Brevet FR2146146A1 — publié le 19730302

L'invention concerne les balances automatiques électroniques du type qui donnent à la fois, l'indication du poids de la marchandise pesée et l'indiea- tion du prix total de cette marchandise pour un prix unitaire donné quelconque enregistré dans la balance, notamment au moyen d'un clavier. Les balances connues de ce genre comportent un plateau mobile verticalement destiné à recevoir la marchandise à peser, un fléau relié audit plateau et mobile autour d'une position d'équilibre entre deux butées fixes très rapprochées, ledit fléau étant soumis à l'action d'une force antagoniste proportionnelle au poids de la marchandise posée sur le plateau et fourni par un système électr9-dynamique alimenté, sous le contrôle d'un capteur des déplacements du fléau, par un courant électrique dont l'intensité est proportionnelle à la valeur de l'ecart algébrique de la position réelle du fléau par rapport à sa position d'équilibre, la valeur de l'intensité dudit courant électrique étant convertie en une tension qui est introduite dans un dispositif d'indication du poids de la marchandise. Ces balances connues, travaillant sur la base d'une méthode de zero, pressentent un certain nombre d'avantages, et notamment, la simplicité de leur partie mécanique, un encombrement réduit puisqu'il n > y a pratiquement pas de déplacements appréciables du fléau et une absence de répercussion des flexions éventuelles du fléau sur la précision de la mesure. Les balances de ce type effectuent ensuite le produit du prix unitaire de la marchandise par le poids de celle-ci. Cette opération de calcul est effectuée, åusqutà présent, sous la forme de multiplications numériques d'im pulsions électriques envoyées dans des compteurs électroniques. Or, ce procédé nécessite un certain temps pour le calcul et, surtout, il est douteux à mettre en oeuvre car il fait intervenir un très grand nombre de circuits logiques. Le but de l'invention est de réaliser une balance automatique électronique du type en question qui ne présente pas les inconvénients précités des balances connues. A cet effet, suivant l'invention, la balance comporte un dispositif d'indication du prix total de la marchandise pesée, sensible à la valeur de la tension aux bornes d'une résistance variable dont la valeur est proportionnelle au prix unitaire de la marchandise pesée et qui est traversée par un courant proportionnel à celui qui alimente le système électro-dynamique. Glace à cette structure particulière, ne comportant que des moyens simples et par conséquent peu coûteux, on obtient, en même temps que le poids de la marchandise, le prix total de celle-ci pratiquement instantanément, puisqu'il n'y a aucune inertie dans le système de calcul du prix, ce dernier étant matérialisé par lachute de tension aux bornes de la résistance proportionnelle au prix unitaire, chute de tension qui est égale au produit de la valeur de la résistance consideree, par l'intensité du courant qui la traverse et qui est ltimage du poids de la marchandise. Dans un premier mode de réalisation très simple, le dispositif dtindica- tion du poids de la marchandise, qui est sensible à la valeur de l'intensité du courant électrique d'alimentation du système électro-dynamique est un appareil de mesure analogique de l'intensité dudit courant, c'est-a-dire un ampèremètre gradué en unités de poids, et le dispositif d'indication du prix total de la marchandise, qui est sensible à la valeur de la tension aux bornes de la résistance variable précitée, est aussi un appareil de mesure analogique de la valeur de ladite tension, c'est-à-dire un voltmètre gradué en unités de prix. Dans un mode de réalisation plus élaboré, les dispositifs d'indication du poids et du prix total de la marchandise, respectivement sensibles à l'intensité du courant dans le dispositif éleetro-dynamique et à la chute de tension dans la résistance variable, sont des compteurs électroniques numériques. Cette disposition présente deux avantages importants. Elle permet, tout d'abord, de dériver une fraction importante du courant d'alimentation du système électro-dynamique, de sorte que le courant qui traverse la résistance variable peut être réduit à une valeur très faible, ce qui permet une miniaturisation très poussée de l'appareillage.L'autre avantage réside dans le fait qu'on peut faire précéder chacun des deux compteurs d'un système propre à éliminer les tensions alternatives parasites dues, par exemple, à des vibrations, ledit système étant, de préférence, du genre de celui decrit et représenté dans la demande de brevet français de la demanderesse déposée le 20 juillet/sous le nO 71 26471 ayant pour titre : "Appareil électronique de mesure de la valeur d'une tension continue variable accompagnée de tensions alternatives parasites". L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation d'une balance automatique électronique suivant l'invention. Sur ces dessins la figure 1 représente schématiquement l'ensemble du premier mode de réalisation la figure 2 représente schématiquement, et à plus grande échelle, un système magnétique de contrôle de la position d'équilibre du fléau de la balance ; et la figure 3 représente schématiquement ensemble du second mode de réalisation. La balance automatique électronique représentée schématiquement sur la figure 1 comporte un plateau mobile 11 sur lequel on place la marchandise à peser 12 et qui peut se déplacer verticalement d'une très petite course. Dans l'exemple représenté, le plateau 12 est supposé solidaire d'une tige verticale 13 formant un côté d'un parallélogramme articulé dont les deux côtés adjacents sont constitués par deux leviers 14, 15 articulés sur la tige 13 par des axes 16, 17 respectivement et, au moyen d'axes 18, 19, sur un support 21 solidaire d'un socle 22. En réalité, dans des réalisations pratiques, il est nécessaire, pour obtenir une sensibilité convenable de l'appareil, de remplacer le système représenté à parallélogramme formé de leviers articulés sur des axes, par un système de couteaux de toute conception classique appropriée. Le levier 14 est prolongé, au-delà de son axe d'articulation 18, par un levier amplificateur 25 de longueur beaucoup plus grande, qu'on appellera, dans ce qui suit, fléau de la balance. L'amplitude du mouvement de pivotement de ce fléau est limitée par deux butées fixes 26, 27 solidaires du socle 22. Le poids de la marchandise 12 posée sur le plateau 11 est équilibré par l'action antagoniste, sur le fléau 25, d'un système électro-dynamique désigné dans son ensemble par 31 et propre à soumettre ledit fléau à une force dirigée de haut en bas et proportionnelle au poids de la marchandise pesée 12. Dans exemple, ce système est constitué par une bobine mobile 32 solidaire du fléau 25 et placée dans le champ magnétique produit dans l'entrefer d'un ensemble qui comporte un aimant permanent 34 et un pot cylindrique 35 en matériau magnétique fixés sur le socle 22. La bobine 32 est alimentée, à partir d'une source de courant continu 37 à la masse, par l'intermédiaire d'un amplificateur 38, sous le contrôle d'une diode magnétique fixe 41 (voir aussi figure 2) soumise à l'action du flux résultant de deux aimants 43, 44, accolés en opposition sur l'extrémité du fléau 25. La diode 41 est portée, par exemple, par un support 46 fixé aussi sur le socle 22. La sortie de la bobine 32 est reliée à la masse, par l'intermédiaire d'un appareil de mesure analogique, à savoir un ampèremètre 45 gradué en unités de poids, et d'une résistance variable de valeur proportionnelle au prix unitaire de la marchandise, désignée dans son ensemble par 47 et constituée, dans cet exemple, par une chaine de résistances étalonnées, telles que R1, R2, R4, R8, R10, R20, ...Rn, branchées en série et pouvant être courtcircuitées, chacune, par le contact d'un relais correspondant, tel que L1, L2, L4, L8, L10, L20, ...Ln,. Aux bornes de cette résistance 47, est branché un second appareil de mesure analogique, à savoir un voltmètre 49 d'indication du prix total de la marchandise, gradué en unités de prix. La commande des relais L1, L2, ... Ln, peut se faire avantageusement au moyen d'opérateurs logiques contenus dans un circuit électronique désigné dans son ensemble par 51 qui reçoit les ordres d'affichage des prix unitaires de la marchandise par l'intermédiaire d'un clavier 52, par exemple du genre de celui des machines à calculer, ou par tout autre moyen approprié. Pour les résistances étalonnées R1, R2, R4, ... Rn, on peut adopter des valeurs dans les rapports 1-2-4-8-10-20-40-80-100-200-400, par exemple, ce qui permet d'introduire des prix unitaires s'échelonnant, de 1 en 1, entre 1 et 799. Ainsi, par exemple, pour afficher un prix unitaire de F 795, il suffit d'ouvrir les contacts correspondant aux résistances de valeurs 100-200-400-80-10 4-1. Le fonctionnement de la balance est le suivant On dépose, sur le plateau 11, la marchandise 12 à peser. On forme, sur le clavier 52, le prix unitaire de cette marchandise, ce qui a pour effet d'ouvrir les contacts des relais correspondant aux résistances étalonnées dont l'ensemble est représentatif dudit prix unitaire. Le poids de la marchandise 12 fait descendre le plateau 11, de sorte que le fléau 25 se déplace légèrement vers le haut et que la diode magnétique 41 se trouve dans la zone du champ magnétique émis par l'aimant 44 porté par ledit fléau. L'information correspondante fournie, par cette diode, à l'amplificateur électronique 38 provoque, dans la bobine 32, du système électrodynamique 31, la circulation d'un courant électrique provenant de la source 37, d'autant plus fort que la déviation du fléau tend à être importante.La force d'attraction de la bobine 32 sur le fléau 25, proportionnelle au courant qui la parcourt, est en opposition à la force de la pesanteur exercée par la marchandise 12 et tend à ramener le fléau 25 dans sa position neutre d'équilibre représentée sur les dessins, pour laquelle la diode magnétique 41 se trouve dans une zone neutre dans l'ensemble des deux champs magnétiques émis par les deux aimants 43, 44. En effet, si le fléau tendait à redescendre endessous de sa position d'équilibre, la diode magnétique 41 serait alors soumise à l'action prépondérante de l'aimant 43, de sorte que le sens du courant s'inverserait dans la bobine 32, ce qui tendrait à faire remonter le fléau. L'intensité du courant qui circule dans la bobine 32 et dans la résistance variable 47 étant proportionnelle au poids de la marchandise 12, l'ampèremètre 45 indique bien le poids de la marchandise qui se trouve sur le plateau de la balance. Par ailleurs, la valeur de la résistance variable 47 constituée par celles des résistances étalonnées qui se trouvent alors en circuit, est proportionnelle au prix unitaire de cette marchandise, de sorte que la chute de tension dans cette résistance, qui est égale au produit de la valeur de cette résistance par l'intensité du courant qui la traverse donne bien une image du prix total de la marchandise, lu sur le voltmètre 49. Sur la figure 3, on a représenté un mode de réalisation plus élaboré qui se différencie essentiellement de celui de la figure 1 par le fait que les deux dispositifs d'indication du poids et du prix total de la marchandise, au lieu d'être des appareils de mesure analogique, sont constitués par des compteurs électroniques numériques 56 et 57, respectivement. L'entrée du compteur 56, muni d'un tableau 58 d'affichage du poids de la marchandise, est reliée à la sortie de la bobine 32 par un conducteur 48. La tension d'entrée du compteur 57, muni d'un tableau 59 d'affichage du prix total de la marchandise, est constituée par la chute de tension dans la résistance variable 47 constituée, dans cet exemple, par la branche de contre-réaction d'un amplificateur opérationnel dont la partie active est représentée en 64. Une fraction importante du courant qui circule dans la bobine 32 est dérivée à la masse par une résistance 62, tandis que l'autre partie, qui sert aux mesures, est envoyée, par une résistance 61, dans la chaîne des résistances étalonnées 47. Le retour à la masse du courant qui circule dans la bobine 32 se fait donc, en partie dans la résistance 62, et en partie dans la résistance 61 puis dans la résistance variable 47, ainsi que dans les contacts fermés, parmi L1, L2 ...Ln. Cette disposition permet d'utiliser des résistances et des relais de très faibles dimensions. L'intensité du courant qui circule dans la bobine 32 étant proportionnelle au poids de la marchandise 12, les indications du compteur 56 mesurant la tension à la sortie de la bobine sont bien proportionnelles au poids de la marchandise. Par ailleurs, l'intensité du courant qui circule dans les résistances en circuit parmi les résistances étalonnées R1, R2 ... Rn, est proportionnelle au poids de la marchandise, de sorte que la chute de tension dans l'ensemble de ces résistances, qui est égale au produit de la valeur de l'ensemble desdites résistances en circuit représentant le prix unitaire, par l'intensité du courant représentant le poids, donne bien une image du prix total de la marchandise, tel qu'il va être affiché au tableau 59 du compteur 57 dont l'alimentation se fait précisément sous une tension égale à la chute de tension dans l'ensemble desdites résistances en circuit. Pour la commodité des réalisations, on peut utiliser pour les relais L1, L2 ... Ln, des relais à lamelles sous ampoule de verre. Etant donné que la force mécanique propre des lamelles de tels relais est relativement faible, on a intérêt, pour des raisons de fiabilité, à utiliser de tels relais à contact à fermeture commandée, c'est-à-dire des contacts normalement ouverts, tous les contacts étant fermés par l'alimentation des bobines de ces relais dans les périodes où l'on n'effectue pas de pesées, tandis que l'affichage d'un prix unitaire assure la coupure de l'alimentation de la bobine des dits relais.De préférence, les entrées des compteurs 56 et 57 sont équipées, chacune, d'un système propre à éliminer les tensions alternatives parasites, telles que celles dues aux vibrations, ce système étant notamment du genre de celui décrit dans la demande de brevet français précitée. On peut utiliser les résultats des mesures disponibles dans les compteurs 56 et 57 sous forme digitale, en vue de les traiter, par exemple, dans un système d'acquisition de données. On peut ainsi réunir, dans un centre de comptabilisation par exemple, toutes les données émises par des balances électroniques du même type réparties dans différents services et traiter, par exemple, les informations au moyen d'un ordinateur, à toutes fins utiles, tel que, par exemple, établissement des bilans, des stocks, des commandes, etc.. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte pour cela de ltesprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Balance automatique électronique comportant un plateau mobile verticalement destiné à recevoir la marchandise à peser, un fléau relié audit plateau et mobile autour d'une position d'équilibre entre deux butées fixes très rapprochées, ledit fléau étant soumis à l'action d'une force antagoniste proportionnelle au poids de la marchandise posée sur le plateau et fournie par un système électrodynamique alimenté, sous le contrôle d'un capteur des déplacements du fléau, par un courant électrique dont l'intensité est proportionnelle à la valeur de l'écart algébrique le la position réelle du fléau par rapport à sa position d'équilibre, tandis qu'un dispositif sensible à la valeur de l'intensité dudit courant électrique sert à indiquer le poids de la marchandise, ladite balance étant caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'indication du prix total de la marchandise pesée, sensible à la valeur de la tension aux bornes d'une résistance variable dont la valeur est proportionnelle au prix unitaire de la marchandise pesée et qui est traversée par un courant proportionnel à celui qui alimente le système électrodynamique. 2.- Balance suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'indication du poids de la marchandise, qui est sensible à la valeur de l'intensité du courant électrique d'alimentation du système électrodynamique est un appareil de mesure analogique de l'intensité dudit courant, etest-à-dire un ampèremètre gradué en unités de poids, et le dispositif d'indication du prix total de la marchandise, qui est sensible à la valeur de la tension aux bornes de la résistance variable précitée, est aussi un appareil de mesure analogique de la valeur de ladite tension, c'est-a-dire un voltmètre gradué en unités de prix. 3.- Balance suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les dispositifs d'indication du poids et du prix total de la marchandise, respectivement sensibles à l'intensité du courant dans le dispositif électrodynamique et à la chute de tension dans la résistance variable, sont des compteurs électroniques numériques. 4.- Balance suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la résistance variable est constituée par une chaîne de résistances étalonnées branchées en série et aux bornes de chacune desquelles est branché un contact de court-circuit dont l'ouverture est assurée par des opérations logiques effectuées sur un dispositif de sélection du prix unitaire de la marchandise, par exemple en réponse à l'actionnement d'une touche correspondante d'un clavier à commande manuelle d'entrée du prix unitaire de la marchandise. 5.- Balance suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'unie fraction du courant d'alimentation du système électrodynamique est dérivée dans une résistance auxiliaire. 6.- Balance suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les entrées des compteurs d'indication de poids et d'indication de prix total sont équipées, chacune, d'un système propre à éliminer les tensions alternatives parasites, notamment du genre de celui décrit dans la demande de brevet français précitée. 7.- Système d'acquisition de données, par exemple, centre de comptabilisation, relié aux compteurs numériques d'au moins une balance telle que définie dans la revendication 3, et propre à traiter les résultats des mesures de ces compteurs disponibles sous une forme digitale.