Brevet FR2549958A1 — publié le 19850201

La présente invention concerne un appareil de pesée de type discontinu destiné à recevoir un courant d'une matière telle qu'un aliment, et à déterminer par pesée additionnée les parties évacuées successivement. 5 Un type couramment utilisé d'appareil de pesée discontinu d'un aliment comporte un récipient basculant à deux compartiments, recevant un courant d'une matière en chute libre dans un premier compartiment jusqu'à ce que celui-ci se remplisse suffisamment pour que l'en10 semble du récipient bascule; ensuite, le courant de la matière parvient dans le compartiment opposé, et un registre placé au fond du premier compartiment s'ouvre afin que la matière contenue puisse en sortir L'opération se répète à chaque basculement, et l'appareil 15 est réalisé de manière que le récipient bascule dès que le compartiment actif respectif a reçu une quantité prédéterminée de matière, par exemple 10 kg En consequence, dans les conditions idéales, chaque basculement représente le dosage d'un poids connu de matière, et 20 la détermination du poids total d'une quantité de matière ainsi "pesée" pendant une période relativement longue ne nécessite qu'un comptage automatique simple du nombre de basculements du récipient Bien que les parties séparées de matière à peser ne soient pas normalement 25 pesées avec une très grande exactitude, il est néanmoins souhaitable d'obtenir une somme très précise des pesées afin qu'elle puisse être comparée au poids d'une charge de la matière tel que fourni préalablement à l'utilisateur de l'appareil de pesée En particulier, les parties 30 séparées doivent donc avoir un poids bien déterminé de toute manière. Dans les appareils connus de pesée du type considéré, la détermination par le poids de parties séparées de matière est très imprécise, car de la matière 35 supplémentaire prend un certain temps pour tomber dans le compartiment actif, après le début du basculement du récipient; il n'est pas possible d'arrêter le courant de matière qui tombe étant donné que le courant lui-même conditionne le basculement ou retournement La réduction du débit pendant la dernière phase du remplissage du compartiment réduit beaucoup la capacité de l'appareil. 5 En outre, une source importante d'erreurs est due à la matière qui colle au compartiment du récipient si bien que la quantité évacuée est inférieure à la quantité "pesée". L'invention concerne un appareil de pesée 10 de type discontinu destiné à fonctionner avec une très grande précision et, selon l'invention, l'appareil de pesée est caractérisé en ce que le récipient de pesée est raccordé à un système réel de pesée absolue de chaque partie de matière avant et après son évacua15 tion, le système de pesée formant un signal de commande qui interrompt temporairement la transmission de la matière lorsque le récipient est rempli jusqu'à une valeur prédéterminée, et un dispositif est destiné peu après à effectuer une pesée précise du récipient 20 et à transférer le résultat de la pesée dans un registre sommateur associé, après correction en fonction du poids du récipient vide, un ensemble de commande déclenchant l'évacuation du récipient après la pesée et commandant la transmission de la matière lorsque le récipient 25 est près à recevoir une nouvelle partie Ainsi, la matière est pesée réellement, mais le système de pesée peut aussi être utilisé pour la détermination grossière de la quantité de chaque partie de matière par interruption brutale du courant de matière La pesée réelle 30 a lieu peu après si bien que le résultat enregistrable de la pesée peut être très précis, bien que le poids des parties séparées de matière ne soit déterminé que grossièrement. Il est essentiel, pour la précision de, pesée, 35 que la pesée soit réalisée suivant le p)rincipe bien connu selon lequel le résultat de la pesée est la différence entre les poids du récipient rempli et du réci- pient vide, car le fait que de la matière reste collée au récipient n'a plus d'importance De même, il est possible que le système de pesée comporte des éléments dont on ne peut pas prévoir le maintien à un poids 5 constant, par exemple un motoréducteur contenant de l'huile et destiné à ouvrir la sortie du récipient ou de préférence à retourner complètement le récipient afin qu'il se vide. Par rapport aux appareils connus de pesée 10 de type discontinu, la précision de pesée est très améliorée, malgré l'utilisation d'un arrangement mécaniquement simple, grâce à l'utilisation de jauges dynamométriques de pesée et d'un appareillage électronique de type connu par ailleurs D'autre part, l'appareillage 15 électronique, comprenant les jauges de pesée, doit être peu coûteux et précis afin que l'appareil selon l'invention soit avantageux par rapport aux appareils primitifs à récipient basculant Ainsi, l'invention comporte un système électrique particulièrement simple 20 et fiable pour la pesée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin -annexé sur lequel: la figure 1 est une perspective en coupe partielle d'un appareil de pesée selon l'invention; la figure 2 est un schéma d'un circuit électrique de l'appareil; et la figure 3 est un schéma correspondant d'une 30 partie du circuit de la figure 2. La figure 1 représente un appareil de pesée discontinu qui a un bo tier externe 2 ayant un fond ouvert et une ouverture supérieure d'entrée 4 destinée à recevoir une matière granulaire à peser avant distri35 bution par le fond ouvert Par exemple, la matière peut être transmise par une tuyauterie 6 provenant d'une vis 8 de transport, entrainée par un moteur 10. Une ouverture d'inspection, couverte par un couvercle 12, est placée en haut du boîtier 2. Un récipient rotatif 14, normalement ouvert vers le haut, est placé dans le bottier 2 et a des 5 axes 16 en bout, permettant la suspension du récipient dans des supports 18 qui dépassent de la partie supérieure du boîtier 2, par l'intermédiaire de jauges dynamométriques respectives 20 de pesée A une première extrémité (extrémité avant) du récipient 14, le support 10 18 a un réducteur 22 et un moteur associé 24 qui, par l'intermédiaire du réducteur 22, peut faire tourner le récipient entre la position indiquée et une position de vidage retournée. Un ensemble électronique 26 de commande et 15 d'enregistrement est monté sur le boîtier 2 et il est relié extérieurement au moteur 10 de la vis 8 et à tout autre dispositif permettant l'arrêt et le rétablissement de la circulation de la matière à peser transmise vers le récipient 14. Un transporteur non représenté peut être placé sous le boîtier 2 afin qu'il transporte la matière transmise par l'appareil de pesée à un ou plusieurs emplacements commodes d'utilisation, par exemple à une ligne de position d'alimentation de bétail. Grace au circuit 26 de commande, l'appareil fonctionne de la manière suivante, décrite en référence aux figures 1 et 2. Le moteur 10 transmet la matière au récipient 14 par l'intermédiaire de l'entrée 4 Le poids du réci30 pient est mesuré par les jauges 20 qui sont reliées à un amplificateur 28 destiné à transmettre, à une borne 30 de sortie, un signal de commande lorsque le poids du récipient atteint une valeur prédéterminée correspondant au poids voulu de la partie de matière 35 que doit contenir le récipient Ce signal de commande parvient à un contacteur 32 arrêtant le moteur 10 ou manoeuvrant -de manière correspondante un mécanisme destiné à interrompre la transmission de la matière dans le récipient 14, et le signal de commande est aussi transmis à un circuit 34 qui représente un circuit à retard ou un "détecteur de repos" réalisé de manière 5 qu'il transmette un second signal de commande à une porte 36 lorsque le récipient 14 est prêt à être pesé avec une grande précision La porte 36 est donc ouverte afin qu'elle transmette le signal de sortie de pesée de l'amplificateur 28, par l'intermédiaire d'une ligne 10 38, à un ensemble 40 d'enregistrement qui, après réception du signal de pesée, manoeuvre un circuit 42 de commande destiné à remettre en route le moteur 24, si bien que le récipient est retourné et ramené de sa position de vidage. Un signal de commande est renvoyé par le circuit 42 de commande à l'indicateur 34 de repos si bien qu'un nouveau signal de pesée, représentant maintenant le poids du récipient vide 14, est transmis au circuit 40 d'enregistremet et, dans celui-ci, une soustraction 20 est réalisée entre les poids du récipient plein et vide respectivement Le résultat de la soustraction qui représente le poids précis de la partie de matière manipulée, est transféré à un registre sommateur 44. Ainsi, ce dernier registre 44 indique à tout 25 moment le poids de la quantité totale de matière distribuée par l'appareil de pesée depuis la dernière remise à zéro du totalisateur Le cas échéant, le registre 44 peut être relié à un compteur ou un dispositif d'affichage à distance destiné à indiquer les chiffres 30 les plus élevés, par exemple en multiple de 10 kg, alors que la précision de pesée et de sommation est meilleure que 1 g L'affichage à distance peut évidemment aussi indiquer les résultats totaux en une autre unité, par exemple par multiple de 20 ou 25 kg. Lorsque le poids du récipient vide 14 a été enregistré par le circuit 40, celui-ci transmet un signal de commande au circuit 42 de commande qui y répond en provoquant le retournement du récipient 14 en position normale, et l'appareil de pesée est prêt pour le cycle suivant de fonctionnement à partir de la manoeuvre du moteur 10 de la vis ou de la réouverture de la transmission d'un courant de matière. Conmne indiqué précédemment, il est essentiel que l'appareil de pesée ait une grande précision, afin qu'il supprime les erreurs considérables après totalisation, et que la précision élevée du circuit électronique 10 de pesée soit obtenue d'une manière peu coûteuse, car on sait par ailleurs qu'une précision et une stabilité élevées dans un tel système nécessitent des composants et des circuits coûteux, tels que les jauges dynamométriques, l'alimentation des jauges et l'amplificateur 15 de pesée Contrairement aux dispositifs connus à récipient basculant, l'appareil de pesée selon l'invention est une véritable machine de pesée bien que, en utilisation normale, elle ne pèse que des parties de matière grossièrement semblables, dans une plage réduite, par 20 exemple entre 8 et 11 kg, et la mise au point d'un système de pesée donnant une grande précision d'une manière peu coûteuse est indispensable à la réalisation d'une machine pouvant remplacer d'une manière réaliste et avantageuse les dispositifs connus Le système de pesée selon l'invention est représenté sur la figure 3 sur laquelle l'ensemble des jauges de pesée comporte deux jauges montées en parallèle et portant la référence 50; l'ensemble des jauges est considéré comme une jauge unique dans la 30 suite Cette jauge reçoit une tension d'alimentation de 15 V par exemple, et son signal de sortie parvient à un amplificateur classique 52 de signaux de pesée qui peut lui-même être précis, stable et peu coûteux. Un commutateur 54 transmet le signal de sortie de l'am35 plicateur à un convertisseur analogique-numérique 56 dont le signal de sortie parvient au circuit 40 d'enregistrement Par raison de clarté, les circuits 34 et 36 de la figure 2 ne sont pas représentés sur la figure 3 La tension d'alimentation appliquée à la jauge est transmise par un fil 58 à deux circuits diviseurs de tension A et B dont les sorties respectives sont 5 reliées aux points de contact PA et PB du commutateur 54, le troisième point de contact portant la référence PW' Le circuit diviseur A est réglé de manière que la tension au point PA soit la même qu'au point 10 PW lorsque le récipient 14 est pesé à vide Le circuit diviseur B est réglé de manière que la tension au point PB soit la même qu'au point PW lorsque le récipient 14 est pesé avec une charge d'étalonnage, par exemple une masse de 20 kg qui peut être placée dans le récipient 15 par l'ouverture supérieure d'inspection couverte par le couvercle 12 (figure 1) Par exemple, la machine décrite de pesée doit être utilisée pour la manutention de parties dont le poids est compris entre 10 et 30 kg, et elle peut comporter un dispositif sélecteur non 20 représenté destiné à prérégler le poids approximatif voulu des parties comprises dans cette plage, par exemple afin que la tension de sortie de l'amplificateur de pesée pour laquelle le circuit 32 de la figure 2 réagit et arrête l'écoulement de la matière soit déterminée 25 préalablement, lorsque le poids approximatif voulu de la partie collectée a été atteint Lorsque la plage de travail est comme indiqué comprise entre 10 et 30 kg, la charge d'étalonnage est avantageusement égale à kg bien que cela ne soit pas primordial. La charge d'étalonnage est ensuite retiree et la machine de pesée est mise en fonctionnement. A chaque pesée, lorsque le commutateur 54 est en position Pw' une comparaison est effectuée avec la tension au point PA' par pesée du récipient vide, 35 et avec la tension au point PB par pesée du récipient charge, c'est-à-dire que le commutateur 54 est rapidement déplacé afin qu'il permette la transmission des deux valeurs de mesure du récipient "chargé" (à P et PB) W B à un circuit à mémoire du circuit 40 d'enregistrement, puis la transmission à la même mémoire ou à une mémoire correspondante des deux valeurs correspondantes (à PW et PA) obtenues par pesée ultérieure du récipient vide. La commutation du commutateur 54 peut être réalisée manuellement, mais il faut noter que, à l'aide de circuits électroniques modernes, la commutation peut être commandée facilement d'une manière automatique et, à cet effet, un fil 60 de commande est indiqué entre le circuit d'enregistrement et le commutateur 54. Le circuit 40 d'enregistrement, avec la mémoire ou les mémoires associées contient une unité de calcul du résultat W de la pesée suivant la formule: 15 Vpw (poids en charge) Vpw (poids à vide) W = _ x K, PA PB VPW étant la tension au point Pw, Vp A et Vp B étant les tensions aux points PA et PB respectivement, et 20 K étant la masse d'étalonnage. L'expression peut être représentée, en abrégé, sous la forme: à PW W = x K A PAB Le facteur K indique la relation entre la AP A masse d'étalonnage et la différence associée entre les tensions pour le poids en charge et le poids à vide au point PW au moment o les réglages d'étalonnage 30 W des circuit diviseurs A et B ont été effectués En conséquence, ce facteur exprime cette différence de tension par kilogramme et, lorsque le facteur est multiplié par APW, qui est la différence de tension entre le poids en charge et le poids à vide du récipient 14 35 dans une pesée réelle, le résultat de cette pesée réelle est calculée et exprimée en kilogrammes. La précision de ce calcul dépend d'une très bonne linéarité des circuits électroniques de pesée mais, de manière connue, cette linéarité peut être obtenue sans utilisation de circuits ou composants particulièrment coûteux, c'est-à-dire que les résultats 5 de la pesée sont convenables non seulement lorsque les poids sont proches du poids d'étalonnage mais aussi lorsqu'ils se trouvent au-dessus et au-dessous de celuici. Une dérive peut se présenter dans l'amplifi10 cateur 56 de pesée, si bien que sa tension de sortie peut varier progressivement par rapport à sa tension d'entrée Ce changement est cependant le même pour toutes les valeurs mesurées et, lorsque le résultat ne dépend que d'une différence presque instantanée, 15 ce changement progressif n'a pas d'importance pour la précision de la pesée, d'une manière connue. Cependant, dans les circuits classiques de pesée, une source d'erreur importante est constituée par les changements de la tension d'alimentation des 20 jauges dynamométriques de pesée et, en conséquence, on utilise habituellement des alimentations stabilisées en tension ou en courant qui sont coûteuses Cependant, ces sources d'erreur peuvent être éliminées par utilisation d'un circuit particulier selon l'invention, permet25 tant l'utilisation d'une alimentation en tension simple et peu coûteuse. Si la tension d'alimentation de la jauge 50 varie, le résultat correspondant à la différence pour une pesée unique change de manière correspondante puisque 30 la différence est évidemment plus grande ou plus faible selon que la tension d'alimentation de la jauge a augmenté ou diminué respectivement Cependant, selon l'invention, les circuits diviseurs de tension A et B sont soumis exactement à la même variation de tension si bien que 35 les tensions réglées aux points PA et PB donnent des valeurs de différence modifiées de manière correspondante, se rapportant encore à la pesée d'une masse 1 O d'étalonnage Le facteur de changement lui-même est le même pour les valeurs APW et APAB de l'expression qui précède du poids W, et il est donc éliminé de la relation utilisée, c'est-à-dire que ce facteur de chan5 gement n'a pas d'effet sur la précision du résultat de la pesée. Une dérive constante du convertisseur 56 ne présente pas non plus d'importance car le résultat réel de la pesée est comapré de façon continue a un résultat 10 connu, c'est-à-dire la valeur de la différence entre les tensions aux points PA et PB' exprimant le résultat de la pesée du poids d'étalonnage Cette valeur de la différence varie avec diverses sources d'erreur dans le système et peut ainsi assurer la compensation 15 des erreurs possibles sur le résultat final de la pesée lorsque ce dernier est calculé d'après l'expression qui précède En conséquence, on peut utiliser do façon générale les sources d'erreurs plutôt que de les combattre d'une manière coûteuse. Il faut indiquer que la disposition de l'unité de calcul des résultats des pesées suivant l'expression précédente et des mémoires et dispositifs de commande associés, pour la manoeuvre du commutateur 54, relève des connaissances de l'homme du métier si bien qu'une 25 description plus détaillée de ces circuits est superflue. La figure 3 représente un autre circuit diviseur de tension C dont la prise est reliée à un quatrième point de contact PC du commutateur 54 Dans la phase d'étalonnage, la tension dans PC est réglée afin qu'elle 30 soit égale à la tension au point PW lorsque le récipient est chargé de la manière voulue pour la création du signal de commande qui provoque l'interruption de la circulation de la matière par l'intermédiaire du circuit 32 de la figure 2 Lors du fonctionnement, dans la 35 phase d'arrêt de l'écoulement, le commutateur 54 est commuté entre les points PW et PC et le signal de commande obtenu est créé en fonction de la tension en Pw' ce signal ayant augmenté afin qu'il soit égal à la tension en PC Même en cas d'une dérive considérable de la tension d'alimentation des jauges et des circuits diviseurs de tension, la "charge voulue" ou la, taille des parties de matière reste donc pratiquement constante. On peut aussi utiliser un comparateur convenable des tensions en PW et PC à la place du commutateur 54, à cet effet. REVENDICATIONS 1 Appareil de pesée de type discontinu destiné à recevoir un courant d'une matière, par exemple de type alimentaire, et à déterminer le poids cumulé des 5 parties évacuées successivement, l'appareil comprenant un récipient de pesée qui peut être évacué automatiquement et étant caractérisé en ce que le récipient de pesée ( 14) est relié à un circuit de pesée réelle destiné à exécuter une pesée absolue de chaque partie 10 de matière avant et apres son évacuation, le circuit de pesée comprenant un dispositif destiné à former un signal de commande de l'interruption temporaire ( 32) de l'alimentation de la matière lorsque le récipient ( 14) a atteint une charge prédéterminée, et un dispositif 15 ( 20) destiné à effectuer peu après une pesée précise du récipient ( 14) et à transférer le résultat de la pesée à un registre associé ( 44) de sommation après correction d'après le poids du récipient vide ( 14), et un circuit de commande ( 42) destiné à commander l'évacua20 tion du récipient après la pesée et à commander la remise en route ( 10) de l'alimentation de la matière lorsque le récipient est prêt à recevoir la partie suivante de matière. 2 Appareil selon la revendication 1, caracté25 risé en ce que le registre ( 44) de sommation a une premiere section de registre destinée à ajouter les résultats des pesées jusqu'à une valeur unitaire donnée importante telle que 25 kg, et un compteur ou une autre section de registre, éventuellement placé à distance, et 30 destiné à ajouter le nombre de quantités unitaires importantes. 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient de pesée ( 14) peut basculer entre une position de réception et une position d'évacua35 tion sous la commande d'un motoréducteur ( 24, 22) ou d'un autre dispositif de commande incorporé à l'ensemble comprenant le récipient et supporté, par exemple par 2549958 ' suspension, par un ensemble ( 20) à jauge dynamométrique de pesée. 4 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de pesée comporte un ensemble 5 ( 50) à jauge dynamométrique de pesée associé à une source de tension et un amplificateur de pesée ( 28) dont le signal de sortie, au moment de la pesée, est transmis à un circuit ( 40) d'indication ou d'enregistrement de poids, caractérisé en ce le signal de sortie 10 de l'amplificateur parvient au circuit d'enregistrement par l'intermédiaire d'un commutateur ( 54) par l'intermédiaire duquel le circuit d'enregistrement ( 40) est destiné à être relié successivement à la sortie (Pw) de l'amplificateur et à deux autres bornes, ces autres 15 bornes (PA' PB) étant reliées chacune à une prise variable d'un circuit diviseur de tension associé (A, B), ces circuits diviseurs (A, B) étant montés en parallèle avec la source de tension du circuit à jauge dynamométrique ( 50), l'un des circuits diviseurs (A) étant 20 réglable afin qu'il donne a sa prise une tension égale à la tension de sortie de l'amplificateur lors de la pesée du récipient vide ( 14) alors que l'autre circuit diviseur (B) peut être réglé de manière correspondante afin qu'il donne une tension à sa prise égale à la 25 tension de sortie de l'amplificateur par pesée du récipient ( 14) chargé par un poids d'étalonnage, et le circuit d'enregistrement ( 40) comporte une unité de mémoire et de calcul ou est relié à une unité de mémoire et de calcul destinée à déterminer, pour chaque pesee, 30 le résultat représentant le poids W suivant l'expression: A P W =M A P Bx K, AP AB dans laquelle APW est la différence entre les tensions 35 de sortie de l'amplificateur à pleine charge et à vide respectivement, àPAB est la différence entre les tensions des prises des deux circuits diviseurs (A, B), et K est le poids d'étalonnage, un dispositif de commande étant destiné à manoeuvrer le commutateur afin qu'il transfère successivement les tensions respectives au circuit de mémoire et de calcul ( 40). Appareil selon la revendication 4, caracté5 risé en ce qu'un circuit diviseur de tension supplémentaire (C) est destiné à être réglé initialement afin qu'il donne une tension égale à la tension de sortie de l'amplificateur lorsque le récipient ( 14) est charge d'un "poids voulu", alors qu'un comparateur est destine 10 à transmettre le signal de commande de l'arrêt de la transmission de la matière lorsque la tension de sortie de l'amplificateur croit jusqu'à la valeur de la tension produite par le circuit diviseur de tension (C).