Brevet FR2554584A1 — publié le 19850510

La présente invention se rapporte à une balance électrique ou électronique comprenant un détecteur de valeurs mesurées d'après le principe de la compensation électromagnétique des forces, une unité nu- mérique de traitement des signaux et un dispositif d'affichage numérique des résultats de pesage. Des balances de ce type sont connues d'une manière générale. En vue d'une adaptation à différentes exigences de précision imposées par les utilisateurs, il est par exemple connu d'équiper des balances de deux zones de pesée. Ces deux zones de pesée-se distinguent à chaque fois, par exemple, par le facteur 10 quant à la charge maximale et à la plus petite unité de pesage provoquant une résolution. Par ailleurs, on connaît des balances dans lesquelles la plus petite unité de pesage résolue peut être modifiée d'une position de virgule par une variation de la durée d'intégration. Ces possibilités connues d'adaptation sont, d'une part, très grossières et limitées et, d'autre part tributaires de la charge maximale admissible dans le cas de balances à deux zones. La plupart du temps, elles nécessitent également une commutation manuelle. Par conséquent, de nombreuses pesées sont effectuées avec une précision trop grande qui n'est absolument pas néces- saire, ce qui prolonge d'autant inutilement la durée du pesage. L'invention apar conséquent pour objet de perfection- ner une balance du type précité, de telle sorte qu'elle puisse être mieux adaptée à différentes exigences de précision. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que la balance comporte des moyens d'ajustement grâce auxquels l'utilisateur peut prédéterminer la précision relative avec laquelle le résultat de la pesée doit être constaté. Ainsi, l'utilisateur de la balance ajuste préalable- ment la précision relative de pesée souhaitée, puis la balance s'adapte automatiquement. Par exemple, cette adaptation peut concerner le nombre des chiffres affichés, le pas de progres- sion pour le dernier chiffre consi(dré., le choix de la durée d'intégration, lefiltrage des valeurs mesurées dans l'unité numérique de traitement des signaux,la fréquence de la saisie des valeurs mesurées par le dispositif d'affichage et/ou l'instant de la délivrance du signal d'immobilisation ou du signal de libération 2 2554584 ou autorisation d'affichage- des valeurs mesurées respectivement. Selon d'autres formes.de réalisation et perfection- nements avantageux de l'invention, la balance peut comporter des moyens d'affichage qui rendent optiquement visible la précision relative déterminée par l'utilisateur. Ces moyens d'affichage peuvent consister en des diodes luminescentes. Ladite balance peut présenter un commutateur coulissant en tant que moyen d'ajustement et d'affichage. Les moyens d'ajustement peuvent consister en deux touches au moyen desquelles il est respectivement possible d'augmenter ou de diminuer la precision relative prédéterminée. Ladite balance peut comporter un clavier destiné à la prédétermination de la précision relative. Des filtres différents peuvent être utilisés dans l'unité numérique de traitement des signaux,en fonction de la précision prédéter- minée. Un signal d'immobilisation ou un signal de libération des valeurs mesurées peut être respectivement délivré par ladite balance, après une variation de la charge, lorsque la pré- cision relative prédéterminée est atteinte. Enfin, ladite ba- lance peut présenter un témoin lumineux qui s'éclaire en cas de dépassement négatif de la charge minimale résultant de la préci- sion relative Drédéterminée et de la plus petite unité de pesa- ge pouvant être résolue ou à laquelle la balance est sensible. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexées sur lesquels: La figure 1 est une vue en perspective de la balance; La figure 2 est une coupe du détecteur de valeur me- surée assortie d'un schéma synoptique du circuit électronique; et La figure 3 illustre le clavier d'affichage et de commande d'une seconde forme de réalisation de la balance. La balance électrique ou électronique selon la figure 1 consiste en un bottier 28, en un plateau de pesage 3 pour recevoir la matière à peser, ainsi qu'en un dispositif 19 af- fichant le résultat de la pesée. Une touche de tarage 20 est prévue pour tarer la balance. La figure montre en outre un commutateur coulissant 21 présentant une échelle graduée 22 sur laquelle il est possible, en déplaçant un curseur 30, de prédé- terminer ou préétablir la précision relative avec laquelle le 3 2554584 résultat de la pesée doit être constaté et communiqué. Le mode de fonctionnement de cette balance est illus- tré sur la figure 2. Cette dernière montre une partie de sup- port 1 qui est fixéeau boîtier non représenté. Un détecteur de charge 2 est fixé, avec mobilité verticale, à cette partie de support 1, par l'intermédiaire de deux biellettes 4 et 5 com- portant des zones d'articulation 6. Dans sa partie supérieure, le récepteur de charge 2 supporte le plateau de charge 3 destiné à recevoir la matière à peser et, par l'intermédiaire d'un élé- ment d'accouplement 9 présentant des zones amincies 12 et 13, il transmet au bras le plus court d'un levier de démultiplica- tion 7 la force correspondant à la masse de la matière à peser. Le levier de démultiplication 7 est monté sur la partie de sup- port 1 par l'entremise d'un croisillon élastique d'articulation 8. Le bras le plus long du levier de démultiplication 7 est soumis à l'action de la force de compensation engendrée, par une bobine 11 parcourue par du courant, dans l'entrefer d'un système à aimant permanent 10. D'une manière connue, la grandeur du cou- rant de compensation est réglée, par un détecteur de position 16 et par un amplificateur de réglage 14, de telle sorte qu'il ré- gne un équilibre entre le poids de la matière à peser et la force de compensation électromagnétique. Le courant de compensa- tion engendre, dans une résistance de mesure 15, une tension de mesure qui est appliquée à un convertisseur 17 analogique/numérique A/D. Le résultat numérisé est saisi par une unité numérique 18 de traitement des signaux (consistant par exemple en un micro- processeur), puis il est affiché sous forme numérique par le dispositif d'affichage 19. La figure montre en outre la touche de tarage 20 et le commutateur coulissant 21 destiné à prééta- blir la précision relative souhaitée du résultat du pesage. Ladite touche 20 et ledit commutateur 21 sont directement rac- cordés à l'unité numérique 18 de traitement des signaux, dans laquelle les données numériques relatives au pesage et provenant du convertisseur analogique/numérique 17 sont traitées d'une manière correspondante. Lorsque, par exemple, une grande précision relative est prédéterminée au moyen du commutateur coulissant 21, l'unité numérique 18 sélectionne un algorithme de filtrage garantissant 4 2554584 unegrande suppression des perturbations (et, de ce fait, réa- gissant avec une lenteur correspondante à une variation de la charge), ladite unité adapte à cet algorithme de filtrage la fréquence avec laquelle des valeurs mesurées apparaissent dans le dispositif d'affichage 19, puis elle effeetue d'une ma- nière connue une comparaison d'égalité entre des valeurs mesu- rées successives. Lors de cette comparaison, l'unité numérique tient également compte de la précision souhaitée d'après l'ajus- tement du commutateur coulissant 21; par exemple, si la charge nette (c'est-à-dire la variation de la charge sur le plateau de la balance depuis le dernier tarage) est de 150 g, et s'il a été établi une précision relative de 10-5, la différence mutuel- le entre des valeurs mesurées successives doit être au maximum de 1,5 mg pour que l'unité numérique de traitement des si- gnaux délivre le signal d'immobilisation. Ce signal d'immobili- sation provoque par exemple, dans le dispositif d'affichage, l'éclairement du symbole "g" (29) et, dans le même temps, il autorise l'affichage des données numériques de pesage présentes à la sortie des données (conducteurs 23). Ladite unité numérique 18 de trai- tement des signaux peut, de la même manière, adapter à la préci- sion relative prédéterminée et à la charge nette réelle le nom- bre des chiffres apparaissant dans le dispositif d'affichage 19 et/ou le pas de progression pour le dernier chiffre considéré, c'est-à-.dire la façon d'arrondir ce dernier chiffre. Lorsque par exemple, pour un autre cas d'application, on a ajusté une précision plus modeste de 10 2, l'unité numéri- que 18 de traitement des signaux sélectionne un algorithme de filtrage considérablement plus rapide, elle introduit plus fré- quemment une nouvelle valeur mesurée dans le dispositif d'affi- chage 19 et elle réduit le nombre des chiffres affichés. Lors de la vérification de l'immobilisation, le signal d'immobi- lisation et le'sicrital d'autorisation d'affichage ou de lil)ératio;l des valeurs IIItt;'Il'UP (; p(tlUV('Il ô lr' délivres dès (lue des valeurs mIiStlle; sutJc('ssives; ac- cusent un plus grand écart correspondant,-de sorte que ce pesage (moins précis) ne nécessite qu'une durée considérablement plus courte. Pour la plupart des opérations de pesage, il est plus rationnel de préétablir la précision relative que de prédéter- miner la précision absolue. Par exemple, s'il convient d'effec- 2554584 tuer un mélange selon un rapport de mélange préétabli, il suf- fit que les composants les plus lourds du mélange soient dé- terminés avec la même précision relative que les composants les plus légers. Dans le cas ou, par exemple sur une balance dont la charge maximale est de 1 kg et dont la sensibilité est de 1 mg, il convient de produire un mélange pour lequel on admet un écart maximal de 10-3 vis à vis du rapport de mélange de consigne (le composant le plus lourd et le composant le plus léger pouvant atteindre respectivement.500 g et 1 g), ledit écart doit, lorsqu'on a préétabli une précision absolue de pe- sage, être fonction du composant le plus léger pesant 1 g, et être par conséquent de 1 mg; ensuite tous les composants doi- vent être déterminés avec précision à 1 mg près, ce qui néces- site une longueur d'intervention correspondante. En revanche, dans le cas ou la précision relative a été Prédéterminée à 10-3 la balance ne renseigne que sur ce composant le plus léger avec une précision de 1 mg tandis que, par exemple, le composant le plus lourd pesant 500 g n'est révélé qu'avec une précision de 0,5 g, d'o'ésultent des durées de pesage notablement plus courtes. Lorsque, dans l'exemple de la production d'un m4lange, on effectue un tarage après la pesée d'un composant lourd pour peser ensuite un autre composant,éventuellement plus léger, il est évident que le processus de tarage doit de nouveau être ac- compli avec précision en fonction du nombre total des chiffres pouvant être indiqués par la balance, pour pouvoir ensuite déterminer également un composant léger avecla précision relative nécessaire. Cepen- dant, cela n'entraîne pas en pratique de retard parce que, à l'achèvement du premier pesage, le passage au second composant requiert de toute façon un certain temps. La figure 3 représente une autre forme de réalisation du clavier d'affichage et de commande. Dans ce cas, pour prédé- terminer la précision relative souhaitée,on a prévu des touches 24 et 25 à l'aide desquellescette précision relative souhaitée peut être augmentée ou diminuée. La précision relative qui vient d'être ajustée est rendue visible optiquement par le fait que l'une des diodes luminescentes 26 s'allume. Une pression exercée sur la touche 25 permet de décaler la valeur ajustée d'un chiffre ou emplacement respectif de virgule vers la droite, et le point 6 2554584 lumineux se déplace d'un emplacement vers la droite; une pression exer- cée sur la touche 24 déclenche le processus dans l'autre direction. En outre, tout comme les figures 1 et 2 la figure 3 représente une lampe ou témoin lumineux 27 qui s'allume dans le oas d'un dépassement négatif de la charge minimale résultant de la précision relative prédéterminée et de la plus petite unité de pesage à laquelle la balance est sensible. Lorsque cette balance accuse un affichage 0, il est approprié de sup- primer ce signal, parce.qu'il ne revêt aucune signification. -Dans une autre forme de réalisation non représentée, un clavier à touches, tel que décrit par exemple dans la deman- de de brevet DE-A- 2 922 875, est prévu pour préétablir la pré- cision relative. Dans ce cas, la précision relative prédétermi- née est judicieusement affichée par des diodes luminescentes, tout comme sur la figure 3. Bien entendu, il est également possible que la pré- cision relative soit prédéterminée, par l'intermédiaire de l'un des conducteurs 23 (sur la figure 2), par un système subordon- né de traitement électronique des données. Dans ce cas, commo- dément, la précision relative prédéterminée est également pore tee à la connaissance de l'utilisateur par des diodes lumines- centes semblables à celles de la figure 3. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la balance décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Balance électrique ou électronique comprenant un détecteur de valeur mesurée, une unité numérique de traitement des signaux et un dispositif d'affichage numérique des résul- tats de pesage, balance caractérisée par le fait qu'elle com- porte des moyens d'ajustement (21, 24, 25) grace auxquels la possibilité est offerte à l'utilisateur de prédéterminer la précision relative avec laquelle le résultat de la pesée doit être constaté et communiqué. 2. Balance selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle présente des moyens d'affichage (21, 22, 26) qui rendent optiquement visible la précision relative prédéter- minée par l'utilisateur. 3. Balance selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte des diodes luminescentes (26) en tant que moyens d'affichage - 4. Balance selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte un commutateur coulis- sant (21) en tant que moyen d'ajustement et d'affichage. 5. Balance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte, en tant que moyens d'ajustement, deux touches (24,25) à l'aide desquelles il est respectivement possible d'augmenter ou de diminuer la précision relative préétablie. 6. Balance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte un clavier à touches assurant la prédétermination de la précision relative. 7. Balance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que différents filtres sont uti- lisés, dans l'unité numérique (18) de traitement des signaux, en fonction de la précision prédéterminée. 8. Balance selon l'une quelconque des revendications -1 à 7, caractérisée par le fait qu'un signal d'immobilisation ou un si(gial dl'iuLorisaLiorn d'afFichage des valeurs mesures; est respecLive- ment délivré par la balance.après une variation de la charge, lorsque la précision relative préétablie est atteinte. 8 2554584 9. Balance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte un témoin lu- mineux (27) qui s'éclaire dans le cas d'un dépassement négatif de la charge minimale résultant de la précision relative pré- établie et de la plus petite unité de pesage pouvant être résolue.