
7.1 Généralités .5
7.2 Résistance de la bobine.5
7.3 Inductance de la bobine — Essai facultatif .6
7.4 Résistance d'isolement.7
8 Essais de performance .7
8.1 Essais en régime stationnaire.7
8.2 Essais dynamiques .24
9 Essai d'impulsion de pression.30
10 Présentation des résultats.30
10.1 Généralités .30
10.2 Rapports d'essai.30
11 Phrase d'identification (référence à la présente partie de l'ISO 10770).32
Annexe A (informative) Lignes directrices relatives aux essais.33
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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 10770-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et
pneumatiques, sous-comité SC 8, Essais des produits.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10770-1:1998), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 10770 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Transmissions hydrauliques —
Distributeurs hydrauliques à modulation électrique:
⎯ Partie 1: Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de débit à quatre voies
⎯ Partie 2: Méthodes d'essai pour distributeurs à trois voies
⎯ Partie 3: Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de pression
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ISO 10770-1:2009(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 10770 a été élaborée dans le cadre de l'effort d'harmonisation des essais relatifs
aux distributeurs afin d'améliorer la cohérence des données de performance des distributeurs enregistrées,
de manière que ces données puissent être utilisées dans la conception des systèmes, quelle que soit la
source.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10770-1:2009(F)
Transmissions hydrauliques — Distributeurs hydrauliques à
modulation électrique —
Partie 1:
Méthodes d'essai pour distributeurs de commande de débit à
quatre voies
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10770 décrit des méthodes destinées à déterminer les caractéristiques de
performance des distributeurs hydrauliques à modulation électrique de commande de débit à quatre voies. Ce
type de distributeur hydraulique à modulation électrique régule la direction et le débit hydraulique dans un
système hydraulique.
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 3448, Lubrifiants liquides industriels — Classification ISO selon la viscosité
ISO 4406, Transmissions hydrauliques — Fluides — Méthodes de codification du niveau de pollution
particulaire solide
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire
ISO 6743-4, Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes (classe L) — Classification — Partie 4:
Famille H (Systèmes hydrauliques)
ISO 9110-1, Transmissions hydrauliques — Techniques de mesurage — Partie 1: Principes généraux de
mesurage
ISO 10771-1, Transmissions hydrauliques — Essais de fatigue des enveloppes métalliques sous pression —
Partie 1: Méthode d'essai
CEI 60617-DB-12M, Symboles graphiques pour schémas
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3 Termes, définitions, symboles et unités
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 5598 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1.1
distributeur hydraulique à modulation électrique
distributeur qui permet, jusqu'à un certain point, de moduler proportionnellement le débit hydraulique en
réponse à un signal électrique d'entrée variant en continu
NOTE La direction de l'écoulement peut être modifiée par le signal d'entrée.
3.1.2
zone morte du signal d'entrée
partie du signal d'entrée qui ne produit pas de débit modulé
3.1.3
seuil
changement du signal d'entrée nécessaire pour produire une inversion dans la sortie d'un distributeur à
contrôle continu
NOTE Le seuil est exprimé sous forme d'un pourcentage du signal de fonctionnement.
3.1.4
signal d'entrée
signal défini par le fabricant afin d'atteindre la production de fonctionnement
3.2 Symboles et unités
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans le Tableau 1 s'appliquent.
NOTE Les symboles graphiques utilisés dans la présente partie de l'ISO 10770 sont conformes à l'ISO 1219-1 et à la
CEI 60617-DB-12M.
Tableau 1 — Symboles et unités
Paramètre Symbole Unité
Inductance L H
c
Résistance d'isolement R Ω
i
Courant d'essai d'isolement I A
i
Tension d'essai d'isolement U V
i
Résistance R Ω
c
Amplitude du signal de superposition — % (du signal d'entrée maximal)
Fréquence du signal de superposition — Hz
Signal d'entrée I ou U A ou V
Signal nominal I ou U A ou V
n n
Débit de sortie q l/min
Débit nominal q l/min
n
Gain en débit K = (∆q/∆I) ou K = (∆q/∆U) l/min/A ou l/min/V
V V
Hystérésis — % (du signal de sortie maximal)
Fuite interne q l/min
l
Pression d'alimentation p MPa (bar)
P
Pression de retour p MPa (bar)
T
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Tableau 1 (suite)
Paramètre Symbole Unité
Pression de charge p ou p MPa (bar)
A B
Pression différentielle de charge p = p − p ou p = p − p MPa (bar)
L A B L B A
Chute de pression interne p = p − p − p MPa (bar)
V P T L
Chute de pression interne nominale p MPa (bar)
n
Gain en pression K = (∆p /∆I) ou K = (∆p /∆U) MPa (bar)/A ou MPa (bar)/V
p l p L
Seuil — % (du signal d'entrée maximal)
Amplitude (rapport) — dB
Déphasage — °
Température — ° C
Fréquence f Hz
Durée t s
Constante de temps t s
c
Erreur de linéarité q l/min
err
4 Conditions d'essai normalisées
Sauf indication contraire, tous les essais doivent être effectués en utilisant les conditions normalisées
données dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Conditions d'essai normalisées
Paramètre Condition
Température ambiante 20 °C ± 5 °C
Propreté du fluide Le numéro du code de polluant solide doit être établi conformément à l'ISO 4406
Type de fluide Fluide hydraulique à base d'huile minérale du commerce, (c'est-à-dire L - HL conformément
à l'ISO 6743-4 ou tout autre fluide avec lequel le distributeur peut fonctionner)
Viscosité du fluide 32 cSt ± 8 cSt à l'entrée du distributeur
Classe de viscosité Classe VG32 ou VG46 conformément à l'ISO 3448
Chute de pression Exigence d'essai ± 2,0 %
Pression de retour Doit être conforme aux recommandations du fabricant
5 Installation d'essai
Une installation d'essai conforme aux exigences de la Figure 1 doit être utilisée pour tous les essais de
distributeurs.
PRÉCAUTIONS DE SÉCURITÉ — Il est important de prendre en considération la sécurité du personnel
et du matériel au cours des essais.
La Figure 1 présente les éléments minimaux requis pour effectuer les essais sans les dispositifs de sécurité
nécessaires à la protection contre les dommages que pourrait provoquer la défaillance d'un composant. Pour
les essais utilisant le circuit d'essai représenté à la Figure 1, ce qui suit s'applique.
a) L'Annexe A donne des lignes directrices sur le déroulement des essais.
b) Un circuit séparé peut être utilisé pour chaque type d'essai. Cela peut permettre d'améliorer l'exactitude
des résultats d'essai en éliminant le risque de fuite au niveau des robinets d'isolement.
c) Les essais de performance hydraulique sont réalisés sur un distributeur couplé à un amplificateur. Les
signaux d'entrée sont envoyés à l'amplificateur et non pas directement au distributeur. Pour les essais
électriques, les signaux sont envoyés directement au distributeur.
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d) Si possible, il convient d'effectuer les essais hydrauliques à l'aide d'un amplificateur recommandé par le
fabricant du distributeur. Sinon, il convient d'enregistrer le type d'amplificateur utilisé ainsi que les détails
de son fonctionnement (c'est-à-dire la fréquence de modulation d'impulsions en largeur, la fréquence et
l'amplitude du signal de superposition).
e) Il convient d'enregistrer la tension d'alimentation de l'amplificateur ainsi que l'amplitude et le signe de la
tension appliquée au distributeur pendant les périodes de marche et d'arrêt de la modulation d'impulsions
en largeur.
f) Il convient que l'équipement d'essai électronique et les capteurs possèdent une bande passante ou une
fréquence propre au moins dix fois supérieure à la fréquence d'essai maximale.
Légende
1 source de débit principale 10, 11 capteurs de débit S1 à S9 robinets d'isolement
2 soupape de sûreté principale 12 générateur de signal A,B orifices de commande
3 source pilote de débit externe 13 indicateur de température P orifice d'alimentation
4 soupape de sûreté pilote externe 14 manomètre T orifice de retour
5 unité soumise à essai 15 adaptateur de signal X orifice d'alimentation pilote
6 à 9 capteurs de pression 16 acquisition de données Y orifice de drainage pilote
Figure 1 — Circuit d'essai
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6 Précision
6.1 Précision des instruments
Les instruments doivent avoir une classe de précision dans les limites présentées par la Classe B de
l'ISO 9110-1:
a) résistance électrique: ± 2 % du mesurage réel;
b) pression: ± 1 % de la chute de pression nominale du distributeur pour atteindre le débit
nominal;
c) température: ± 2 % de la température ambiante;
d) débit: ± 2,5 % du débit nominal du distributeur;
e) signal d'entrée: ± 1,5 % du signal électrique d'entrée exigé pour atteindre le débit nominal.
6.2 Plage dynamique
Pour les essais dynamiques, s'assurer que l'équipement de mesure, les amplificateurs et les dispositifs
d'enregistrement ne génèrent aucun amortissement ni aucune atténuation ou dérive de phase du signal de
sortie enregistré qui affecterait la valeur mesurée de plus de 1 % de la valeur mesurée.
7 Essais électriques des distributeurs sans électronique intégrée
7.1 Généralités
Selon le cas, réaliser les essais décrits de 7.2 à 7.4 sur tous les distributeurs sans électronique intégrée avant
de procéder aux essais ultérieurs.
NOTE Les essais de 7.2 à 7.4 s'appliquent uniquement aux distributeurs électriques.
7.2 Résistance de la bobine
7.2.1 Résistance de la bobine — À froid
Réaliser l'essai comme suit.
a) Exposer le distributeur hors tension à la température ambiante spécifiée pendant au moins 2 h.
b) Mesurer et enregistrer la résistance électrique entre les deux fils ou les deux bornes de chaque bobine du
distributeur.
7.2.2 Résistance de la bobine — À chaud
Réaliser l'essai comme suit.
a) Exposer le distributeur sous tension, monté sur une embase recommandée par le fabricant, à sa
température nominale maximale et le faire fonctionner sous tension, sans écoulement de fluide, jusqu'à
ce que la température de la bobine soit stabilisée.
b) Mesurer et enregistrer la résistance électrique entre les deux fils ou les deux bornes de chaque bobine du
distributeur. La valeur de la résistance doit être mesurée dans un délai de 1 s après suppression de la
tension d'alimentation.
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7.3 Inductance de la bobine — Essai facultatif
Cette méthode d'essai ne doit pas être utilisée pour déterminer une valeur définitive de l'inductance. La valeur
obtenue doit être utilisée uniquement à titre de comparaison.
Réaliser l'essai comme suit.
a) Brancher la bobine sur une source de tension constante capable de délivrer au moins le courant nominal
de la bobine.
b) L'armature doit être maintenue immobile à 50 % de sa course de travail pendant l'essai.
c) Contrôler le courant dans la bobine sur un oscilloscope ou un équipement similaire.
d) Régler la tension de manière que le courant en régime stationnaire corresponde au courant nominal de la
bobine.
e) Mettre hors tension puis à nouveau sous tension et enregistrer le comportement transitoire du courant.
f) Déterminer la constante de temps, t , de la bobine (voir Figure 2) et calculer l'inductance, L , à partir de
c c
l'Équation (1):
L = R t (1)
c c c
où R est la résistance de la bobine, en ohms.
c
Légende
a
X temps 1 représentation du courant continu Début.
Y courant 2 constante de temps, t
c
Figure 2 — Mesurage de l'inductance de la bobine
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7.4 Résistance d'isolement
Établir la résistance d'isolement de la bobine comme suit.
a) Si des composants électriques internes sont en contact avec le fluide (c'est-à-dire bobine humide),
remplir le distributeur avec le fluide hydraulique avant d'effectuer l'essai.
b) Relier l'une à l'autre les bornes de la bobine et faire passer dans celles-ci et le corps du distributeur un
courant continu de tension, U , égale à 500 V, pendant 15 s.
i
c) À l'aide d'un détecteur d'isolement approprié, mesurer la résistance d'isolement, R .
i
d) Pour les détecteurs affichant le courant, I, en ampères, calculer la résistance d'isolement à partir de
i
l'Équation (2).
U
i
R = (2)
i
I
i
8 Essais de performance
Il convient de conduire tous les essais de performance sur un distributeur couplé à un amplificateur, étant
donné que les signaux d'entrée sont envoyés à l'amplificateur et non pas directement au distributeur.
Pour les distributeurs à étages, configurer le distributeur pour qu'il soit à alimentation pilote externe et à
drainage pilote externe si possible.
Avant de commencer l'essai, tous les réglages mécaniques/électriques qui seraient normalement effectués,
tels que la remise à zéro, le réglage de la zone nulle et l'ajustement du gain, doivent être réalisés.
8.1 Essais en régime stationnaire
Il convient de veiller à exclure les effets dynamiques pendant les essais en régime stationnaire.
8.1.1 Généralités
Les essais en régime stationnaire doivent être réalisés dans l'ordre suivant:
a) essais de pression d'épreuve, facultatifs (8.1.2);
b) essai de fuite interne (8.1.3);
c) mesurage du débit de sortie en fonction du signal d'entrée, à chute de pression interne constante (8.1.4
et 8.1.5), pour déterminer
1) le débit nominal,
2) le gain en débit,
3) la linéarité du débit,
4) l'hystérésis du débit,
5) la symétrie du débit,
6) la polarité du débit,
7) les conditions de recouvrement de la bobine,
8) le seuil;
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d) débit de sortie en fonction de la chute de pression interne (8.1.6);
e) débit limite de sortie en fonction de la chute de pression interne (8.1.7);
f) débit de sortie en fonction de la température du fluide (8.1.8);
g) gain en pression en fonction du signal d'entrée (8.1.9);
h) dérive nulle de pression (8.1.10);
i) essai de la fonction de sécurité positive (8.1.11).
8.1.2 Essais de pression d'épreuve (facultatifs)
8.1.2.1 Généralités
L'intégrité du distributeur peut être vérifiée par des essais de pression d'épreuve avant de réaliser tout autre
essai.
8.1.2.2 Mode opératoire d'essai des orifices P, A, B et X
Dans l'essai, une pression d'épreuve est fournie aux orifices de commande et de pression, ainsi qu'à l'orifice
d'alimentation pilote externe du distributeur, l'orifice de retour étant ouvert. Procéder aux essais comme suit.
a) Appliquer une pression d'épreuve de 1,3 fois la pression nominale aux orifices de pression et de
commande et à l'orifice X pendant au moins 30 s. Pendant environ la moitié de cette période, appliquer le
signal d'entrée maximal puis, pendant le reste de l'essai, appliquer le signal d'entrée minimal.
b) Au cours de l'essai, examiner le distributeur pour détecter toute fuite externe.
c) Après l'essai, examiner le distributeur pour détecter toute déformation permanente.
d) Enregistrer la pression d'épreuve utilisée au cours de l'essai.
8.1.2.3 Mode opératoire pour l'orifice de retour T
Réaliser l'essai comme suit.
a) Appliquer une pression d'épreuve égale à 1,3 fois la pression nominale de l'orifice T à l'orifice du réservoir
du distributeur pendant au moins 30 s.
b) Au cours de l'essai, examiner le distributeur pour détecter toute fuite externe.
c) Après l'essai, examiner le distributeur pour détecter toute déformation permanente.
d) Enregistrer la pression d'épreuve utilisée au cours de l'essai.
8.1.2.4 Orifice Y de drainage pilote
Ne pas appliquer de pression d'épreuve à un orifice de drainage pilote externe.
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8.1.3 Essai de fuite interne et de débit à l'orifice de pilotage
8.1.3.1 Généralités
L'essai de fuite interne et de débit de pilotage doit être réalisé pour établir
a) le débit de fuite et de pilotage combiné, et
b) le débit de pilotage dans le cas des distributeurs configurés pour le drainage pilote externe.
8.1.3.2 Circuit d'essai
Réaliser l'essai de fuite interne et de débit de pilotage avec un circuit d'essai hydraulique conforme aux
exigences de la Figure 1, tous les robinets étant initialement fermés à l'exception des robinets S1, S3 et S6.
8.1.3.3 Réglage
Régler la pression d'alimentation et la pression de pilotage du distributeur à 10 MPa (100 bar) au-dessus de la
pression de retour, ou à la pression de fonctionnement donnée par le fabricant si cette pression est inférieure
à 10 MPa.
8.1.3.4 Mode opératoire
Réaliser l'essai comme suit.
a) Actionner plusieurs fois le distributeur, sur toute la plage de signaux d'entrée, juste avant d'effectuer les
mesurages des fuites, en s'assurant que l'huile qui passe à travers le distributeur se trouve dans la plage
de viscosité souhaitée.
b) Fermer les robinets S3 et S6, ouvrir le robinet S2 et fermer ensuite le robinet S1.
c) Enregistrer le débit de fuite de l'orifice T lorsque le signal d'entrée est balayé lentement sur sa plage
entière (voir Figure 3). Le débit enregistré par le capteur 10 représentera la fuite à l'étage principal plus la
fuite à l'orifice de pilotage. La Figure 3 présente la caractéristique type d'un servo-distributeur à
recouvrement nul. Les autres types de distributeurs présentent une caractéristique différente.
d) Avec un signal d'entrée constant, le débit enregistré par le capteur 10 représente la fuite à l'étage
principal et à l'orifice de pilotage en régime stationnaire.
Pour les distributeurs configurés pour le drainage pilote externe, ouvrir le robinet S1 et fermer le robinet S2.
Enregistrer le débit de fuite de l'orifice Y avec le signal d'entrée réglé à zéro. Le débit enregistré par le
capteur 10 représentera le débit à l'orifice de pilotage.
Ces essais peuvent, si besoin, être répétés à des pressions supplémentaires allant jusqu'à la pression
d'alimentation maximale du distributeur soumis à essai.
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Légende
X signal d'entrée
Y débit
1 composant de débit de pilotage approximatif (distributeur actionné par le pilote uniquement)
2 débit total mesuré comprenant n'importe quel débit de pilotage
Figure 3 — Mesurage de la fuite interne
8.1.4 Essais de mesure
8.1.4.1 Généralités
L'objectif de cet essai est de déterminer les caractéristiques de mesure de chaque boucle de régulation du
tiroir principal à chute de pression constante. Enregistrer le débit, en utilisant le capteur de débit 11, dans
chaque boucle de régulation, en fonction du signal d'entrée (voir Figure 4).
8.1.4.2 Circuit d'essai
8.1.4.2.1 Le capteur de débit 11 a besoin de pouvoir réaliser des mesures sur une vaste plage de débit
d'au moins 1 % à 100 % du débit nominal. Il peut être nécessaire, particulièrement si la régulation du débit
proche d'un débit nul doit être mesurée avec exactitude, de remplacer le capteur 11 par deux capteurs de
débit séparés, un pour mesurer les débits élevés, l'autre pour mesurer les faibles débits et ayant des plages
de débit de service qui se chevauchent.
Pour les distributeurs à étages avec un raccordement de pression de pilotage interne, il peut être nécessaire
d'augmenter la pression du système en ajoutant une restriction dans le circuit de débit principal de façon que
le distributeur fonctionne correctement.
8.1.4.2.2 Écoulement de l'orifice d'alimentation P vers l'orifice de commande A
Réaliser l'essai avec un circuit d'essai hydraulique conforme aux exigences de la Figure 1, tous les robinets
étant fermés à l'exception des robinets S1, S3 et S5.
8.1.4.2.3 Écoulement de l'orifice de commande A vers l'orifice de retour T
Réaliser l'essai avec un circuit d'essai hydraulique conforme aux exigences de la Figure 1, tous les robinets
étant fermés à l'exception des robinets S4, S7 et S9.
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8.1.4.2.4 Écoulement de l'orifice d'alimentation P vers l'orifice de commande B
Réaliser l'essai avec un circuit d'essai hydraulique conforme aux exigences de la Figure 1, tous les robinets
étant fermés à l'exception des robinets S1, S4 et S6.
8.1.4.2.5 Écoulement de l'orifice de commande B vers l'orifice de retour T
Réaliser l'essai avec un circuit d'essai hydraulique conforme aux exigences de la Figure 1, tous les robinets
étant fermés à l'exception des robinets S4, S8 et S9.
8.1.4.2.6 Écoulement de l'orifice d'alimentation P vers l'orifice de retour T
Réaliser l'essai avec un circuit d'essai hydraulique conforme aux exigences de la Figure 1, tous les robinets
étant fermés à l'exception des robinets S1, S3 et S6.
Légende
a
X pourcentage du signal d'entrée calibré Débit de P vers B.
b
Y débit Débit de P vers A.
c
1 zone morte Débit de B vers T.
d
2 Q Débit de A vers T.
err
3 hystérésis
Figure 4 — Essai de mesure
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8.1.4.3 Réglage
Choisir un traceur ou un enregistreur approprié, son axe X étant capable d'enregistrer la plage du signal
d'entrée et son axe Y étant capable d'enregistrer de zéro à au mo
...
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