FR2657692A1 - Balance electronique a tare commandee. - Google Patents

Abstract

La balance électronique conforme à l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'elle comporte un bobinage de tarage 4 distinct du bobinage de mesure 6, s'agissant d'une balance dans laquelle les deux bobinages, engagés chacun dans l'entrefer d'un aimant 14, 15, sont reliés au fléau 2 qui porte le plateau 1 et ont pour but de compenser le poids de la masse à peser. La commande du courant de mesure alimentant le bobinage de mesure 6 peut ainsi être assurée par un amplificateur de puissance à faible temps de réponse. Les courants dans les deux bobinages peuvent être commandés par un ordinateur. Application aux balances rapides de pesage industriel.

Description

Balance électronique à tare commandée.

La présente invention concerne une balance électronique du type comportant, en tant qu'équipage mobile, un fléau verticalement mobile, portant un plateau unique de pesée, ce fléau étant relié par un système de suspension souple approprié à une partie d'ancrage fixe de la balance et étant mécaniquement solidarisé d'au moins un bobinage alimenté par une source de courant contrôlée et propre à se déplacer dans l'entrefer dlun aimant, ce fléau pouvant ainsi être soumis, en fonction du courant qui est envoyé dans ledit bobinage, à des forces verticales ascendantes pouvant contrebalancer tout ou partie des forces descendantes qui s'y appliquent.

Une balance électronique de ce type est décrite dans la demande de brevet français n" 90 00644 déposée au nom du Demandeur le 19 janvier 1990 et qui concerne le positionnement du zéro.

D' après la définition générale qui vient d'être donnée, on voit que le principe de base de ces balances repose sur le fait que la force à mesurer (poids de la masse posée sur le plateau) est directement opposée à la force de mesure (force verticale ascendante compensatrice que la bobine, en fonction du courant mesuré qui la traverse, exerce sur le fléau). Il n'y a donc, contrairement au cas des balances à fléau basculant, ni système de transmission de force par levier, ni articulations, ce qui permet déjà d'éviter les inconvénients dus aux frottements et à l'hystérésis mécanique.

La présente invention concerne plus particu lièrement, parmi les balances de ce type, celles qui sont destinées à mesurer le poids d'objets sortant à grande cadence d'une machine de production, ces objets à contrôler ayant un poids nominal connu a priori et pouvant être considéré comme une force de référence ; il s'agit donc, dans ce cas, de comparer le poids de ces objets à cette force de référence, connaissant par avance, d après les tolérances admissibles sur le poids des objets fabriqués, l'étendue de la gamme de pesée.

En d'autres termes, la force de mesure est décomposée en deux, et l'on est amené à engendrer :
a) une force de tarage constante et/ou programmée, permanente ou intermittente, connue a priori, pour compenser une partie importante de la force à mesurer, de sorte à réduire, autant que souhaité, la force de mesure. Cette force de tarage est engendrée par un courant fourni par un amplificateur de puissance dont le courant de sortie peut être déterminé par un ordinateur, par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique/analogique.

b) une force de mesure proprement dite, dont le rôle est de ramener équipage mobile à sa hauteur de référence. Contrairement à la précédente, elle est inconnue a priori et doit etre affinée par un algorithme quelconque (itération, asservissement proportionnel, intégral ou dérivé). La force est engendrée par un pont de mesure, ou par un convertisseur numérique/analogique, connecté à un amplificateur opérationnel.

La force de tarage et la force de mesure proprement dite - complémentaire à la précédente s'ajoutent donc algébriquement l'une à l'autre en agissant sur le même fléau pour compenser exactement le poids de l'objet contrôlé.

Dans une balance électronique connue du type défini au début, ces deux forces sont engendrées par un seul et même bobinage, comme ceci a été représenté schématiquement à la figure 1 du dessin ci-annexé, ce bobinage servant donc à la fois à la tare et à la lecture du poids à mesurer. Sur la figure 1, qui est une vue en plan, ce bobinage est référencé en 8. Il est parcouru par un courant qui est la somme d'un courant constant représentatif de la tare commandée, et d'un courant variable de mesure. Le courant de tarage est engendré par tout type approprié de générateur de courant stable tel que : accumulateur, générateur électronique, convertisseur numérique/analogique associé à un amplificateur de puissance avec pilotage par ordinateur, etc. Sur la figure 1, l'ordinateur est désigné en 0, le convertisseur en C N/A et l'amplificateur de puissance en question en A2.

Quant au courant variable de mesure, il est engendré par un amplificateur opérationnel d'asservissement Al géré par un détecteur de zéro optique 1, cet amplificateur ayant donc pour rôle, conformément à ce qui a été expliqué plus haut, de régler le courant dans le bobinage 8 pour ramener au zéro l'équipage mobile de la balance (fléau 2, plateau 4).

Sur cette figure 1, on a encore référencé en 5 le système de suspension du fléau, en 6 l'ancrage fixe de cette suspension et en 7 un ressort de tarage.

Partant de ce schéma classique, l'invention est basée sur les considérations suivantes.

Le bobinage est destiné
- d'une part à engendrer une force connue relativement importante, soit constante, pour constituer une tare ou un décalage de zéro, soit lentement variable par paliers (montée et descente du plateau entre sa position de référence et la ou les butées mécaniques du système) ou continûment (compensation de dérive). Pour cette raison, le bobinage doit avoir un aussi grand nombre de spires que possible, et se situer dans l'entrefer d'un aimant aussi fort que possible
- d'autre part à engendrer une force de mesure inconnue mais relativement faible et susceptible de varier très rapidement, cette force présentant donc des caractéristiques inverses de la précédente, n'imposant pas les mêmes caractéristiques de bobinage et d'aimant, et pouvant même rendre ces caractéristiques (importance du flux) inappropriées.En effet, le produit B x I x L devant être important à cause de la force de tarage nécessaire, surtout pour les balances de forte capacité, les effets d'autoinduction du bobinage peuvent être gênants en ce qu'ils peuvent perturber le fonctionnement de l'amplificateur opérationnel d'asservissement.

L'un des buts essentiels de la présente invention est donc de remédier à cette inadéquation forcée du bobinage unique, dans ce cas des balances à force de tarage importante et à force de mesure faible mais rapidement variable, et, à cet effet, une balance électronique du type général défini au début sera, conformément à la présente invention, essentiellement caractérisée en ce que ledit bobinage est constitué sous la forme d'un premier bobinage à grand nombre de spires, destiné à assurer uniquement le tarage ou un décalage du zéro avec éventuellement une compensation de dérive, ce premier bobinage étant alimenté par un courant à caractéristique essentielle de stabilité et étant associé à un second bobinage séparé, à relativement faible nombre de spires, également solidarisé mécaniquement dudit fléau, destiné uniquement à engendrer la force de mesure proprement dite, ce second bobinage étant propre à se déplacer dans l'entrefer d'un autre aimant et étant alimenté par un courant de mesure contrôlé faible et pouvant être rapidement variable.

De la sorte, on pourra conférer à chaque bobinage les caractéristiques électriques spécifiques requises par son rôle propre.

Ceci sera mieux vu par la suite, mais on peut déjà noter que ledit premier bobinage aura ainsi de faibles effets d'autoinduction d/dt car si est élevé, dt est grand, les variations du courant élevé qui le traverse étant lentes. Pour ledit second bobinage (bobinage de mesure) dt sera faible, les variations du courant qui le traverse étant rapides, mais ceci sera compensé par son faible nombre de spires, ce qui diminue le flux.

Il est à noter également que les amplificateurs de puissance destinés à alimenter les bobinages pourront alors plus facilement présenter les caractéristiques souhaitées, puisque l'amplificateur alimentant le premier bobinage (celui qui devra fournir le plus de puissance) n'aura plus besoin d'avoir un très court temps de réponse. Cette caractéristique ne sera exigée que pour l'amplificateur moins puissant alimentant le second bobinage.

Avantageusement, on peut encore prévoir que ledit premier bobinage est alimenté par le courant amplifié engendré par un convertisseur numérique/analogique à nombre élevé de bits, assurant une grande stabilité à ce courant ; on peut utiliser par exemple un convertisseur à 16 bits, ce qui confère à la force de tarage une stabilité meilleure que 1/10 000.

Par contre, pour ce qui est du courant de mesure alimentant le second bobinage, il peut être fourni par un convertisseur numérique/analogique à relativement faible nombre de bits mais apte à varier rapidement (amplificateur à faible temps de réponse) car dans ce cas il n'y a pas besoin d'avoir une aussi grande précision. En effet, avec les balances du type en question (destinées en particulier à effectuer des contrôles sur une chaine de production), il suffit souvent de savoir si un objet est dans les normes ou hors normes. S'il est considérablement hors normes, il est peu important de savoir exactement de combien ; il suffit de le rejeter et/ou de déclencher une alarme.

Ainsi on pourra dans ce cas utiliser un convertisseur numérique/analogique à seulement 10 bits, puisque l'on ne travaille alors que sur les chiffres les moins significatifs.

La présente invention porte encore sur d'autres caractéristiques de réalisation, notamment quant au positionnement relatif du premier et du second bobinage (superposés ou concentriques), quant à la réalisation du système de suspension reliant le fléau commun ou ces bobinages au bâti ou carter de la machine, et quant à d'autres dispositions encore, toutes dispositions qui seront mieux vues à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d'exemple, avec référence aux autres figures schématiques du dessin ci-annexé dans lequel
- la figure 2 représente schématiquement, en coupe verticale et axiale, les blocs magnétiques d'une balance électronique conforme à l'invention, à bobinages de faible diamètre superposés, à champ d'aimants axial
- la figure 3 est une vue du même type que celle de la figure 2, mais avec un champ d'aimants radial
- la figure 4 représente schématiquement, en coupe axiale, les blocs magnétiques séparés d'une autre balance électronique conforme à l'invention, à bobinages concentriques ;
- la figure 5 représente schématiquement, en coupe axiale, le bloc magnétique unique d'encore une autre balance électronique à bobinages concentriques conforme à l'invention ;
- la figure 6 est le schéma général d'assemblage d'une balance à blocs magnétiques plats
- la figure 7 représente schématiquement, en plan, un système de suspension à diaphragme
- la figure 8 représente schématiquement, en plan, un système de suspension à quatre brins, propre à relier le fléau au bâti de la balance
- les figures 9 à 12 représentent en perspective différents types de brins de suspension utilisables dans le système de la figure 8 ; et
- la figure 13 est un synoptique du montage d'une balance automatique à tare commandée conforme à l'invention, intégrée dans un processus industriel.

A la figure 2, on a référencé en 1 le plateau de la balance, porté par un fléau vertical 2 ; pour qu'il puisse résister au flambage, il s'agit de préférence d'un simple tube en matériau léger. Le premier bobinage, ou bobinage de tare, est référencé en 4 et est solidarisé du fléau 2 par une liaison rigide 3. Le second bobinage, ou bobinage de mesure, coaxial au premier, est référencé en 6 et est solidarisé du fléau 2 par une autre liaison rigide, 3' ; ce second bobinage possède un nombre de spires considérablement plus faible que le premier.A proximité de ses extrémités supérieure et inférieure, (disposition qui donne la stabilité maximale de centrage de la suspension), le fléau 2 porte des collerettes, respectivement 12 et 13, permettant de le relier au carter 16 par une suspension souple, par exemple du type à membrane, respectivement référencée en 10 et 11, la référence 17 représentant, en haut et en bas, un rebord de fixation de la périphérie de ces membranes.

Le premier bobinage 4 pénètre dans l'entrefer d'un aimant annulaire constitué d'un aimant proprement dit 14, entourant le fléau 2, cet aimant ayant une orientation axiale et étant enserré entre des pièces polaires également annulaires 20 et 21.

La disposition est semblable pour le second bobinage 6, l'aimant étant dans ce cas référencé en 15 et les pièces polaires correspondantes en 22 et 23.

Les blocs magnétiques superposés étant indépendants, il est préférable de les blinder magnétiquement pour éviter l'interférence du champ d'un aimant sur le bobinage de l'autre ; c'est pourquoi un blindage magnétique 5 relié au carter 16 est interposé entre les deux blocs magnétiques.

Il est à noter que le fait de disposer le premier bobinage (tarage) en haut et le second bobinage (mesure) en bas limite au maximum le flambage du fléau 2, puisque ainsi la force de tarage commandée, relativement importante, est plus proche du point d'application de la force à compenser (celle exercée par le poids posé sur le plateau 1).

Il est à noter que la forme annulaire plate de l'aimant dans la figure 2 rend les blocs magnétiques peu coûteux à fabriquer.

Dans le schéma simplifié de la figure 3, on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes parties des deux blocs magnétiques. Dans ce cas, les deux aimants 14 et 15 sont encore annulaires, mais ont été usinés selon la forme indiquée et fournissent donc des champs radiaux ; ils sont plus coûteux à fabriquer mais permettent d'avoir - notamment pour le bloc supérieur - une longueur de bobinage soumise au champ magnétique supérieure à celle du schéma de la figure 2, ce qui permet d'augmenter la force de tarage.

Dans une forme de réalisation notablement différente, représentée schématiquement aux figures 4 à 6, on peut disposer les blocs magnétiques non pas de façon superposée mais concentriquement, étant alors avantageux de disposer le premier bobinage 4 et son aimant correspondant 14 à l'extérieur, le passage du fléau 2 étant bien entendu prévu encore centralement. On peut ainsi, très facilement, obtenir une force de tarage contrôlée très importante (surface importante des spires du bobinage extérieur, donc inductance très importante de ce bobinage, d'où produit B.I.L maximal) et donc une balance électronique à la fois très plate et de grande capacité.En outre, une telle balance s'avère très peu sensible à la position de l'objet sur le plateau ; de plus, le double aimant ne forme plus alors qu'un seul bloc, auquel le système de suspension peut être fixé, de part et d'autre du bloc.

Cette disposition concentrique est encore avantageuse en ce que le bobinage central (second bobinage ou bobinage de mesure) ne disposera que d'un faible flux, du fait de la faible surface des spires.

On voit que l'on optimise ainsi facilement les caractéristiques physiques nécessaires et définies par la théorie.

Sur les figures 4 à 6 qui illustrent ce mode de réalisation, on a utilisé les mêmes références que sur les figures 2 et 3 pour désigner les parties correspondantes des blocs magnétiques respectifs.

Dans le cas de la figure 4, les paires de pièces polaires annulaires 20-21 et 22-23 sont concentriques et séparées ; il y a donc un bloc magnétique intérieur ou de mesure (15, 22, 23) et un bloc magnétique extérieur ou de tarage (14, 20, 21). Ce mode de réalisation limite les effets d'induction du bobinage de mesure, parcouru par un courant variable, sur le bobinage de tare commandée, dont le courant, comme vu plus haut, doit être très stable.

Dans la variante de la figure 5, par contre, il y a encore deux aimants plats, annulaires et concentriques 14 et 15, mais ces deux aimants sont intégrés dans un bloc unique 20, 21-23, 22, plus facile à usiner.

Les contraintes industrielles détermineront le choix entre la variante de la figure 4 et celle de la figure 5, qui dans le principe sont équivalentes.

Dans le schéma général d'assemblage de la figure 6, on a repris les blocs magnétiques de la figure 4, mais avec en outre une représentation du premier bobinage exterieur 4 et du second bobinage intérieur 6.

Ces bobinages sont reliés entre eux et au fléau axial 2 par une structure rigide 3-3'-3". Sur cette figure, 9 désigne un détecteur de zéro, comportant une diode électroluminescente 50 et deux capteurs 51 pouvant être masqués par un écran 52 solidaire du fléau.

Les systèmes de suspension souple reliant cet équipage mobile 1-2-3-3'-3"-4-6 à une partie fixe 17 de la machine ont été schématisés en 10 (partie supérieure) et en 11 (partie inférieure).

L'invention concerne par ailleurs la réalisation de ce que l'on a appelé plus haut le système de suspension souple, destiné à relier les bobinages ou le fléau dont ils sont rigidement solidarisés à la partie d'ancrage fixe de la balance (moyens référencés 10 et Il sur la figure 2).

Cette réalisation du système de suspension doit prendre en compte les considérations suivantes
sa fonction est de maintenir l'équipage mobile (ensemble fléau 2/bobinages 4,6/plateau 1) de façon aussi rigide que possible dans le sens latéral (fonction de centrage) et aussi souple que possible dans le sens longitudinal (axe des forces à mesurer). La compensation de la force à mesurer étant assurée par les bobinages, la balance reste toujours au zéro en fonction mesure en outre, le déplacement du fléau 2 est très faible (moins d'un millimètre entre butées). Les suspensions 10 et 1l ne subissent donc pas d'effort de la part des forces à mesurer ; elles ne se déforment qu'à l'intérieur des limites d'élasticité et l'influence de leur hystérésis est nulle. En revanche, elles doivent résister à un effort latéral sur le fléau.En outre, leur masse s'ajoute partiellement à la masse dynamique de l'ensemble, et doit donc être réduite à un minimum.

La structure des suspensions découle donc de cette spécificité.

I1 y a lieu de noter en outre que les suspensions doivent être en un matériau conducteur de l'électricité, car elles servent de conducteurs entre les fils d'amenée du courant et le bobinage lui-même. On évite ainsi les frottements dus à la raideur des fils de cuivre d'alimentation (branchement classique).

Comme déjà indiqué plus haut, il convient de noter par ailleurs que les deux systèmes de suspens ion (pour les systèmes à double bobinage) doivent être aussi éloignés que possible l'un de l'autre pour obtenir la meilleure résistance possible au décentrage oblique du fléau (dû à la position de l'objet sur le plateau).

Dans le cas de la balance "haute" (bobinages alignés des figures 2 et 3), les suspensions sont en bout de fléau.

Dans le cas de la balance "plate" (bobinages concentriques des figures 4 à 6) les suspensions sont de part et d'autre du bloc d'aimants, fixées soit sur le fléau, soit sur le support de bobinage.

Ceci étant, on a représenté à la figure 7 un système de suspension 10 à diaphragme, à titre de premier exemple. Ce diaphragme est constitué de bandes circulaires concentriques reliées entre elles par des pattes radiales décalées.

Pour l'obtention d'une masse dynamique moins importante, on utilisera de préférence le type de suspension de la figure 8. On met en oeuvre des brins 25 non radiaux, reliant de façon excentrée le carter 16 de la balance aux extrémités des branches d'une croix de
Malte ou croisillon 26 fixée sur le fléau 2 (ou autre élément de l'équipage mobile). Grâce à cette disposition, on obtient bien une transformation des efforts latéraux subis par le fléau en efforts longitudinaux (traction) sur les brins de la suspension, avec pour conséquence une forte résistance latérale.

Comme cela ressort de ce qui précède, les brins 25 doivent être rigides en allongement et souples en flexion. Leur résistance mécanique est donc calculée comme un compromis entre leur souplesse en flexion, laquelle détermine la sensibilité de la balance, et leur résistance axiale, qui en détermine la robustesse (et non sa capacité, puisque l'on a vu que le système de suspension n'était soumis pratiquement à aucun effort axial).

Les figures 9 à 12 montrent différentes formes de brins susceptibles de remplir ces conditions.

Le brin 25 de la figure 9 est constitué d'une feuille mince pliée en U, par exemple une tôle en bronze au béryllium, le pliage 26 étant médian pour assurer la rigidité axiale, et les extrémités 27 étant laissées plates pour conférer au brin une grande souplesse vis-à-vis des efforts s'exerçant perpendiculairement au plan de ces bouts.

Les brins triples 28 des figures 10 et 11 sont des variantes de celui de la figure 9 ; il s'agit de brins à double articulation, dans lesquels la rigidité est encore due à la forme en auge de leur partie centrale, et la souplesse à la combinaison d'un pliage en bout (comme à l'emplacement référencé 30 sur la figure 11) et d'une torsion au niveau de l'articulation centrale 29.

Dans le mode de réalisation de la figure 12, le brin de liaison 25 est composite, et constitué d'une feuille rectangulaire mince 31 constituant l'âme du brin, par exemple également en bronze au béryllium, destinée à assurer la souplesse du brin vis-à-vis des efforts qui s'exercent perpendiculairement sur cette âme, âme sur laquelle est pincé un tube 32 destiné à assurer la rigidité axiale du brin, ce tube pouvant être réalisé par exemple en duraluminium, métal léger et rigide.

La présente invention concerne encore la réalisation de la commande automatique de la valeur de tare, à savoir la commande du courant alimentant le premier bobinage 4.

Le principe général en est le suivant
Un ordinateur 77 comporte dans son programme des moyens de relier la force à mesurer (poids des objets produits 64 - cf. figure 13), tant dans sa modulation dans le temps -synchronisation- que dans son intensité, à la commande de la tare. Cette commande est un mot, qu'un convertisseur numérique/analogique 71' transforme en tension, laquelle est appliquée à l'entrée d'un amplificateur de puissance 70' débitant le courant voulu dans le bobinage de tare commandée 4 (liaison Bl-B'l,
B2-B'2).

On voit que
- tant que le mot de commande reste inchangé, la tare reste constante ;
- des variations de la valeur du mot provoquent un changement de tare rapide (au temps de réponse électronique et électrique près)
- si la tare commandée est très supérieure à la force à mesurer, le plateau 1 monte jusqu'à la butée supérieure (verrouillage)
- si la tare commandée est très inférieure à la force à mesurer, le plateau 1 descend jusqu'à la butée inférieure (escamotage)
- si la tare commandée est du même ordre que la force à mesurer, sa valeur ajoutée algébriquement à celle de la force de mesure permet au fléau 2 de se mettre dans sa position d'équilibre (mesure).

Il est à noter que ce système peut être utilisé en tarage automatique itératif, c'est-à-dire que l'ordinateur augmente la tare jusqu'à ce que la lecture puisse se faire, puis se stabilise dans cette zone La valeur de la tare est étalonnée dans la procédure normale d'étalonnage.

Le but de cette fonction est de modifier en temps réel le comportement de la balance pour le synchroniser avec la machine de production qu'elle contrôle, référencée en 61 sur la figure 13.

L'asservissement de la tare commandée par l'ordinateur 77 peut se faire de deux façons, à savoir par mémorisation du cycle de production et capteurs de début de cycle ou par suivi en temps réel des perturbations et capteur intégré ; c'est ce dernier mode de réalisation qui est illustré à la figure 13.

Ce concept implique un dialogue entre la machine de production 61 et le système de pesée. Ce dialogue est synchronisé par un ou des capteurs qui permettent à l'ordinateur 77 de savoir où en est le cycle de production.

Dans un cycle de production, il existe des moments plus ou moins perturbants et parfois même des moments dangereux pour un système souple.

L'asservissement consiste à repérer dans le cycle les moments perturbés et à modifier le comportement de la balance pour la mettre, selon le cas
- en période très perturbée, en verrouillage haut
- en période calme, en position de mesure ;
- en période transitoire d'arrivée d'un objet sur son plateau, en amortissement magnétique (descente contrôlée puis remontée rapide) ; ou
- en cas de glissement latéral d'objets, en position basse (escamotage).

La machine de production 61 comporte à cet effet un capteur de position 63 détectant la position d'un dispositif indexeur synchronisé 62, ce qui fournit à la carte "machine" 73 de l'ordinateur 77 (entrées 73A, 74A, 75A) une information binaire précise ("top de synchronisation") fourni à la carte "balance" 72.

Eventuellement, un capteur 75 vérifie qu'un objet à peser se trouve dans une position donnée par rapport au plateau 1 (voire, sur le plateau). En fonction des instructions du programme sollicitées par la lecture de ces capteurs, l'ordinateur 77 répond par un mot de commande qui provoque le résultat escompté. Les effets d'amortissement se font par envoi d'une succession très rapide de mots de valeur variable.

Dans les applications de contrôle, il est souvent nécessaire de faire glisser sur le plateau 1 et hors du plateau les échantillons (ex : remplisseuse de flacons). Pour éviter d'accrocher le plateau lors de cette manoeuvre, il faut l'escamoter pendant une fraction de seconde. Cela se fait encore au moyen de la tare commandée conforme à l'invention, en envoyant un mot de commande tel que la force magnétique "aspire" le fléau 2 et le fasse tomber sur ses butées inférieures.

Non seulement il n'y a pas contact, durant ce temps-là, entre objet mobile et plateau, mais le blocage physique du fléau l'aide à résister aux perturbations dues au transfert des objets.

Cette méthode est beaucoup plus souple et rapide que la classique came. En effet, il est possible de régler la fréquence et la durée de l'escamotage par des paramètres numériques informatiques, au lieu d'usiner et de changer l'angle d'une came. Il s'agit là d'un avantage essentiel de la presente invention.

Lorsqu'on veut faire varier, par ailleurs, la hauteur du plateau 1 entre deux points moins distants que les butées mécaniques, et/ou lorsqu'on veut le faire avec douceur (éviter le choc contre des butées), on utilise les positions multiples du détecteur de zéro 9.

A chaque position de chacun des couples de photodétecteurs correspond une position du plateau 1. En choisissant, par commande électronique, un couple particulier, on choisit par là-même une position particulière de la hauteur d'équilibre du plateau. La mise en place se faisant par compensation électromagnétique, elle est douce, puisque assurée par un amortissement magnétique (voir la demande de brevet français mentionnée au début, n" 90-00644).

D'autre part, en choisissant un nombre particulier pour le rapport des fréquences d'éclairement des deux détecteurs, et non le nombre 1, (voir cette même demande), on exerce une force compensatrice inférieure ou supérieure à la force exercée, ce qui permet de "déjauger" plus ou moins complètement la force et assurer au système un comportement mécanique particulier.

Il est à noter enfin que la fonction de tare peut être partagée entre la tare commandée et un ressort ou tout autre dispositif mécanique de compensation. Les dispositifs mécaniques sont de réglage difficile, et approximatif. On pallie ce défaut en réglant approximativement le ressort par un moyen classique (vis micrométrique) et on ajuste par la tare commandée.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Balance électronique du type comportant, en tant qu'équipage mobile, un fléau (2) verticalement mobile, portant un plateau unique de pesée (1), ce fléau étant relié par un système de suspens ion souple approprié à une partie d'ancrage fixe de la balance et étant mécaniquement solidarisé d'au moins un bobinage alimenté par une source de courant contrôlée et propre à se déplacer dans l'entrefer d'un aimant, ce fléau (2) pouvant être ainsi soumis, en fonction du courant qui est envoyé dans ledit bobinage, à des forces verticales ascendantes pouvant contrebalancer tout ou partie des forces descendantes qui s'y appliquent, caractérisée en ce que ledit bobinage est constitué sous la forme d'un premier bobinage (4) à grand nombre de spires, destiné à assurer uniquement le tarage ou un décalage du zéro avec éventuellement une compensation de dérive, ce premier bobinage étant alimenté par un courant à caractéristique essentielle de stabilité et étant associé à un second bobinage séparé (6), à relativement faible nombre de spires, également solidarisé mécaniquement dudit fléau, destiné uniquement à engendrer la force de mesure proprement dite, ce second bobinage étant propre à se déplacer dans l'entrefer d'un autre aimant et étant alimenté par un courant de mesure contrôlé faible et pouvant être rapidement variable.

2. Balance selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit premier bobinage est alimenté par le courant amplifié engendré par un convertisseur numérique/analogique à nombre élevé de bits, assurant une grande stabilité à ce courant.

3. Balance selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit second bobinage est alimenté par le courant amplifié engendré par un convertisseur numérique/analogique à relativement faible nombre de bits.

4. Balance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les premier et second bobinages ainsi que leurs aimants respectifs sont superposés.

5. Balance selon la revendication 4, caractérisée en ce que le premier bobinage (4) (bobinage de tarage contrôlé) est disposé au-dessus du second bobinage (6) (bobinage de mesure) pour limiter les risques de flambage du fléau (2).

6. Balance selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'un blindage magnétique (5) est interposé entre les deux blocs magnétiques, comprenant chacun un bobinage (4 ou 6) et l'aimant correspondant (14 ou 15).

7. Balance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les aimants comprennent un aimant proprement dit (14, 15), annulaire et plat, enserré entre deux pièces polaires (20, 21 22, 23) ménageant entre elles un entrefer annulaire pour le passage du bobinage correspondant (4, 6).

8. Balance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdits aimants (14, 15) sont usinés de sorte à présenter eux-mêmes directement des entrefers annulaires pour le passage des bobinages (4, 6) correspondants.

9. Balance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les blocs magnétiques, comprenant chacun un bobinage et l'aimant associé, sont disposés concentriquement l'un à l'autre.

10. Balance selon la revendication 9, caractérisée en ce que le premier bobinage (4) (bobinage de tarage contrôlé) est disposé autour du second bobinage (6) (bobinage de mesure), de sorte à présenter le plus grand flux.

11. Balance selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que les blocs magnétiques comprennent chacun un aimant annulaire plat (14, 15) et des pièces polaires annulaires et concentriques séparées en deux blocs magnétiques (Fig.4) ou constituant un bloc magnétique unique (Fig.5).

12. Balance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit système de suspension souple (10, 11) est constitué par un diaphragme ou une membrane.

13. Balance selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que ledit système de suspension est constitué sous la forme d'un ensemble de brins (25) reliant de façon excentrée le carter (16) de la balance aux extrémités des branches d'un croisillon (26) solidarisé d'un élément dudit équipage mobile.

14. Balance selon la revendication 13, caractérisée en ce que les brins (25) sont constitués sous la forme d'une tôle mince pliée en U de sorte à présenter dans sa partie centrale la forme d'une auge (26) rigide axialement, les parties extrêmes restant plates (27) assurant la souplesse du brin vis-à-vis des efforts qui leur sont perpendiculaires.

15. Balance selon la revendication 14, caractérisée par l'association de plusieurs brins en auge (28) à parties extrêmes plates et reliées par une articulation centrale (29) susceptible d'être le siège d'une torsion augmentant ainsi ladite souplesse.

16. Balance selon la revendication 13, caractérisée en ce que les brins (25) sont constitués d'une âme mince (31) assurant la souplesse du brin vis-à-vis des efforts de flexion, sur laquelle est serti un tube de métal léger et rigide (32) assurant la rigidité axiale du brin.