Brevet FR2730054A3 — publié le 19960802

FR 2730054 A3 19960802 FR 9601080 A 19960130 " Appareil de pesage destiné à peser notamment des articles de courrier " La présente invention concerne un appareil de pe- sage comprenant un bassin de balance pour recevoir une charge à peser; des moyens pour supporter élastiquement le bassin de pesage de telle manière que ce bassin de pesage soit déplacé verticalement vers le bas avec une amplitude croissante pour une augmentation de poids de la charge sur le bassin de balance; des moyens de transducteur (C) ré- pondant au déplacement vertical vers le bas pour produire un signal électrique représentant le poids de la charge. Plus particulièrement, l'appareil de pesage selon l'invention est destiné à peser des articles de courrier. Un appareil de pesage connu, destiné à peser des articles de courrier, est muni d'un bassin de balance se presentant sous la forme d'une plate-forme horizontale sup- portée de façon que, lorsqu'un article de courrier est pla- cé sur la plate-forme, cette plate-forme est déplacée vers le bas contre l'action d'une force élastique, et que le dé- placement de la plate-forme est déterminé par des moyens de détection pour produire un signal électrique représentant le poids de l'article de courrier supporté par la plate- forme. La réalisation d'un bassin de balance sous la forme d'une plateforme horizontale pour supporter l'article de courrier, permet à cet article de courrier d'être placé dissymétriquement par rapport à la plate-forme, de sorte que le chargement de l'article de courrier sur la plate- forme est décalé par rapport au support élastique de la plate-forme, ce qui a pour résultat de soumettre la plate- forme à une force de basculement. Tout basculement de la plate-forme peut conduire à une détermination imprécise du déplacement de la plate-forme, et par conséquent du poids de l'article de courrier. Par suite, dans un appareil de pesage connu, il a été nécessaire de déterminer le déplacement de la plate- forme de telle manière que tout basculement de la plate- forme soit compensé. Cela est généralement obtenu en sup- portant la plate-forme au moyen d'une structure de cellules de charge dans laquelle on utilise quatre jauges de con- trainte. Les jauges de contrainte sont connectées électri- quement dans un circuit en pont et sont placées de façon que des erreurs dans les signaux provenant de l'une quel- conque des jauges de contrainte soumises à un déplacement dépassant le déplacement moyen de toutes les jauges de con- trainte du fait d'un chargement décalé de la plate-forme, soient équilibrées et annulées par des erreurs opposées dans les signaux provenant des autres jauges de contrainte soumises à un déplacement moins grand que le déplacement moyen, du fait du chargement décalé de la plate-forme. Une telle structure de cellules de charge peut fournir des si- gnaux de sortie représentant avec précision la charge de la plate-forme. Cependant, de telles structures de cellules de charge sont complexes et chères à fabriquer. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un appareil de pesage comprenant un bassin de balance pour recevoir une charge à peser; des moyens pour supporter élastiquement le bassin de pesage de telle manière que ce bassin de pesage soit déplacé verticalement vers le bas avec une amplitude croissante pour une augmentation de poids de la charge sur le bassin de balance; des moyens de transducteur répondant au déplacement vertical vers le bas pour produire un signal électrique représentant le poids de la charge; appareil caractérisé en ce que le bassin de balance présente une di- mension horizontale suffisamment petite pour ne supporter la charge que lorsque cette charge est placée sur le bassin de balance de façon que son centre de gravité soit essen- tiellement aligné avec les moyens de support, ce qui permet ainsi à la charge, lorsqu'elle est supportée par le bassin de balance, de ne pas exercer de forces de basculement im- portantes sur ce bassin de balance. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - bassin de balance est construit pour supporter l'enveloppe dans une orientation dans laquelle le plan de l'enveloppe est vertical ou presque vertical; - le bassin de balance comporte une gorge pour re- cevoir un bord inférieur de l'enveloppe, et un support s'étendant vers le haut à partir de la gorge pour recevoir une face de l'enveloppe; - les moyens de transducteur comprennent un con- densateur (C) présentant une capacité électrique qui dépend de l'amplitude de déplacement du bassin de balance. - l'appareil comprend un circuit d'oscillateur ce circuit d'oscillateur générant un signal dont la fréquence dépend de la capacité électrique du condensateur (C); et des moyens de traitement pour déterminer la fréquence du signal et pour générer un signal représentant le poids; - les moyens de traitement fonctionnent pour uti- liser des données de correction destinées à corriger des erreurs dues à une non-linéarité de la relation entre le poids d'une charge se trouvant sur le bassin de balance, et la fréquence du signal; - les moyens de transducteurs comprennent un élé- ment résistif dont la résistance électrique dépend de l'am- plitude de déplacement du bassin de balance; - l'appareil comprend des moyens de traitement fonctionnant pour utiliser des données de correction desti- nées à corriger des erreurs dues à une non-linéarité de la relation entre le poids d'une charge sur le bassin de ba- lance, et la résistance de l'élément résistif; - les moyens de transducteurs comprennent un élé- ment inductif dont l'inductance électrique dépend de l'am- plitude de déplacement du bassin de balance. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'extrémité d'un bassin de balance pour une balance de pesage selon l'invention; - la figure 2 est une vue avant du bassin de ba- lance; et - la figure 3 est un schéma de circuit par blocs d'un circuit répondant à un transducteur de balance de pe- sage pour produire un signal représentant le poids d'une charge placée sur le bassin de balance. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, un bassin de balance 10 destiné à une balance de pesage, comprend un élément arrière 11 relié à un élément avant 12 pour former entre eux une gorge 13. Lorsqu'un article de courrier 14 est placé sur le bassin de balance, un bord in- férieur 15 de l'article de courrier 14 est placé dans la gorge 13 et l'article de courrier s'appuie vers l'arrière par une face arrière de cet article de courrier qui vient buter contre l'élément arrière 11. L'élément arrière est incliné d'un certain angle par rapport à la verticale, de sorte qu'un article de courrier placé sur le bassin de ba- lance s'appuie contre l'élément arrière et se trouve sup- porté par celui-ci. Cependant, l'angle d'inclinaison de l'élément arrière est suffisamment petit pour s'assurer que l'article de courrier supporté par le bassin de balance, se situe dans un plan s'étendant presque verticalement. Comme l'article de courrier est supporté dans un plan presque vertical, le centre de gravité d'articles de courrier se situant dans une plage de différentes hauteurs lorsqu'ils sont placés sur le bassin de balance, reste localisé dans une plage horizontale relativement petite. Par suite, le centre de gravité se trouve sensiblement dans la même posi- tion pour une grande plage de tailles d'articles de cour- rier. La dimension dans le sens de la longueur "1" du bassin de balance est courte comparativement à la dimension dans le sens de la longueur "L" d'articles de courrier de dimensions courantes. Par suite, un utilisateur doit placer l'article de courrier sensiblement symétriquement sur le bassin de balance, compte tenu du poids de cet article de courrier, afin qu'il ne risque pas de tomber du bassin de balance. En pratique, pour la plupart des articles de cour- rier constitués d'une ou plusieurs feuilles de papier, pliées ou dépliées, à l'intérieur d'une enveloppe, le poids est réparti essentiellement uniformément dans l'enveloppe et le centre de gravité de l'article de courrier est situé au centre de celui-ci. Par suite, la mise en place de l'ar- ticle de courrier de façon que son poids soit réparti es- sentiellement symétriquement par rapport au bassin de balance, s'obtient en plaçant l'article de courrier de fa- çon que ses dimensions soient essentiellement symétriques par rapport au bassin de balance. En imposant de placer l'article de courrier sur le bassin de balance de façon que son poids soit réparti essentiellement symétriquement par rapport au bassin de balance, pour que son centre de gravi- té soit approximativement aligné avec le centre du bassin de balance, on s'assure que ce bassin de balance n'est pas soumis à des forces de chargement tendant à le faire bascu- ler. Le bassin de balance est monté sur une tige 16 dont l'axe longitudinal est situé au centre du bassin de balance dans la dimension "1", et se trouve placé en ar- rière de la gorge 13, dans l'alignement ou à proximité im- médiate de l'emplacement du centre de gravité des articles de courrier lorsqu'ils sont supportés par le bassin de ba- lance. La partie inférieure de la tige 16 est supportée élastiquement pour permettre le déplacement du bassin de balance dans une direction dirigée verticalement vers le bas lorsqu'un article de courrier est chargé sur ce bassin de balance, l'amplitude du déplacement étant fonction du poids de l'article de courrier. La tige 16 est reliée méca- niquement à un transducteur répondant au déplacement verti- cal vers le bas de la tige pour produire un signal électrique correspondant à l'amplitude de ce déplacement. En s'assurant que le bassin de balance n'est pas soumis, pendant qu'on pèse un article de courrier, à des forces tendant à faire basculer ce bassin de balance, on peut utiliser un transducteur relativement simple et moins coûteux que les balances de pesage conventionnelles, pour déterminer le poids d'un article de courrier placé sur le bassin de balance. Le transducteur peut être un transduc- teur dans lequel le déplacement du bassin de balance sous l'action d'une charge, produit une variation de capacité ou de résistance électrique, ou encore un transducteur élec- tromagnétique inductif. En se référant maintenant à la figure 3, le sché- ma de circuit par blocs illustre un circuit destiné à être utilisé avec un transducteur capacitif pour produire un si- gnal de sortie représentant le poids d'une charge placée sur le bassin de balance. Un circuit d'horloge 20 tel que par exemple un circuit intégré d'horloge disponible dans le commerce sous la référence 555, est branché en oscillateur libre compor- tant une sortie 21. La fréquence d'oscillation est détermi- née par une résistance R et un condensateur C. La valeur de la résistance R est fixe et la capacité du condensateur C, qui constitue le transducteur de détection du déplacement du bassin de balance, varie en fonction de l'amplitude du déplacement du bassin de balance sous l'effet de la charge placée sur celui-ci. La variation de capacité du condensa- teur C produit un déplacement de fréquence à la sortie 21 de l'oscillateur. La sortie 21 de l'oscillateur 20 est branchée à une borne d'entrée 22 d'un microprocesseur 23. Une horloge placée à l'intérieur d'un microprocesseur 23 fournit un signal de porte définissant une période de temps, et l'on surveille le nombre de transitions de l'os- cillation de sortie de l'oscillateur 20 pour déterminer la fréquence à la sortie 21. Comme la fréquence de l'oscilla- teur dépend du déplacement du bassin de balance produit par le poids de la charge, la fréquence de l'oscillateur repré- sente le poids de la charge se trouvant sur le bassin de balance. La relation entre la fréquence de l'oscillateur et le poids de la charge peut être linéaire ou non li- néaire. Si nécessaire, une correction de non-linéarité peut être appliquée par le microprocesseur 23 à la valeur de poids déterminée à partir de la fréquence de l'oscillateur. Cela peut être effectué au moyen de données de correction dans une table de correspondance du logiciel. On peut éga- lement effectuer une compensation relative à des erreurs de détermination de la valeur de poids d'une charge du fait de variations de la température ambiante. Cela peut être ef- fectué au moyen d'une thermistance ou autre élément sensi- ble à la température, qu'on branche au microprocesseur 23 par l'intermédiaire d'un convertisseur analogi- que/que/numérique. Une autre table de correspondance con- tient des données de correction d'erreur permettant au microprocesseur 23 d'effectuer la compensation des erreurs dues à une variation de la température ambiante, et de pro- duire un signal représentatif du poids qui ne comporte pas d'erreur. Lorsqu'on utilise dans le transducteur un élément résistif ou inductif à la place de l'élément capacitif dé- crit ci-dessus, la relation entre respectivement la résis- tance ou l'inductance, et le poids de la charge, peut être linéaire ou non linéaire. Si nécessaire, une correction de non-linéarité peut être appliquée par le microprocesseur 23 à la valeur de poids déterminée à partir respectivement de la résistance ou de l'inductance. Cela peut être effectué au moyen de données de correction dans une table de corres- pondance du logiciel, comme décrit ci-dessus en se référant à un transducteur capacitif. De plus, comme décrit ci- dessus, on peut prévoir une compensation relative à des er- reurs de détermination de la valeur de poids d'une charge du fait de variations de la température ambiante. La balance de pesage peut être un appareil de pe- sage indépendant dans lequel le microprocesseur 23 génère un signal à une borne de sortie 24 pour faire fonctionner un dispositif d'affichage destiné à afficher le poids de la charge se trouvant sur le bassin de balance. En variante, la borne 24 peut être branchée à un autre appareil nécessi- tant l'entrée d'une information de poids, un tel autre ap- pareil étant par exemple une machine d'affranchissement postal dans laquelle l'entrée de l'information de poids est utilisée pour calculer une valeur d'affranchissement postal de l'article de courrier. Si on le désire, l'appareil de pesage peut être intégré à la machine d'affranchissement postal, et le microprocesseur 24 peut être utilisé à la fois pour déterminer le poids d'une charge et pour effec- tuer des fonctions de comptabilité et de commande de la ma- chine à affranchir. La forme du bassin de balance décrite ci-dessus est particulièrement avantageuse non seulement du fait qu'elle permet de s'assurer qu'un article de courrier est positionné de façon que son centre de gravité soit es- sentiellement aligné avec la tige 16 du bassin de balance, mais encore du fait que le bassin de balance présente de petites dimensions dans une direction horizontale, et peut donc être plus facilement incorporé dans des machines d'af- franchissement postal, que des balances de pesage compor- tant un bassin de balance se présentant sous la forme d'une plate-forme horizontale de relativement grandes dimensions. R E V E N D I C A T I ONS 1) Appareil de pesage comprenant un bassin de ba- lance (11, 12) pour recevoir une charge (14) à peser; des moyens (16) pour supporter élastiquement le bassin de pe- sage de telle manière que ce bassin de pesage soit déplacé verticalement vers le bas avec une amplitude croissante pour une augmentation de poids de la charge sur le bassin de balance; des moyens de transducteur (C) répondant au déplacement vertical vers le bas pour produire un signal électrique représentant le poids de la charge; appareil caractérisé en ce que le bassin de balance (11, 12) pré- sente une dimension horizontale suffisamment petite pour ne supporter la charge (14) que lorsque cette charge est pla- cée sur le bassin de balance de façon que son centre de gravité soit essentiellement aligné avec les moyens de sup- port (16), ce qui permet ainsi à la charge, lorsqu'elle est supportée par le bassin de balance, de ne pas exercer de forces de basculement importantes sur ce bassin de balance. 2) Appareil de pesage selon la revendication 1, pour peser des articles de courrier comprenant une enve- loppe essentiellement plane contenant un document à l'inté- rieur, caractérisé en ce que le bassin de balance (11, 12) est construit pour supporter l'enveloppe (14) dans une orientation dans laquelle le plan de l'enveloppe est verti- cal ou presque vertical. 3) Appareil de pesage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bassin de balance (11, 12) com- porte une gorge (13) pour recevoir un bord inférieur (15) de l'enveloppe, et un support (11) s'étendant vers le haut à partir de la gorge pour recevoir une face de l'enveloppe. 4) Appareil de pesage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de transducteur comprennent un condensateur (C) pré- sentant une capacité électrique qui dépend de l'amplitude de déplacement du bassin de balance. ) Appareil de pesage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'oscillateur (20), ce circuit d'oscillateur (20) générant un signal dont la fréquence dépend de la capacité électrique du condensa- teur (C); et des moyens de traitement (23) pour déterminer la fréquence du signal et pour générer un signal (sortie 24) représentant le poids. 6) Appareil de pesage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de traitement (24) fonc- tionnent pour utiliser des données de correction destinées à corriger des erreurs dues à une non-linéarité de la rela- tion entre le poids d'une charge se trouvant sur le bassin de balance, et la fréquence du signal. 7) Appareil de pesage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de transducteur com- prennent un élément résistif dont la résistance électrique dépend de l'amplitude de déplacement du bassin de balance. 8) Appareil de pesage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement (24) fonctionnant pour utiliser des données de correction destinées à corriger des erreurs dues à une nonlinéarité de la relation entre le poids d'une charge sur le bassin de balance, et la résistance de l'élément résistif. 9) Appareil de pesage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de transducteur com- prennent un élément inductif dont l'inductance électrique dépend de l'amplitude de déplacement du bassin de balance. ) Appareil de pesage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement (24) fonctionnant pour utiliser des données de correction destinées à corriger des erreurs dues à une nonlinéarité de la relation entre le poids d'une charge sur le bassin de balance, et l'inductance de l'élément inductif. 11) Appareil de pesage selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, combiné à une machine d'affranchis- sement postal dans laquelle les moyens de traitement fonc- tionnent pour utiliser le signal représentatif du poids afin de calculer une valeur d'affranchissement postal de l'article de courrier.