Brevet FR2657431A1 — publié le 19910726

Dispositif de détection de zéro pour appareil de mesure, notamment une balance électronique La présente invention concerne un dispositif de détection de zéro pour un appareil de mesure > notamment une balance électronique. On sait que la sensibilité de la mesure d'une balance et sa reproductibilité dépendent en grande partie de la structure du détecteur de zéro. Dans les balances électroniques, ce détecteur de zéro est le plus souvent de type analogique, mais on a également réalisé plus récemment des détecteurs de zéro entièrement numériques. Quoi qu'il en soit, la position physique du zéro est toujours fixe. Il est donc nécessaire de prévoir des systèmes mécaniques micrométriques, compliqués et coûteux, pour rattraper les jeux d'assemblage inévitables et également pour compenser l'évolution de ces jeux au cours du temps. La présente invention a pour but principal de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif de détection de zéro qui se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend - un ensemble fixe composé d'un générateur de faisceau lumineux et d'une série d'éléments photosensibles contigus - un élément optique solidaire de l'équipage mobile de l'appareil de mesure pour réfléchir ledit faisceau lumineux sur les éléments photosensibles ; et - des moyens de commande, contrôlés par les informations issues des éléments photosensibles, pour ramener l'équipage mobile dans une position de référence déterminée. Grâce à cette disposition, on peut choisir arbitrairement la position de référence et donc la position d'équilibre de l'appareil, ce qui permet de compenser automatiquement les jeux mécaniques d'assemblage. De préférence, le générateur de faisceau lumineux est constitué par un laser, ce qui permet de n'éclairer qu'un seul élément photosensible à la fois et donc d'obtenir en sortie des informations purement numériques. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, un commutateur électronique est interposé entre les éléments photosensibles et les moyens de commande, pour sélectionner à volonté un couple déterminé desdits éléments photosensibles. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma simplifié d'un dispositif de détection de zéro conforme à l'invention, dans son application à une balance électronique ; et - les figures 2 et 3 sont des vues partielles illustrant le fonctionnement de cette balance. Sur la figure 1, on a représenté une balance électronique de type connu, avec un plateau 1 et un fléau 2. Le fléau 2 est solidaire d'un bobinage annulaire 3 de compensation et de mesure, disposé dans l'entrefer d'un aimant fixe 4 de forme également annulaire. De façon connue en soi, le bobinage 3 est alimenté en courant à partir d'un amplificateur de puissance 5, par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique/analogique 6 et d'un ordinateur 7. Conformément à la présente invention, cette balance électronique est équipée d'un dispositif de détection de zéro comprenant tout d'abord un ensemble fixe 8 composé d'un générateur de faisceau lumineux 9 et d'une série d'éléments photosensibles contigus 10, constitués par exemple par des cellules photoélectriques. Sur l'extrémité inférieure du fléau 2 est disposé un élément optique 11, constitué ici simplement par un miroir concave, pour réfléchir le faisceau lumineux issu du générateur 9 sur les cellules 10. Par ailleurs, le générateur 9 est avantageusement constitué par un laser, de manière que ledit faisceau soit suffisamment fin pour n'éclairer qu'une seule cellule à la fois. L'ensemble 8 est complété par un commutateur électronique 12, relié aux différentes cellules 10 et dont la sortie est connectée à l'ordinateur 7 par une liaison 13. Le dispositif de détection de zéro qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante Lorsque l'on est à ltéquilibre, le fléau 2 oscille entre deux positions telles que deux cellules contiguës 10 sont éclairées alternativement par le faisceau laser issu du laser 9, après réflexion sur le miroir 11. Comme la dimension de l'impact lumineux du faisceau laser est inférieure à la dimension d'une cellule 10, il ne peut y avoir qu'une seule cellule éclairée à la fois. Celle-ci génère alors un "1" numérique, tandis que toutes les autres sont dans le noir et génèrent un 't0" numérique. On obtient donc en sortie des séries alternées de "O" et de "1" numériques qui sont analysées par l'ordinateur 7 et dont le rapport définit la position d'équilibre du système. Par convention, si ce rapport est égal à 1 dans un intervalle de temps donné, on est au point d'équilibre "zéro" correspondant au point milieu entre les deux cellules considérées. Mais si ce rapport est supérieur ou inférieur à 1, on atteint un autre état d'équilibre, directement numérique et connu de l'ordinateur, correspondant à une autre position du plateau 1. Le niveau "zéro" est donc remplacé par un niveau de référence, ce qui est très différent, car il suffit de changer la référence pour changer la hauteur du plateau. Ceci permet en particulier de rattraper les jeux mécaniques d'assemblage, sans démontage, ni manipulation, de façon entièrement programmable au moyen de l'ordinateur 7. Supposons par exemple que l'on choisisse comme position de référence le point milieu entre deux cellules contiguës 10 situées vers l'extrémité droite de la série de cellules, comme illustré sur la figure 2, ce couple de cellules étant sélectionné au moyen du commutateur électronique 12 commandé directement par l'ordinateur 7. Au début du rattrapage, le fléau 2 est trop bas et seule la cellule de gauche est éclairée. Celle-ci génère un bit "1" et l'ordinateur commande alors, par l'intermédiaire du convertisseur numérique/analogique 6 et de l'amplificateur 5, une augmentation du courant dans le bobinage 3 afin de faire remonter le fléau 2. Lorsque le faisceau laser traverse la position de référence, c'est la cellule de droite qui est éclairée à la place de la cellule de gauche.Il y a donc un changement des bits générés et l'ordinateur 7 commande une diminution du courant dans le bobinage 3 qui fait retomber le fléau 2. Le processus se poursuit ainsi jusqu'à ce que le rapport entre les nombres de bits "1" des cellules de gauche et de droite soit égal à 1 dans une période donnée, par exemple 0,1 seconde. On se trouve alors à l'équilibre et l'ordinateur connait déjà la valeur du courant envoyé dans le bobinage 3, donc le poids à mesurer. Le changement de position du niveau de référence peut se faire de façon continue en choisissant, toujours au moyen de l'ordinateur 7, une autre valeur pour le rapport entre les bits, ce qui favorise l'une des cellules par rapport à l'autre. On peut également changer la position du niveau de référence par paliers successifs de l'ordre du mm, ce qui correspond à la dimension d'une cellule, en choisissant un autre couple de cellules contiguës 10 au moyen du commutateur électronique 12 prévu à cet effet. Ainsi par exemple, on peut, comme illustré sur la figure 3, choisir deux cellules situées vers l'extrémité gauche de la série de cellules, ce qui correspond à un abaissement ii du plateau 1 de la balance. Ceci permet notamment, par ' une simple programmation de l'ordinateur, d'escamoter le plateau lors de sa mise en charge ou de le placer dans une position qui va favoriser son déchargement, ce qui peut être très utile dans le cas d'une pesée automatique à grande vitesse. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de zéro pour appareil de mesure, notamment une balance électronique, caractérisé en ce qu'il comprend r un ensemble fixe (8) composé d'un générateur de faisceau lumineux (9) et d'une série d'éléments photosensibles contigus (10) - un élément optique (11) solidaire de l'équipage mobile (2) de l'appareil de mesure pour réfléchir ledit faisceau lumineux sur les éléments photosensibles ; et - des moyens de commande (5, 6, 7), contrôlés par les informations issues des éléments photosensibles, pour ramener l'équipage mobile dans une position de référence déterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de faisceau lumineux (9) est constitué par un laser. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un commutateur électronique (12) est interposé entre les éléments photosensibles (10) et les moyens de commande (5, 6, 7), pour sélectionner à volonté un couple déterminé desdits éléments photosensibles.