BE806768A - Balance electronique calculant le prix a payer et a reglage de la mise a zero - Google Patents

Description

   <EMI ID=1.1> 

  
tique de la mise à zéro. 

  
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 <EMI ID=3.1> 
- tarage, tarification et impression automatique d'un document
- automatisation d'installations existantes ont conduit les constructeurs à utiliser des solutions ou dispositifs électroniques.

  
Les dispositifs commerciaux de pesage électronique peuvent actuellement se classer en deux grandes familles :

  
1. les dispositifs à conversion directe force-signal électrique

  
comme par exemple les appareils utilisant une corde vibrante ou des jauges de contrainte. 

  
Leurs avantages sont la simplicité et la robustesse de leur partie mécanique. Leurs inconvénients résultent de la complexité des circuits électroniques qui leur sont associés dans le but de réduire les effets des non-linéarités, des dérives en température, et de leur sensibilité aux signaux parasites. En outre, en tarification, c'est-à-dire lorsqu'on veut en plus du poids du produit pesé, en afficher le prix, le calcul du total à payer nécessite l'emploi d'un circuit multiplicateur. Ces capteurs ne peuvent être utilisés dans la modernisation d'une installation existante.

  
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dispositif mécanique classique de pesage assure la conversion de l'information poids en un déplacement angulaire ou linéaire proportionnel. Un capteur de déplacement engendre ensuite un signal électrique représentatif du paramètre à mesurer. 

  
Les capteurs de déplacement utilisés à cet etfet sont :
2.1. les capteurs ou codeurs absolus qui sont des dispositifs à plusieurs pistes élaborant directement, suivant un code donné, la valeur du paramètre représentatif du poids à mesurer. Ces capteurs sont fiables, précis

  
et réversibles mais ils sont très coûteux et on ne

  
les utilise que pour la construction d'équipements spéciaux industriels, scientifiques ou militaires.

  
2.2. Les codeurs incrémentaux sont plus couramment utilisés.

  
Ils ne comportent que trois pistes : deux pistes d'incréments décalés d'un quart de division et une piste portant un repère de zéro ou d'origine. La lecture

  
de:: deux pistes d'incréments permet une détection du sens de rotation et la totalisation au moyen d'un compteur réversible permet, de suivre les mouvements

  
du plateau de la balance. La possibilité d'un comptage ou d'un décomptage des impulsions parasites conduit

  
à des erreurs systématiques indiscernables pour les équipements où ils interviennent de sorte qu'ils sont considérés comme insuffisamment fiables.

  
Ces deux types de capteurs présentent encore les inconvénients suivants :
- le disque gravé doit être monté directement sur le dispositif dont on veut mesurer le déplacement angulaire.
- Aucune solution simple n'est réalisable pour résoudre le problème du tarage ou réglage de zéro.
- En tarification, un circuit de multiplication doit être utilisé pour le calcul du prix à payer. 

  
Le but de la présente invention est de réaliser

  
un dispositif de mesure de déplacement angulaire, ainsi que les dispositifs ou circuits électroniques qui y sont associés en vue de leur application au domaine du pesage.

Ses avantages principaux sont les suivants :

  
- absence de liaison mécanique, donc d'effet de réaction sur le mécanisme de pesage
- répétition et rafraîchissement de la mesure plusieurs fois par seconde, ce qui permet de suivre les mouvements d'oscillation du plateau de la balance.
- Tarification obtenue au moyen de circuits d'addition
- Adaptation aisée du facteur d'échelle ctest-à-di.re de l'indication correspondant à la portée maximale de la balance.
- Contrôle simple et précis du zéro de la balance.
- Réalisation d'équipements à réglage automatique du tarage ou de la remise à zéro.

  
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fois, par seconde, la lecture de la position d'un repère associé à l'axe dont l'angle de rotation est une fonction linéaire du poids à peser reposant sur le plateau.

  
La figure 1 représente un schéma possible de réalisation d'un système de pesage selon l'invention, tandis que la figure 2 représente la forme des signaux électriques engendrés par les circuits décrits ci-dessous.

  
La nouveauté consiste à associer des éléments simple et classiques dans la construction d'un capteur créant

  
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impulsion de mesure (2) et un eignal d'incréments de mesure (3) de sorte que le comptage, récurrent lui aussi,  <EMI ID=7.1> 

  
des impuslions d'incréments.(3) dans l'intervalle de temps 

  
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à l'angle à mesurer et par conséquent au poids reposant sur  le plateau de l'équipement de pesage. 

  
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Pour cela, l'information de poids est convertie, au  moyen d'un équipement de pesage classique, en un déplacement angulaire (4) d'un axe(5). Sur cet axe (5) est calé un bras

  
ou aiguille (6) portant un repère (7). Le capteur comporte

  
un axe (8) porté par des paliers (9) et (9'), sur leque;

  
est fixé un disque ou tambour (10), un support (il) portant  une tête de détection (12) du repère poids (7), une masse d'équilibrage (13) ainsi qu'un dispositif de transfert de !  l'information élaborée par le détecteur (12).

  
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mécanisme de pesag2 mais sans qu'il existe entre ces axes de  liaison mécanique. 

  
Un moteur électrique (14) entraine l'axe (8) au  moyen d'un accouplement approprié (15). 

  
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à prvximité du repère (7) de l'aiguille (6) et délivre une  impulsion (1) dite de mesure. 

  
i

  
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une piste constituée de repères régulièrement espacés, 

  
appelés Incréments de mesure ou de poids (16) et un repère  de référence ou de zéro (17). A chaque tour du disque (10),  une tête de détection (18) qui lui est associée, délivre

  
une suite d'impulsions électriques régulièrement espacées 

  
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impulsion de référence (2). 

  
La tête de détection (18), le repère (17), les incréments (16), la tête de détection (12) et le repère (7) peuvent être réalisés au moyen de dispositifs optiques magnétiques, capacitifs ou autres sans que la portée de l'invention en soit affectée.

  
Lorsqu'on dépose une charge sur le plateau de la balance, l'aiguille se déplace et prend une position d'équilibre fonction du poids à mesurer. A chaque tour de l'axe du capteur, la mesure s'effectue suivant la séquence :
la tête de lecture (18) délivre un train d'impulsions incréments (3) et une impulsion de référence (1) lorsqu'elle détecte le passage du repère (17).

  
D'autre part, la tête détectrice (12) délivre une impulsion de mesure (2) Lorsqu'elle passe devant le repère

  
(7) de l'aiguille (6).

  
L'impulsion (1) est utili:3ée pour ouvrir une porte

  
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l'impulsion (2) ferme cette porte. La porte logique laisse donc passer les impulsions pendant un intervalle représenté

  
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de nombre proportionnel au poids agissant sur le plateau de la. La lance.

  
Le comptage du train d'impulsions (20) permet donc d'afficher le poids pesé et cette mesure est répétée indéfiniment à chaque tour du capteur, rendant ainsi la césure indépendante des fluctuations du plateau et de l'action d'un parasite fugitif.

  
L'impulsion (2) sert également à la commande de l'affichage de la mesure et la remise à zéro du compteur

  
pour la mesure suivante.

  
Le réglage du zéro de la balance s'effectue en ajustant la position angulaire de la tête de détection (18)

  
de façon telle que le repère de zéro (17) passe en face de

  
la tête de détection (18) au même instant que celui auquel

  
le détecteur mobile (12) passe en face du repère (7), la balance étant de niveau et non chargée.

  
Pour le calcul du prix à payer, le prix unitaire

  
est affiché au moyen d'un clavier, et transformé en signaux électriques suivant les techniques connues en calcul électronique. Le prix unitaire est enregistré dans une mémoire dite de prix unitaire.

  
Pour le calcul du prix, à chaque arrivée d'une impulsion (20) on accumule dans un registre préalablement remis à zéro, le contenu de la mémoire de prix unitaire. Comme le nombre d'impulsion contenu dans un train d'impulsions

  
(20) est proportionnel au poids pesé, on voit qu'on forme ainsi le total du prix à payer pour le produit pesé au

  
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obtenu à chaque tour du capteur, l'impulsion (2) commandant l'affichage du prix et la remise à zéro dans le registre.

  
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les oscillations du plateau'de la balance et une erreur de calcul ne peut influencer l'opérateur. L'effet d'un signal parasite ne peut perturber qu'une mesure isolée mais non la lecture qui résulte de la superposition des lectures successives.

  
L'invention comprend encore la possibilité de rendre automatique la vérification du réglage du zéro de la balancu. Les prescriptions légales en matière de pesage imposent de satisfaire aux exigences suivantes : on définit pour une charge maximale Q du plateau. N incréments de poids de telle sorte que N x D = Q, et toutes les causes d'erreur cumulées doivent conduire à une erreur accidentelle totale inférieure à + D/2 mais, en ce qui concerne le réglage de zéro'de la balance, l'erreur doit

  
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Dans la réalisation selon l'invention, ce problème 

  
a été résolu comme suit : les ressources de l'électronique permettent de synchroniser un oscillateur par rapport à un autre oscillateur pris comme référence. La figure 3 représente les signaux issus de la synchronisation sur le signal (3) de cinq signaux (22), (23), (24), (25), (26) respectivement de fréquence égale à deux, quatre, huit, seize et trente-deux fois supérieures à celle du signal (3).

  
La figure 4 représente le circuit de principe réalisant ces différents signaux selon les techniques connues en électronique digitale.

  
Le signal(3) pris comme signal de référence est comparé dans un détecteur de phase (27) au signal (21) de sortie d'un ensemble comprenant un oscillateur contrôlé (28), un conformateur (29) et une chaîne de comptage binaire (30). Le détecteur de phase (27) élabore un signal de correction

  
(31) qui assure la commande de l'oscillateur (28) de façon

  
à asservir le signal (21) en phase et en fréquence au

  
signal (3). Accessoirement, les signaux (22) à (26) apparaissent sur des sorties appropriées du compteur binaire

  
(30) et interviendront dans les dispositifs de correction de zéro et d'adaptation d'échelle qui vont être décrits. 

  
Pour l'explication du système de réglage, il est utile de faire la remarque suivante chaque trait de la

  
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partir du repère de zéro (17) de façon à le faire correspondre à une déviation angulaire proportionnelle au poids-pesé. Pour la clarté de l'exposé on a supposé un nombre d'incréments égal à 1.000. Pour que la balance

  
soit bien réglée lorsqu'elle n'est pas chargée, il faut

  
que l'impulsion qui correspond à la lecture de la position de l'aiguille apparaisse exactement au milieu de l'intervalle qui sépare la dernière impulsion (n[deg.] 999 immédiatement avant

  
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qui la suit.

  
La figure 5 représente la forme des différents signaux en fonction du temps.

  
La première ligne représente le signal (21) à grande échelle, le front montant (32) doit correspondre idéalement à l'apparition de l'impulsion (2). Le signal (21) synchronisé avec (3), est symétrique de sorte qu'on peut considérer que le front descendant précédent (33) correspond à la graduation fictive 999,5 tandis que celle qui suit

  
(34) correspond à la graduation fictive + 0,5.

  
i Pour que le réglage de zéro soit correct, c'est-à-  dire corresponde à une erreur maximale de + D/4 il.faut que l'impulsion (2) apparaisse dans un intervalle centré sur

  
(32) et s'étendant de part et d'autre sur un quart de l'intervalle (33) (34).

  
Au moyen de circuits logiques, et des signaux

  
(21) à (26) il est possible d'engendrer un:signal en

  
créneau (35) occupant un quart de l'intervalle compris 

  
entre (33) et (34) de part et d'autre de (32). 

  
Au moyen de circuits à coïncidence, il peut être possible de constater que l'impulsion (2) apparaît dans l'intervalle défini par (35). Si c'est le cas une lampe verte est allumée, indiquant un réglage correct. Si ce n'est pas le cas, on engendre deux signaux différents (36)

  
(37) suivant que l'impulsion (2) apparait avant ou après

  
(35) de.sorte qu'il est possible de commander deux voyants lumineux auxquels il sera donné avantageusement la forme d'une flèche de façon à indiquer le sens du réglage nécessaire pour amener l'impulsion (2) dans le créneau

  
(35).

  
Pour réaliser physiquement la correction, il est équivalent d'agir sur la position de (12).ou sur celle de

  
(18).. Il est plus simple d'agir sur la position de (18) puisque celle-ci est fixe tandis que (12) est mobile.

  
Cela n'affecte en rien le fonctionnement puisque, grâce

  
à la synchronisation assurée par le circuit de la figure 4, les différentes fréquences contribuant à la formation des

  
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l'autre quelle que soit la position du détecteur (18).

  
Quand un poids repose sur le plateau, les conditions décrites par la figure 5 n'existent plus de sorte que les indications des voyants lumineux commandés par les signaux

  
(35) (36) et (37) ne signifient plus rien si ce n'est que le système de surveillance du réglage de zéro de la balance fonctionne correctement. Le fait que les trois voyants clignotent au cours du pesage indique un fonctionnement correct. Le circuit décrit possède donc la propriété

  
de permettre une vérification continuelle de son bon fonctionnement. 

  
Il n'y aurait aucune difficulté, au lieu d'utiliser 

  
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d'un organe de commande mécanique quelconque assurant un  contrôle automatique de la mise à zéro de la balance. 

  
En outre, ce dispositif permet la compensation d'une charge  quelconque posée sur le plateau, c'est à dire la compensation  automatique de la tare. 

  
L'invention se caractérise encore par la réalisation :  d'un procédé commode de l'adaptation du coéfficient 

  
d'échelle. Les usages en matière de pesage conduisent à 

  
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en multiples 1, 2 ou 5 du poids unitaire. Cela signifie 

  
qu'un capteur de pesage comportant un nombre d'incréments  quelconques, quoique ce nombre soit généralement choisi 

  
égal à 1000, doit pouvoir être réglé de façon telle que  l'affichage du poids pesé puisse être réglé de façon à correspondre à 1, 2, 5, 10, 20, 50 etc... grammes ou 

  
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cela, il est possible, à partir des signaux (2l), (22), 

  
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décodages selon les techniques connues en calcul digital, 

  
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! La matrice de décodage produisant (37) est telle  que (37) se compose d'une impulsion unique de la fréquence 

  
(25) synchronisée avec le front montant de (3). La matrice  de décodage, produisant (38)' est telle que (38) est 

  
ajustable en position de façon telle que les signaux (37)  et (38) étant utilisés pour contrôler une mémoire (39)  élaborant un signal (40) appliqué comme signal d'ouverture 

  
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appliqué le signal (26), le nombre d'impulsions (42) passant dans l'intervalle compris entre une impulsion (37) et  une impulsion (38), c'est-à-dire le signal (42) soit

Claims (1)

1. égal au nombre par lequel il faut multiplier le nombre <EMI ID=29.1>

   appropriées la portée maximale de la balance.

   Il est donc possible, par modification de la matrice de décodage qui engendre le signal (38) de donner à la balance une portée quelcorque, sans modification des circuits électroniques de base.

   REVENDICATIONS

   1. Dispositif électromécanique permettant la mesure du

   déplacement angulaire d'un objet, caractérisé en ce

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   aligné sur l'axe de rotation du dit objet, nécessitant le placement d'un repère sur l'objet et dit repère objet, utilisant un moteur pour cntraincr à vitesse constante le dit axe capteur sur lequel est monté d'une part, un plateau portant un détecteur engendrant un signal, dit signal objet, à chaque passage de ce détecteur en

   regard du dit repère objet, et d'autre part, un disque

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   <EMI ID=32.1>

   une piste adjacente et dit repère de référence, au dit disque ou tambour correspond un détecteur double dit détecteur (''incrément et de référence élaborant les signaux dits de référence et d'incrément de sorte que le comptage des impulsions du dit signal d'incrément dans l'intervalle de temps qui sépare le dit signal

   de référence du dit signal objet donne pour résultat,

   à chaque tour du dit axe capteur, une mesure de l'angle de déplacement du dit objet. II. Dispositif selon revendication I, caractérisé en ce

   qu'il utilise, pour la réalisation d'une balance, un dispositif classique de pesage dont le cadran peut être enlevé et dont l'aiguille est remplacée par un support sur lequel est fixé le dit repère objet, en sorte que la mesure de l'angle de rotation du dit repère objet est équivalente à la mesure du poids de la charge déposée sur le plateau de la balance.

   III. Dispositif selon revendications I et II caractérisé en

   ce que le train d'impulsions correspondant au poids du produit à peser, c'est-à-dire les impulsions du dit signal d'incrément comprises entre les dits signaux de référence et objet, est utilisé comme signal d'horloge, selon des techniques connues en calcul digital, pour accumuler la valeur du prix unitaire du produit pesé introduit au moyen d'un clavier dans un registre associé à un dispositif d'affichage permettant de présenter de façon directe le prix du produit pesé, cette opération étant renouvellée à chaque tour du dit axe capteiir.

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   en ce qu'il comporte un système de synchronisation engendrant à partir des impulsions du dit signal d'incrément, plusieurs signaux dits signaux synchrones dont les fréquences sont des multiples entiers de la fréquence du dit signal d'incrément, cas signaux synchrones pouvant être utilisés comme vernier pour contrôler de façon automatique l'exactitude du réglage à zéro de la. balance.

   I

   V. Dispositif selon revendications I, II, III, IV

   caractérisé en ce qu'il comporte un système engendrant des signaux caractéristiques du réglage correct du zéro de la balance ou d'un écart dans un sens ou dans l'autre par rapport. au réglage correct, ces signaux étant utilisés pour commander des indicateurs visuels de l'existence d'un écart éventuel et de son sens ou du réglage correct.

   VI. Dispositif selon revendications I, II, III, IV et V

   caractérisé en ce que les dits signaux caractéristiques du réglage correct ou d'un écart par rapport à ce dernier, sont utilisés pour la commande d'un dispositif automatique de correction, réalisant ainsi un

   système automatique de compensation de la tare.

   VII.Dispositif selon revendications I, II, III et IV

   caractérisé en ce que le dit signal d'incrément et

   les dits aignaux synchrones sont combinés dans un circuit électronique approprié de manière à élaborer un signal dit d'incrément adapté et ceci de telle manière qu'à chaque impulsion du dit signal d'incrément corresponde un nombre quelconque et programmable

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   sorte que le comptage des impulsions du dit signal adapté dans l'intervalle qui sépare les dits signaux de référence et d'objet donne une mesure correcte de la charge à peser, c'est-à-dire permet une adaptation d'un système de posée donné à un coefficient d'échelle quelconque. VIII. Dispositif selon revendications I, II, III et IV

   caractérisé en ce qu'il utilise l'un des dits signaux synchrones en lieu et place du dit signal d'incrément ce qui permet d'augmenter la précision de la mesure du produit à peser par un facteur égal au rapport de la fréquence de ce signal synchrone à la fréquence du signal d'incrément pour autant que le disque ou tambour portant les dits repères de référence et d'incrément soit réalisé avec une précision équivalente.