CLASSIFICATION DE SYSTEMES DE PESEE par la technologie utilisée

Dans une approche modulaire, la métrologie légale considère qu’un instrument est composé de 3 ou 4 dispositifs  

 Dispositif  :tout moyen par lequel une fonction spécifique est réalisée, quelle qu’en soit la réalisation physique qui peut être, par exemple, un mécanisme ou une opération logique activée par une commande (touche, clé,…); le dispositif peut être une petite partie, ou une partie importante d’un instrument.

  • le dispositif  récepteur de charge constitué d’un plateau ou d’un tablier, mais qui peut être aussi un récipient de plus ou moins grandes dimensions qui contient le produit à peser
  • Le dispositif transmetteur de charge : c’est la chaine de levier quand l’instrument est mécanique
  • le dispositif  « transducteur de charge » ou plus simplement le ou les capteurs
  • le dispositif  « mesureur de charge » qui est la partie de l’instrument servant à mesurer la masse de la charge à l’aide d’un dispositif équilibreur de la force issue d’un dispositif transmetteur de charge et d’un dispositif indicateur ou imprimeur.

 A noter que cette dernière définition s’applique plutôt aux instruments mécaniques. Pour les instruments électroniques, le mesureur de charge se réduit à un dispositif indicateur et ou imprimeur.

a)      PESAGE MECANIQUE

 Depuis les année 2000, on peut dire que le pesage mécanique a pratiquement disparu du marché français dans l’industrie .Il a été supplanté par le pesage dit  « tout électronique »

Il reste cependant encore un certain nombre de bascules et de pont-bascules en service qui sont constitués de leviers et dont la connaisance  pourra encore présenter quelque utilité en dehors de son intérêt historique

On peut voir la charpente constituée de 2 poutrelles avec des entretoises sur lesquelles reposent 2 longrines qui permettent de supporter les éléments du tablier réalisés avec des panneaux en bois .On aperçoit (en rouge) le système de leviers qui permet de réduire la charge appliquée a chaque angle et de la transmette à un indicateur à aiguille

b) PESAGE « HYBRIDE  ou  MIXTE :

Le récepteur de charge repose sur une chaine de leviers qui démultiplie la valeur de la charge appliquée à un capteur de faible portée. Le signal du capteur est traité par un indicateur electronique

Cette technologie était très répandue  dans les années 80 car les capteurs de pesage à jauge de contrainte étaient assez chers et pas toujours très fiables.

 Elle  reste d’actualité pour des instruments de haute précision.  Des constructeurs comme Mettler, Sartorius et Pesa , entre autres, utilisent des capteurs à équilibrage électromagnétique ou à cordes vibrantes sur des plateformes de pesage hybride de 15 kg à 3000 kg avec plusieurs étendues de mesures  ou avec des échelons  multiples .Par exemple, une même balance pèse de 0 à 5 kg par 1g puis de 5kg à 10 kg par 2g et de 10 kg à 15 kg par 5g 

 Instruments à échelons multiples :Ce sont des Instruments ayant une seule étendue de pesage qui est divisée en étendues de pesage partielles ayant chacune un échelon différent, l’étendue de pesage étant déterminée automatiquement selon la charge appliquée, pour des charges aussi bien croissantes que décroissantes.

TECHNOLOGIES DES CAPTEURS DE PESAGE

 Capteur à jauge de contrainte : ce capteur qui représente plus de 80 % du marché sera  étudié en détail dans le chapitre suivant. Le principe est basé sur la  mesure de la déformation d’un bareau metallique par l’utilisation de jauges de contrainte dont la resistance electrique varie avec la charge appliquée

capteur a corde vibrante Ce capteur utilise  le principe de la variation de fréquence d’une corde métallique quand elle est soumise à une force de traction variable. Son avantage est sa bonne précision et sa rapidité de mesure.Les cordes vibrantes (B) sont placées dans le champs de 2 electro-aimants alimentés par des circuits oscillateurs. les cordes vibrent alors à leur frequence propre. La corde de droite  est prechargée avec une masse de réfèrence connue (C) dont la force s’exerce autour de l’axe (D) qui est mobile . La corde de gauche est solidaire du point fixe à travers le pivot (D)

La charge à mesurer est appliquée en (A) et vient tendre la corde de gauche en créant l’angle (E) autour de l’axe (D).La corde de droite voit alors sa charge diminuer.  La diffèrence de fréquence  qui est detecté par  2 capteurs  inductifs associés au cordes est proportionelle à la charge appliquée. Avec l’utilisation d’une masse de reference connue , ce capteur est insensibe à la variation de g

capteur à équilibrage électromagnétique ou « pot magnetique »

 Le capteur à équilibrage électromagnétique est basé sur la force magnétique que subit un fil électrique parcouru par un courant  (bobine  solidaire du plateau qui coulisse dans l’aimant) quand il se trouve dans un champ magnétique (aimant permanent). L’équilibre du plateau est produit par une injection de courant dans la bobine en fonction du déséquilibre mesuré par le capteur d’équilibre. Le courant mesuré à travers une résistance de  précision est proportionnel au poids.

L’avantage de ce capteur est sa grande précision. Son inconvénient est sa faible portée (6kg maxi) et sa relative lenteur de mesure. Il est en effet difficile d’équilibrer des charges importantes sans se heurter à un problème d’échauffement dans la bobine  lié à l’utilisation de courant important.

a)      PESAGE DIT «TOUT ELECTRONIQUE » ou ELECTRONIQUE :

 Instrument compact

Dans le cas de balance de faible portée, le plateau d’une dimension de  200X100 à 600×600 mm est directement fixé sur un capteur appelé « capteurs à appui central » L’électronique, l’affichage et le clavier de commande  est intégrée dans le carter de la balance.

Instrument Modulaire

 

Pour les balances de plus fortes portées le tablier repose sur 4 capteurs positionnés à chaque angle. Pour les ponts-bascules le tablier peut reposer sur 6 ,8 ou 12 capteurs. Les câbles de chaque capteur sont raccordés dans un boitier situé sous le tablier. Ce boitier est raccordé par un câble de mesure jusqu’à l’indicateur électronique qui est dans un boitier séparé. On choisira un  boitier adapté à l’environnement d’exploitation.  Le câble de liaison peut aller de quelques mètres à quelques centaines de mètres.

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