Brevet FR2135360A1 — publié le 19721215

la présente invention a pour objet un disposi tifde pesée électromécanique. De tels dispositifs sont déjà connus souo de nombreuses formes-d'exécution. On a toujours déterminé le poids par transformation d'une grandeur mécani- que en une grandeur électrique. On a toujours fait agir un ressort ou un contrepoids pour équilibrer le pois à mesurer avec interposition d'un système mécanique.Ces systèmes mécaniques agissent tous d'une manière défavorable sur le comportement des oscillations transitoires de tels dispositifs de pesée en raison de la masse inévitable des différents éléments formant ces systèmes. De plus, le frottement in tervenant dans les articulations des letiers et autre a orga- nes de ces systèmes peut fausser la précision de la mesure. Enfin, les modifications de température provoquent des modifieations des dimensions de cea organes. les erreurs de iesire qui en résultent se peuvent être réduites que par des procédés de compensation laborieux. La présente invention a pour objet d'améliorer la précision des mesures fournies par les dispositifs de pesée électromécaniques en évitant dans la mesure du possible les effets d'erreurs dues à des causes mécaniques tout en simplifiait es même temps le système mécanique. Ou a résolu le problème ainsi posé en pré- voyant ttn support susceptible de recevoir un poids et guidé par rapport à un cadre fixe le long d'un trajet de direction déterminée, tandis que le générateur d'un champ magnétique d'intensité bien déterminée fixé à ce support se trouve en présence d'un autre générateur, ìxe, d'un champ magnétique d'intensité également déterminée; ces deux générateurs sont disposés de telle manière l'un par rapport à l'autre, que l'on obtienne une force résultante agissant sur le support à l'en- contre de l'action du poids et, de plus, un dispositif tâteur travaillant sans contact mécanique assure la traduction de la position du support par rapport au cadre en valeurs électriques.Enfin, il est prévu un système de réglage as socié au dispositif tâteur, de manière à régler l'intensité du champ magnétique d'au moins l'un des générateurs; grâce à quoi, le support est maintenu dans une position bien définie, et il est encore prévu un indicateur ou un convertisseur de la valeur de l'intensité du champ ou des champs magnétiques soumis au réglage, ou encore de la vol eur d d'une autre grandeur physique proportionnelle à cette intensité. L'invention couvre un moyen permettant d'éviter dans de grandes proportions l'effet des erreurs occasionnés mécaniquement et cela, par la lise en place d'une compensation directe des forces par voie électromagnétique. On obtient ainsi, conformément à l'invention, un dispositif de pesée sans transmission des forets par leviers et articulations et sans ressorts en supprimant par suite tous les inconvénients inhérents à de tels organes constitutifs. On utilise par suite comme mesure di poids d d'une masse, le courant nécessaire à la compensation de ce poids ou encore, le champ magnétique produit par ce courant. 11 s'ensuit que le dispositif de pesée conforme à l'invention présente un excellent comportement on ce qui concerne les oscillations transitoires, en raison de la masse relativement faible des différents organes de système mécanique du dispositif et de la construction partioulière de l'ensemble;; Suivant une forme d'exécutien préférée de l'invention, le support est relié au cadre par des guides dis poids dans un plan parallèle à la directien des forces agissant sur le support; de plus, un plateau de pesée est fixé à ne extrémité du support dont l'autre extrémité porte le gémérateur d'un champ magnétique qui s'étend jusque dans la zone d'actium du générateur d'un autre champ magnétique fixé au cadre ; enfin, il est prévu sur le support un repère ou autre marque disposée dans la zone d'action du dispositif tâteur porté par le cadre. Suivant une caractéristique compléme@@ire de cette forme d'exécution, les articulations des guides du côté du support et du oCté du cadre peuvent avantageusement etre constituées par des lames métalliques ou analogues présentant une flexibilité suffisante dans la direction des forces agissantes et solidement encastrées à leurs deux extrémités, tout en présentant dans une direction perpendiculaire au plan des guides un moment de résistance élevé.Ce mode de construction présente l'davantage consistant on ee que le supports ne peut être soumis à l'action de forces, tout au moins notables, provenant du cadre ou des guides, de telle sorte que les résultats des le sures sont dais une très grande mesure soustraits à l'influence des éléments de guidage du support. Pour rendre le support aussi rigide que possible dans une direction perpendiculaire à la direction des forces provenant des poids à mesurer, tout en lui maintenant cependant un poids aussi réduit que possible, on peut donner aux guides la forme de trapèzes isocèles dont les petites bases forment les bords de liaison avec le support. Pour que le support ainsi guidé dans ses mouvements puisse être soumis à des fatigues aussi réduites que possible, on peut avantageusement, suivant une autre caractéristique de l'invention, constituer le générateur dun champ magnétique porté par le support, par une bobine reliée au dispositif de réglage, pour permettre l'alimentation de la bobine par un courant de commande, tandis que l'autre génd- rateur d'un champ magnétique, qut est fixe, est constitué par un aimant permanent.Le technieien trouvera d'ailleurs un très grand nombre de possibilités électriques ou électroniques qui lut permettront de former le courant de commande destiné à alimenter la bobine du générateur. Suivant une forme d'exécution préférée de la partie électrique ou électronique du dispositif conforme à 11 invention, le tâteur est constitué par deux groupes ou ensembles de bobines sépares par un intervalle de faible largeur et comprenant chacun deux bobines reliées entre elles, ces deux ensembles étant disposés géométriquement, de telle manière l'un par rapport à l'autre que les axes des bobines correspondantes des deux ensembles coîncident, tandis que le repère porté par le support est constitue par une lame métallique formant un écrantet dont la longueur eorrespond à l'écartement entre les axes des bobines d'un ensemble de bobines et que l'un des deux ensembles est relié à un oscillateur, l'autre ensemble était relié à un redresseur différentiel; la sortie de ce redresseur est reliée à l'en- trée d'un amplificateur dont la sortie est elle-même reliée à l'entrée d'un transformateur de tension fournissant à la bobine fixée au support; pour la tension obtenue a la sortie du redresseur différentiel, un courant difinissant la valeur du poids appliqué au support. Pour protéger le support et la bobine qui lui est fixée contre tout dommage possible, il est prévu de plus, des butées limitant les déplacements du support. Suivant une variante différant de la forme d'exécution décrite ci-desaus, les deux générateurs de champ magnétique peuvent être constitués chacun par une bobine; les deux bobines peuvent être,par exemple, reliées électriquement en série, de telle sorte que les intensités des champs magnétiques,produites par les deux bobines sont connues d'une ma- nitre précise, grâce à ce que le même courant parcourt les deux bobines. On pourrait encore remplacer les solénoîdes par des électroaimants. On va maintenant décrire l'invention evee plus de détails en se référant aux dessins ci-joints sur lesquels : la fig. t est une coupe-élévation schématique d'un dispositif conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue par-dessus du même dispositif. La fig. 3 est un schéma électrique donné à titre d'exemple comme moyen de production d'un courant destiné à alimenter une bobine fixée au support. L'ensemble du dispositif conforme à l'invention est désigné par I sur les figs. 9 et 2. Ce dispositif eola- prend essentiellement un cadre 2 auquel le support 4 est relié par des guides 3 présentant la forme de trapèzes isocèles. les bords des guides correspondant aux petites bases des trapèzes sont reliées par des lames métalliques flexi bles ou analogues 7 à des éléments de fixation 8 montés sur le support 4.Les bords des guides correspondait aux grandes bases des trapèzes sont reliés par des lames métalliques flexibles ou analogues à des éléments de fixtion 10 montés sur le cadre 2. Pour recevoir la charge ou poids à mesurer, sn utilise un plateau de pesée 5 prévu à une extrémité du support 4. Sur le côté du support 4 opposé au plateau de peste, est fixée une bobine 6 dont les raccordements ne sont qu'indiqués et n'ont pas reçu de référence Le solénoide 6 se trouve en grande partie au-dessus de la partie centrale d'un aimant 11 présentant en coupe la forme approximative d'un M retourné. Sur le support 4 est fixée de plus une lame métallique protectrice 12 passant entre deux groupes eu ensembles de bobines 14@ 15 portées par une pièce rapportde 13 fixée sur le cadre 12. Chacun de cea ensembles 14-15 comprend deux bobines, respectivement 14'-14' et 15'15". Les axes des bobines de chaque ensemble sont parallèles et leur écartement est le mê- me dans les deux ensembles. De plus, ces deux ensembles 14-15 sont disposés de telle manière l'un par rapport à l'au tre, que l'axe d'une bobine de l'un de ces ensembles coîncide avec l'axe d'une bobine de l'antre ensemble.Dans l'intersalle entre les deux groupes ou ensembles de bobines 14-15, se trouve l'écran métallique 12 dont la longueur est choisie, de telle manière qu'elle corresponde à-la distance séparant les axes des bobines de l'un et de 10autre ensemble. le schéma de la fig. 3 comprend un oscillateur 16 relié aux bobines 14' et 14" de l'emsemble des bobines 14. Le plateau de pesée 5 et le support 4 sont représentés très schématiquement. L'écran métallique 12 fixé au support 4 se trouve, pour la position de repos du support, en parties égales dans les zones d'action des bobines 14'-15' d'une part et des bobines 14"-15" d'-autre part, dans les deux groupes de bobines 14 et 15. Les bobines 15' et 15" sont reliées au redresseur différentiel 1? dont les éléments constitutifs n'ont pas reçu de chiffres de référence. La sortie de ce redresseur alimente l'entrée de l'amplifieateur 18 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un transformateur de tension 18. La sortie de ce dernier alimente la bobine 6. Le fonctionnement du circuit représenté en fig.3 est le suivant L'escillateur 16 induit, par l'intermédiaire des bobines 14' et 14" du groupe de bobines 14 des tensions électriques dans les bobines 15' et 15" du groupe de bobines 15. Le support 4 et Itécran métallique 12 se trouvent alors dans une position telle par rapport à la position des bebines 14'-15' et des bobines 14"-15", qu'il se forme par l'internédiaire de l'amplificateur 18, du transformateur de tension et da bobine 6,entre les champs mangétiques anta gonistes de la bobine 6 et de l'aimant 11, une resultante- compensant exactement le poids de la tare constituée par le support 4, le plateau de pesée 5 et la bobine 6. Si l'on applique un poids sur le plateau de pesée, celui-ci s'abaissera légèrement avec le support 4 et l'écran métallique 12. Il s'ensuit qu'une tension plus élevée est induite dans la bobine 15' et une tension plus faible dans la bobine 15N que pour la position de départ du support 4. On obtient ainsi une m@@ification correspondante à la sortie du redresseur différentiel 17.L'amplificateur 18 relié à la sortie du redresseur différentiel 17 envoie une tension correspondante au transbrmateur de tonsion 19. Celuici transforme la tension qu'il reçoit en un courant proportionnel à cette dernière; ee courant est appliqué à la bobine 6 fixée au support 4 et détermine un accroissement de la force exercée par la bobine 6 et de son action sur le support 4, dans le sens assurant une compensation du poids porté par le plateau de pesée 5. Aussi longtemps que l'équilibre n'est pas atteint. entre le poids à peser augmenté de la tare et la force magnétique antagoniste, la tension appliquée au redresseur différentiel 17 provoque un accroissement correspon- dant du cou@ant alimentant la bobine 6.Ce n'est que brique l'on atteint l'équilibre entre la somme de la tare et du poids à peser et de la force magnétique qui lui est opposée, que le gourant cesse de croître dans la bobine. Le courant passant à ce moment dans la bobine 6 mesure le poids appliqué sur le plateau de peste 5 et que l'on a ainsi équilibré. Il faut remarquer en premier lieu que les organes mécaniques nécessaires n'ont qu'un effet très faible sur ce mode d'obtention de la mesure désiréc. En supprimant l'effet défaverable des erganes mécaniques dunsales dispositifs antérieurs, on assure la compensation de la fer ce exercée par le poids à peser par une force d'intensité igale agissant sans aucun changement de direction, suivant l'axe même de la surface de pesée. le dispositif de pesée conforme à l'invention permet de soulever d'une manière simple le plateau de pesée, grâce à quoi ce dispositif convient particulièrement pour les pesées dynamiques où les éléments à peser se trouvent en mou- versent. Par exemple, les éléments à peser peuvent etre répartis à intervalles suffisants sur une courroie transporteuse ou analogue et être pesés au cours de leur progression, par exemple, en soulevant le plateau de pesée au-dessus du niveau de la courroie transporteuse. À cet effet, en peut, par exemple, constituer la courroie transporteuse au moyen de courroies élémentaires étroites écartées l'une de l'autre et entre lesquelles on peut soulever et abaisser des organes en forme de peigne solidaires du plateau de pesée, de telle sorte que ces organes peuvent ven@@ en position de pesée au-dessus du niveau de la ou des courroies pour recevoir le poids à mesurer. Les mesures ainsi faites sont donc à l'abri de toute perturbation provoquée par la courroie. I1 est également possible, cependant, de laisser glisser la courroie sur le plateau de pesée pour effectuer les pesées.Mais, dans ce cas, il feut prendre des soins particuliers pour ne pas fausser les résultats des mesures par des perturba tions telles que des oscillations transmises par la courroie transperteuse au plateau de pesée. Comme on l'a représenté en fig. 3 on peut, par exemple, prévoir, en vue du soulèvement du plateau de pesée avec son support, un tâteur 21 sensible à la présence sar la courroie d'une pièce à peser, ce tâteur actionnant un interrupteur 20 intercalé dans le cirouit de réglage de la bobine 6. Ce tâteur 21 peut fonctionner par exemple par voie photo-électrique. Lorsque l'interrupteur 20 est ouvert, le plateau de pesée 5 est abaissé et lorsqu'il est fermé, ce plateau de pesde se trouve en position de travail. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de pesée élect@@ médnique caractérisé par un support susceptible de recevoir un poids et dont le déplacement est guidé suivant une direction déterminée par rapport à un cadre fixe et sur lequel est monté le générateur d'un champ magnétique d'intensité cennue disposé dans une zone soumise au champ magnétique produit par un autre générateur qui est fixé, les deux générateurs étant placés l'un par rapport à l'autre, de telle manière que la force résultante agissant sur le support du poids s'exerce à l'encontre de l'action de ce dernier, tandis qu'un dispositif tâteur traduit, sans contact matériel, la position du support par rapport au cadre en valeurs de grandeurs électriques et est relié à un système de réglage de l'intensité du champ magnétique d'au moins un générateur, de telle manière que le support seit maintenu dans une position déterminée, des moyens étant de plus prévus pour indiquer ou mettre en oeuvre la valeur de cette intensité du eu des champs magnétiques ou d'une autre grandeur physique qui lui est proportion- nelle. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le suppert est relié au cadre par l'intermé- diaire de deux guides parallèles dont les axes sont disposés dans un plan parallèle aux forces agissant sur le support, tandis que ce dernier porte à une extrémité le plateau de pesée et à son autre extrémité le générateur d'un champ magnétique qui se trouve dans la zone d'action d'un autre générateur qui est fixé sur le cadre, le support présentant de plus un repère ou autre marque, disposé dans la zone d'ac tion du dispositif tâteur prévu sur le cadre. 3. positif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les articulations des guides sur le support et sur le cadre sont constituées par des lames métalliques ou analogues encastrées à leurs extrémités et flexibles dans la direction des forces agissant sur le support, tout en présentant un couple résistant élevé dans une direction perpendiculaire au plan des axes des guides. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les guides se présentent sous la forme de trapèzes isocèles et que le support est relié aux bords des guides correspondant aux petites bases des trapèzes. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le générateur de champ magnétique fixé au support est constitué par une bobine reliée au système de réglage qui assure llali- mentation de la bobine par le courant de réglage, tandis que l'autre générateur d'un champ magnétique, qui est fixe, est constitué par un aimant permanent. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le dispositif tâteur est constitué par deux groupes de bobines fixés au cadre avec un intervalle réduit entre eux, ces groupes comprenant chacun deux bobines reliées entre elles et étant disposés géométriquement l'un par rapport à l'autre, de telle manière que l'axe de chaque bobine de l'us des groupes coïncide avec l'axe de la bobine correspondante de l'autre groupe, le repère porté par le sup- port était constitué par une lame métallique formant écran et dont la longueur correspond à l'écartement entre les axes des bobines d'un meme groupe, tandis que l'us des grou pes de bobines est relié à un oscillateur et l'autre à un redreseeir différentiel dont la sortie bst reliée à-un amplificateur dont la sortie est reliée à son tour à l'en- trée d'un transfermatour de tension alimentant la bobine fi xée au support avec un co@rant propotionnel au poids appli- qué, sous l'effet de la tension apparaissant à la sortie di redresseur différentiel. 7. Dispesitif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que des butées soit prévues pour limiter les déplacements du support. 8. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux générateurs de champ magnétique sont constitués par des solénoïdes. 9. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que des moyens sent prévus par abaisser et soulever le support et le plateau de pesée