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Perfectionnements aux balances et bascules enregis- treuses et calculatrices ".
On connaît des balances ou bascules, dans les- quelles le poids de la marchandise est proportionnel au
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nômbre do toura nua fait- una via antralnéo po'rmettant lu déplacement d'un écrou et d'un poids mobile, lequel équi- libre le poids de cette marchandise. De telles balances permettent également d'obtenir le prix de la marchandise par des moyens mécaniques assez compliqués et d'un fonc- tionnement délicat.
La présente invention a pour objet de substituer à ces moyens mécaniques, tant pour obtenir le poids que le prix, des moyens électriques, et ce par une nouvelle application que l'on verra plus loin des appareils de mesure électriquesr
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Les dessins annexés représentent, à titre d'- exemple, une des formes d'exécution possible de l'inven- tion.
Les figures 1 et représentent des schémas des circuits électriques ; @
La figure 3 montre une balance du type utilisé;
La figure 4vest une vue en élévation coupée lon- gitudinalement, d'une partie de la balance;
La figure 5 est une vue en plan de la figure 4 coupée suivant la ligne A-B.
La figure 6 est une vue de détail.
La figure 7 est une vue schématique de la botte de résistance.
La figure 8 est un graphique de l'équation P x R = Cte;
La figure 9 mantre schematiquement la connexion de points intermédiaires;
Un poids curseur 1 est monté de façon à pouvoir se déplacer par tout moyen approprié, sur le bras 2 d'un dispositif de balance (figure 1). Ce poids curseur 1 est muni d'un ressort lamellaire 3, qui le met en contact avec une resistance électrique R.
En 4 se trouve une source d'energie électrique à potentiel constant; en 5 une résistance, que l'on peut régler à la main à l'aide du curseur 6. Ceci étant, au moment où le poids P d'une marchandise est équilibré par le poids curseur 1, une résistance R' reste branchée dans le circuit électrique.
Par construction cette résistance R' devra toujours satisfaire à la condition:
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P x R'= Constante = K (a) d'autre part, grâce à la résistance 5 et au doigt curseur 6, on peut mettre aux baumes de cette résistance R', une différence de potentiel V proportionnelle ou égale au prix unitaire Pu de la marchandise P, d'où egalité:
Pu =V (b)
En multipliant membre à membre les égalités (a) et (b), on a :
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P x R' x Pu - KV " V ou:
P x Pu = K Rt (c) or la loi d'Ohm donne: f=v courant qui passe dans le circuit, donc
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I a courant qui passe dans la résistance R' ou I=VR'
R' d'où P Pu = KI
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001111110 l' x PLI on 6trui uu prix tatas da 1a xyz chandise, on peut dire:
Le prix total de la marchandise est proportion- nel à l'intensité du courant qui passe dans la résistance R'. (lorsque l'équilibre est établi).
D'autre part, on suppose la différence de po- tentiel V traversant la résistance R' égale à 1, c'est-
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r-11 n :
Pu=V=1
L'égalité 0 devient : p x 1 = K x 1 (d)
R on a vu que I=VR' = 1 '
R' R' d'où P = KI pour V= 1
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on tH11i ,7.amt 3
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poids total P de la marchandise est propor- tionnel à l'intensité du courant qui passe dans la résis- tance R', lorsque l'équilibre est établi et que la valeur de la différence de potentiel V du circuit est égale à 1.
L'egalité (d) denne:
PR'= K on peut donner à V une valeur quelconque constante:
V = k en multipliant membre à membre ces deux égalites, on a;
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Par' xk=KxV ou P s K x V = K x V Rl'Xk 7 fi' d'où en remplaçante par I, on a : p-k I (e)
K donc le poids de marchandise est proportionnel à l'iaten.- sité du courant.
On constate donc qu'il suffira de placer, soit (figure 1) un ampèremètre 7 de constante appropriée por- tant doux gradnatione, l'une telle que 8 indiquant dos prix, l'autre telle que 9 indiquant des poids. Les nom- bres lus en regard de l'aiguille de cet ampèremètre seront pour la première division 8 le prix total, à condition que l'on ait réglé la différence de potentiel avec le curseur 6, jusqu'à ce que l'aiguille d'un voltmètre 10, branché convenablement, s'arrête en regard du prix uni- taire que l'on lit sur la graduation 11 du voltmètre 10, et pour la division 9 le poids total à la condition que l'aiguille du voltmètre 10 soit amenée sur la division 1, à l'aide du curseur 6,soit (figure ) en s'appuyant sur la proposition e d'un ampèremètre 7' de constance appro- priée;
.la différence de potentiel aux bornes de la résis-
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tance R' étant toujours constante, pothr quo l'ampèremètre indique, au moment de l'équilibre, sur une graduation 9'. le poids total de la Marchandise; un voltmètre 10' per- met à l'aide du curseur G de maintenir la différence de potentiel constante.
Il est évident que ces appareils peuvent être places, soit près de la balance, soit à une certaine dis- tance dans un emplacement choisi, d'où la balance ou bas- cule peut elle-mme être mise en équilibre.
Ces appareils qui peuvent être enregistreurs, permettront par l'examen de leurs indications, d'avoir tous les moyens de contrôle et de vérification exigés.
On supposera une balance du type en question (fgiure 3). Une vis 12 entraînée par un moteur électrique
13 fait déplacer un écrou 14 qui porte doux plaquette 15 et 15' qui maintiennent un poids mobile 16 qui roule sur deux tiges cylindriques 16' et 16", jusqu'à ce que l'équi- libre dont on a parlé, soit établi, ce qui change la me- sure d'un poids en la mesure d'un nombre de tours, 16''' est une petite tige qui empêche l'écrou 14 de tourner sur la vis 12- ' @
La vis 12 faisant vis sans fin entraine des roues dentées 17, 18 et 19 la dernière Ôtant clavetée sur un arbre 20 (figure 4).
Le filetage de la vis 12 est calculé de façon à ce 'que pour 1000 Gr. elle fasse 100 tours, le (rapport des roues dentées 17,18 et 19 est calculé pour que 100 tours de la vis 12 fassent faire tour à l'arbre
20. Cet arbre 20 so tarmine par un bout carré 21 sur lequel coulée à frottement dur un bras de manivelle qui supporte à son extrémité un ressort lamellaire 23 à
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l'extrémité duquel se trouve un balai de cuivre 24 qui frotte sur l'un des tambours 25, 26 ou 27. 28 est une piè. ce fixe percée d'un trou cylindrique dans lequel a été faite, une rainure hélicoïdale 29 ayant comme pas la lar- geur d'un tambour 25, 26 ou 27; dans cette rainure 29 peut se déplacer un doigt 30 solidaire de la pièce 22.
Les tambours 5, 26 et 27 fixés sur le bâti 31 la sont constitués de/façon suivante : tambour 25 (fig. 4) en matière isolante d'un diamètre déterminé, est muni à sa périphérie, d'une sé- rie de lames conductrices telles que 52,55..., séparées les unes des autres, et raccordées individuellement à un fil isolé 32',33'..;
la dernière lame 34 étant réunie à la première lame 36 du deuxième tambour 26, qui est ana- logue au premier 25 duquel il est séparé par un disque 35 en matière isolante, le tambour 26 porte donc une série de lames conductrices 36,57...isolées les unes des autres et raccordées à des fils 36',37'.., la dernière lame 38 étant réunie à la première lame 39 du troisième tambour 27 qui est séparé du tambour 26,par un disque 35' semblable au disque 35; comme les tambours 25 et 26, le tambour 27 est muni à sa périphérie d'une série de lames conductrices 40, 41.., isolées les unes des autres et réunies séparément à des fils 40',41'.., la dernière lame 42 avec le fil isolé 42';
tous ces fils enfermés dans une gaine isolante 43, sont dirigés vers une boîte de résistance 44 (fig.7), qui porte toute une série de bornes 45,46,48, lesquelles reçoivent dans l'ordre les fils isolés 32',33'..,42',enfermés dans la gaine 43. Le balai 24 est réuni électriq ement au rhéostat 5 qui rè- gle la différence de potentiel V1 et par suite le prix rJ. x
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nitaire Pu de la marchandise, ce rhéostat ,5 est lui-même réuni à l'un des pôles de la source d'énergie électrique 4;l'autre pôle est runi après avoir traversé un ampère- mètre 7 de constance appropriée, à l'une des extrémités 49 de la boîte de résistance enfermée dans la boîte de résistance 44;
l'autre extrémité de cette résistance est réunie à la première borne 45 de la boîte 44, les autres bornes de cette boîte sont réunies en des points inter- médiaires de cette résistance, ces points sont détermi- nés de la façon suivante:
Pour cela on supposera que la balance ait une portée maximum de 3000 Gr. Four un poids Il on obtient l'équilibre avec le poids mobile 16, pour une certaine position du balai 24, et d'après l'équation (a), il faut que la résistance restant en circuit y satisfasse toujours
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el est-à-dire:
P x R = Cte On donnera ,à la constante une valeur telle que:
K = 2 x 10 On supposera, par exemple, que sur chacun des tambours 25 26 et 7, on dispose de 600 lames.
Pour des poids de 5 en 5 grammes, on détermine par le calcul les valeurs exac- tes de la résistance restant en circuit, on a:
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59 x RI - 2 x 10 soit: R1 Il 2 x 108 3 y 10sr R = 2 x 108 soit: R -1 2 108 R :1 2 x 10 15gr x R3 =x 108
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soit: R = 2 x 10 15 3000 x Rn - 2 x 108 Rn x 108 3000
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Entre les barnoa '1[) ut z16, do 1 bultv l10 rye- sistance c'est-à-dire Ogre et 5gr. on a placé une résis- tance R considérée comme très grande par rapport à la valeur de R1 On a ainsi déterminé tous les points de la résistance de la boite à réunir aux bornes 45,46..48, lesquelles sont, elles, réunies par les fils isolés 32'; 33'..42' aux lames conductrices correspondantes dont les
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tambours 5,6 et 27 ont été munis, ,c'est-à-dire:
à la lère lame à la 4ème lame (1+ 3) à la 7ème lame (4 +3) ce.qui fait sauter chaque fois : lames, en effet les trois tambours correspondent à 3000 gr. ce qui fait pour
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chacun d'eux 1000 gr.; comme oni-a branché :lat;\t'ésistance par dao pu Ida L10 6 nii Jér, on n annt
1000 - 200 lames par tambour 5 - comme on a prévu 600 lames, il en reste 400 de disponi- bles que l'on réunira de la façon suivante :
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L'équation P x R - ote est celle d'um hyperbole équilatère, en portant en ordonnées les différentes va- leurs de P, en abcisses 'les valeurs de R (figure 8) pour une constante que l'on supposera égale à 2 x 108,on peut se rendre compte qu'on se trouve dans une portion de courbe A-B (figure 8), qui se rapproche d'ane droite, surtout pour les petites valeurs de P. Un point quelcon-
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que de la courbe B, par exemple, ayant pour ordonnée 5gr. aura pour aboisse 2 x 108 un autre point B' qui a pour
5 ordonnée lOgr., aura par conséquent pour abcisse x 108
10
Ce calcul simple permet de voir qu'en remplaçant la portion de courbe B-B' par une droite, l'erreur qui en résulte est très petite, pour les faibles valeurs de P, et toujours très inférieures à lgr.
On peut donc réunir 7.on doux lames qui sont entra la première et la quatrième lame correspondant à 5 et 10gr., à deux bornes placées entre les bornes 46 et 47 lesquelles seront elles-mêmes réunies à des pointa'0 et D qui partageront la résistance (R1-R2) en trois parties égales (fig.9).
On obtient ainsi 600 lames par tambour et une balance qui aura une exactitude de l'ordre du gramme.
Le fonctionnement de cet appareil est le suivant;
On supposera que l'on place sur le plateau une marchandise de 1200gr., le moteur faisant 100 tours pour 1000 gr. la vis 12 fera donc 120 tours, pour établir l'- équilibre et l'arbre 20, 1 tour 2, le balai aura fait lui aussi 1 tour,2, et avancé d'une quantité égale au.pas de l'hélice plus 2/10, c'est-à-dire à la largeur d'un des tambours plus 2/10 de cette largeur, par conséquent le balai 24 se trouvera sur le deuxième tambour et sur la (600+ (2/10 x 600 lame, or par construction cette lame correspond à une résistance Rh telle:
1200 x Rh=2 x 108
En admettant que le prix unitaire Pu de cette marchandise soit de 12Frs., on réglera à la main le cur- seur 6 du rhéostat 5 de façon à ce que l'aiguille du voltmètre 10 tombe sur la division 12 de la graduation 11, on a alors:
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1 u w Vh d'après l'équation (c) on peut écrire:
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1200 z 12 = 2 x 108 x Vh = 2x 108 x lh
Rh
Or l'ampèremètre est étudié pour marquer un prix total de 10frs. pour une différence de potentiel de 10 volts, et un poids total de 1000 grs. on a donc:
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1000 m 10 = z x 10 8x 1 1 - 1000 x 10 12 x IC8 Pour 10 on a la division 10 pour 1 c'est-à-dire 1200 x lC on aura la di- .2x 108 vision 14,4 qui correspond bien au prix total de la mar- chandise.