FR2554585A1 - Balance electrique equipee de dispositifs electroniques de detection et de correction - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE BALANCE ELECTRIQUE EQUIPEE DE DISPOSITIFS ELECTRONIQUES DE DETECTION ET DE CORRECTION. LADITE BALANCE COMPORTE, DANS LE CADRE D'UNE UNITE NUMERIQUE 18 DE TRAITEMENT DES SIGNAUX, UNE ZONE DE MEMORISATION 20 A LAQUELLE DES DONNEES NUMERIQUES SONT DELIVREES EN PERMANENCE ET Y SONT STOCKEES POUR UNE PERIODE PREDETERMINEE. CES DONNEES SONT DERIVEES DU SIGNAL DE SORTIE RESPECTIF DE DETECTEURS OU SONDES 24, 24, 24, 25, 25 ET, EVENTUELLEMENT, DU SIGNAL DE SORTIE D'UN DETECTEUR 1...17 DE VALEURS MESUREES. LADITE UNITE 18 EVALUE AVEC DES FACTEURS DE PONDERATION PREDETERMINES LES DONNEES PROVENANT D'EPOQUES DIFFERENTES, PUIS UTILISE CES DONNEES POUR DETERMINER LES CORRECTIONS DEVANT ETRE APPORTEES AU SIGNAL DE SORTIE DUDIT DETECTEUR 1...17 DE VALEURS MESUREES. APPLICATION NOTAMMENT AUX DISPOSITIFS DE PESAGE ELECTRONIQUE.

Description

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La présente invention se rapporte à une balance élec-

trique ou électronique comprenant un détecteur de valeurs mesurées pour engendrer un signal dépendant du poids, une unité numérique de traitement des signaux, des moyens (détecteurs) pour saisir des influences perturbatrices agis- sant sur le détecteur de valeurs mesurées, ainsi que des moyens assurant la correction des erreurs dudit détecteur

de valeurs mesurées qui résultent de ces influences perturba-

trices. Des balances de ce type sont connues, par exemple, d'après la demande de brevet DE-A-3 213 016. Ce document décrit surtout la correction d'erreurs dues à la température. En outre, d'après la demande de brevet DE-A-3 106 534, il est connu d'utiliser également des détecteurs d'humidité et de pression afin de corriger des paramètres correspondants du détecteur de valeurs mesurées qui dépendent de l'humidité

ou de la pression.

Cependant, ces balances connues sont affectées de l'in-

convénient consistant en ce que, dans tous les cas, seule peut être détectée et calculée la valeur que la grandeur

perturbatrice respective accuse à un instant considéré. Le-

comportement de la sonde respective dans le temps doit, par conséquent, être mis en conformité avec le comportement dans le temps du détecteur de valeurs mesurées. Dans le cas d'une sonde thermométrique, par exemple, cette adaptation doit être effectuée par un point de fixation choisi convenablement, par une capacité thermique sélectionnée adéquatement, et par un choix approprié de la résistance thermique opposée

au point de fixation. Toutefois, cette adaptation du compor-

tement dans le temps, est compliquée et elle n'est possible que dans un cadre d'ampleur limitée,en particulier parce que le comportement temporel du détecteur de valeurs mesurées, constitué par un grand nombre de composants individuels

différents, ne peut pas être représenté par une relation mathé-

matique simple. De surcroît, il n'est à chaque fois possible d'effectuer optimalement cette adaptation que pour une seule grandeur devant être corrigée (par exemple la sensibilité),

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car, en règle générale, chaque grandeur devant être corrigée accuse unautre comportement dans le temps. Néanmoins, lors

de la correction des erreurs dans l'unité numérique de trai-

tement des signaux, il convient de corriger le plus possible toutes les erreurs, c'est-à-dire, outre les défauts de sensi- bilité, par exemple aussi des erreurs de positionnement du point

zéro et des défauts de linéarité.

L'invention a par conséquent pour objet de perfection-

ner une balance du type précité, de telle façon qu'une adap-

tation plus simple du comportement dans le temps de la ou des sondes au comportement dans le temps du détecteur de valeurs mesurées soit possible, et que, au moyen d' une seule

sonde, différentes erreurs dudit détecteur de valeurs mesu-

rées accusant des comportements différents dans le temps

puissent être corrigées.

Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait qu'une zone de mémorisation est incorporée dans le cadre de l'unité numérique de traitement des signaux, zone

à laquelle des données numériques sont délivrées en perma-

nence et y sont stockées pendant une période prédéterminée, ces données étant dérivées du signal respectif de sortie de la ou des sondes et, éventuellement, du signal de sortie du détecteur de valeurs mesurées; et par le fait que l'unité

numérique de traitement des signaux évalue les données prove-

nant de périodes différentes, à l'aide de facteurs de pondé-

ration prédéterminées, puis utilise ces données pour déter-

miner les corrections qui doivent apportées au signal de

sortie dudit détecteur de valeurs mesurées.

De la sorte, on dispose aussi bien des données à un instant considéré, que des données provenant du passé, et l'adaptation au comportement dans le temps du détecteur de valeurs mesurées peut être reconstituée aisément, par un choix correspondant des facteurs de pondération. Par exemple dans le cas d'une sonde thermométrique à réactions rapides et d'un détecteur de valeurs-mesurées réagissant lentement, on prend davantage en considération les données anciennes que les données les plus récentes, tandis que, en présence

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d'un détecteur de valeurs mesurées réagissant rapidement, ce sont en premier lieu les données les plus récentes qui

sont prises en considération et les données les plus ancien-

nes sont affectées du facteur de pondération zéro. Ainsi, l'adaptation est possible grâce à une modification simple des facteurs de pondération, sans qu'il faille modifier le

type, l'emplacement ou le mode de fixation de la sonde ther-

mométrique.

L'organisation structurelle de cette zone de mémorisa-

tion peut être choisie en fonction du matériel utilisé pour le dispositif électronique. Par exemple, il est avantageux d'organiser cette zone de mémorisation sous la forme d'un registre à décalage et, lors de l'entrée en mémoire d'un nouveau jeu de données, tous les jeux de données mémorisés jusque-là sont décalés d'un emplacement dans la mémoire et

le dernier jeu de données est effacé.

Une autre forme de réalisation judidicieuse résulte du fait que l'unité numérique de traitement des signaux est réalisée sous la forme d'un microprocesseur; en effet, une partie de la mémoire à accès aléatoire (interne ou externe) de ce microprocesseur peut être utilisée pour constituer

la zone de mémorisation. Dans ce cas, il est également possi-

- ble de laisser chaque jeu de données à un emplacement fixe dans la mémoire, et de n'effacer à chaque fois que le jeu de données le plus ancien, en le remplaçant par le nouveau

jeu de données.

Du fait que, en général, la température constitue la grandeur perturbatrice la plus importante, il est commode d'utiliser au moins une sonde thermométrique en tant que

détecteur.

Dans une conception judicieuse, en présence d'un détecteur de valeurs mesurées fonctionnant selon le principe de la compensation électromagnétique des forces, une sonde de température est fixée à la bobine de compensation. De la sorte, les variations de température, provoquées par des variations du courant de compensation correspondant aux variations de charges, peuvent être détectées d'une manière

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particulièrement rapide, tout comme il est possible de calculer les répercussions lentes de ces variations sur des composants à inertie thermique, grâce à la formation, dans le temps, d'une valeur moyenne des valeurs stockées dans la zone de mémorisation. Dans ce cas, en tant que sonde thermométrique, on utilise judicieusement un oscillateur dont la fréquence de résonance dépend de la température, parce qu'il délivre un signal de sortie pouvant être numérisé facilement. Par exemple, un quartz oscillant présentant un angle de taille correspondant constitue un tel oscillateur dont la fréquence de résonance dépend de la température, et qui se singularise

en plus par une très bonne stabilité de longue durée.

On obtient un circuit d'interprétation particulièrement peu onéreux lorsqu'on ramène par subdivision à un ordre de grandeur de 1 Hz la fréquence de sortie de l'oscillateur

dépendant de la température, en utilisant des étages divi-

seurs tels que ceux renfermés par des circuits intégrés de montres vendus dans le commerce; et lorsqu'on compte, à l'aide d'une fréquence de référence constante, la durée entre deux impulsions successives. Le résultat de ce comptage constitue ensuite une mesure numérique pour la température

de l'oscillateur.

Dans le cas d'un détecteur de valeurs mesurées fonc-

tionnant selon le principe de la compensation électromagné-

tique des forces, la dissipation de puissance varie dans

la bobine en fonction du courant de compensation, c'est-

à-dire en fonction de la charge et, à vrai dire, cette dissi-

pation de puissance augmente selon le carré de la charge.

De la sorte, l'unité numérique de traitement des signaux peut calculer la dissipation momentanée de puissance dans

la bobine sur ia base de la valeur de la charge, c'est-à-

dire du signal de sortie du détecteur de valeurs mesurées.

D'une manière correspondante, une autre forme de réalisation judicieuse prévoit que, dans le cas d'un détecteur de valeurs mesurées fonctionnant d'après le principe de la compensation électromagnétique des forces, les données délivrées à la

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zone de mémorisation soient dérivées du signal de sortie d'une sonde thermométrique, et du carré du signal de sortie

du détecteur de valeurs mesurées. Les différences de tempé-

rature, résultant de la dissipation de puissance dans la bobine en fonction de la charge, sont ensuite calculées d'après le signal de sortie du détecteur de valeurs mesurées, cependant que la sonde thermométrique se contente de détecter en plus la température initiale dudit détecteur de valeurs mesurées. Pour les deux données relatives à la température,

il est possible d'utiliser différents facteurs de pondéra-

tion, en fonction des influences différentes dans le temps et dans l'espace de fluctuations de la température initiale et de fluctuations de la dissipation de puissance dans la bobine. Selon une forme de réalisation avantageuse, on utilise en tant que sonde, au moins un détecteur d'humidité. Une correction pour tenir compte de l'humidité est, par exemple, nécessaire dans le cas de détecteurs de valeurs mesurées sur lesquels sont collées des jauges extensométriques parce que, en général, l'adhésif absorbe une quantité de vapeur d'eau différant

selon l'humidité ambiante, ce qui modifie ses propriétés.

Egalement dans le cas de détecteurs de valeurs mesurées

fonctionnant d'après le principe de la compensation électro-

magnétique des forces, le vernis d'isolation de la bobine de compensation peut absorber des quantités différentes de

vapeur d'eau et, de la sorte, dans le cas de balances sensi-

bles, cette isolation peut influencer le point zéro par la modification de son poids propre. Toutes les influences exercées par l'humidité accusent une forte temporisation, parce qu'un nouvel -équilibre avec lavapeur d'eau ne s'établit que lentement. C'est pourquoi le fait de disposer de données

de mesure plus anciennes se répercute d'une manière parti-

culièrement avantageuse dans ce cas.

Avantageusement, pour pouvoir reproduire les comporte-

ments, différents dans le temps, de diverses erreurs, par exemple des défauts de linéarité, des erreurs de positionnement du point zéro ou des défauts de sensibilité, les facteurs

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de pondération, au moyen desquels l'unité numérique de trai-

tement des signaux évalue les données stockées dans la zone de mémorisation, sont prédéterminés d'une manière différente

selon les différentes corrections.

Maints détecteurs de valeurs mesurées accusent un défaut qu'on qualifie en général de "fuite". Dans ce cas, lors d'une variation de la charge, le signal de sortie ne suit tout d'abord que partiellement cette variation, pour glisser ensuite progressivement jusqu'à sa valeur définitive fixe. Ce défaut peut, lui aussi, être corrigé en stockant dans la zone de mémorisation les valeurs respectives de charge qui s'y trouvent, et en comparant les anciennes

valeurs de charge avec la valeur de charge à l'instant consi-

déré. Dans ce cas, plus une variation de la charge est éloi-

gnée dans le temps, moins elle est évaluée avec précision.

Ces défauts de fuite sont fortement dépendants de la tempé-

rature. Par conséquent, les facteurs de pondération, au moyen desquels l'unité numérique de traitement des signaux évalue les données stockées dans la zone de mémorisation, sont avantageusement prédéterminées au moins partiellement en

fonction de la température.

Pour faire en sorte que le besoin de mémorisation ne devienne pas trop grand, il est avantageux que la fréquence

de succession selon laquelle de nouvelles données sont déli-

vrées à la zone de mémorisation soit choisie plus basse que

la fréquence avec laquelle des valeurs mesurées sont déli-

vrées par le détecteur de valeurs mesurées.

Dans ce même but, il est avantageux de subdiviser la zone de mémorisation en au moins deux zones partielles, et de choisir différentes les fréquences de succession selon lesquelles de nouvelles données sont délivrées à ces zones partielles. D'une part, lesdites zones partielles peuvent être utilisées pour les données de différents détecteurs: les signaux d'influences perturbatrices variant rapidement et ne se repercutant que brièvement sont mis plus souvent

en mémoire et ils sont par conséquent réeffacés plus rapide-

ment (pour une capacité de mémorisation prédéterminée),

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tandis que des signaux d'influences perturbatrices variant lentement et se répercutant longuement sont mis plus rarement

en mémoire et sont, par conséquent, disponibles pour l'inter-

prétation pendant un plus long intervalle de temps. D'autre part, les deux zones partielles peuvent aussi être branchées l'une derrière l'autre: toutes les données sont préalablement délivrées à la première zone partielle qui, de la sorte, reçoit également les données de l'intervalle de temps le plus récent; ensuite, la valeur moyenne respective des n données

les plus anciennes de la première zone partielle est trans-

férée dans la seconde zone partielle avec une fréquence de succession inférieure du facteur n. La seconde zone partielle reçoit par conséquent les données de la période plus reculée

dans le temps,avec une résolution temporelle plus faible.

Pour assurer la mémorisation sans failles des données des différentes influences perturbatrices dans la zone de mémorisation, même lorsque la balance n'est pas utilisée,

il est judicieux de prévoir un circuit de réserve, et de con-

tinuer de délivrer des données à la zone de mémorisation,

même au cours du fonctionnement en mode réserve.

Lorsqu'une balance ne comportant pas de circuit de réserve est réenclenchée, ou lorsqu'une balance équipée d'un circuit de réserve est séparée de la tension d'alimentation, puis de nouveau enclenchée, un certain intervalle de temps

s'écoule jusqu'à ce qu'un équilibre thermique se soit rétabli.

Pendant cet intervalle, il se produit souvent une dérive du point zéro et une dérive de la sensibilité. Pour pouvoir corriger ce défaut également, une forme de réalisation plus ample encore prévoit que, lors de l'enclenchement de la

balance, l'on calcule d'après un programme fixe pr6dé-

terminé, sur la base des premières données dérivées du signal respectif de sortie des détecteurs, d'autres données au moyen desquelles les autres emplacements encore vides de la zone de mémorisation sont chargés. Ainsi, la zone de mémorisation est chargée de données qui proviennent non pas de valeurs mesurées plus anciennes, mais qui, précisément, sont calculées

de telle sorte que la dérive à l'enclenchement soit corrigée.

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Ces données sont ensuite effacées progressivement et rempla-

cées par des données de mesure.

L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe de la partie mécanique de la balance, et montre par un schéma synoptique le dispositif électronique; la figure 2 représente l'allure dans le temps d'une grandeur perturbatrice, les valeurs dérivées de cette grandeur

et situées dans la zone de mémorisation, ainsi que deux exem-

ples de facteurs de pondération; et la figure 3 est un schéma synoptique de la zone de

mémorisation selon une seconde forme de réalisation.

La balance électrique ou électronique selon la figure 1,consiste en une partie de support 1 solidaire du bottier, et à laquelle un récepteur de charge 2 est fixé, en étant mobile dans le sens vertical, par l'intermédiaire de deux biellettes 4 et 5 présentant des zones d'articulation 6. Le récepteur de charge supporte, dans sa partie supérieure, un plateau de charge-3 destiné à recevoir la matière à peser et, par l'intermédiaire d'un élément d'accouplement 9 comportant deux zones amincies 12 et 13, il répercute sur le bras le plus court d'un levier de démultiplication 7 la force correspondant

à la masse de la matière à peser. Le levier de démultiplica-

tion 7 est en appui sur la partie de support 1 par l'entremise d'une articulation 8 à croisillon élastique. Le bras le plus long de ce levier de démultiplication 7 est soumis à l'action de la force de compensation qui est engendrée par une bobine 11 parcourue par le courant, dans l'entrefer d'un système à aimant permanent. La grandeur du courant de compensation est réglée,d'une manière connue, par un détecteur de positions 16 et un amplificateur de réglage 14, de telle sorte qu'il règne un équilibre entre le poids de la matière à peser et la force de compensation électromagnétique. Le courant de compensation engendre, dans une résistance de mesure 15, une

tension de mesure qui est appliquée à un convertisseur analo-

gique/numérique 17 (A/D). Le résultat numérisé est pris en charge par une unité numérique 18 de traitement des signaux. Cette unité numérique comporte une zone de mémorisation 20 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, consiste en un registre à décalage comptant vingt emplacements de mémorisa- tion. Par l'intermédiaire d'un conducteur 21, le registre à décalage 20 reçoit des impulsions d'horloge provenant d'une partie restante 19 de l'unité numérique de traitement des signaux et, lors de chaque impulsion d'horloge, un nouveau jeu de données est pris en charge par l'intermédiaire de

conducteurs 22 et 23, puis mémorisé dans le premier emplace-

ment de mémorisation (situé à gauche en observant la figure); concomitamment, le jeu de données préalablement mémorisé dans le premier emplacement de mémorisation est pris en charge par le deuxième emplacement, le jeu préalablement mémorisé dans ce deuxième emplacement est transféré dans

le troisième emplacement, et ainsi de suite jusqu'au ving-

tième emplacement de mémorisation dont le jeu de données

préalablement mémorisé est effacé.

Les données délivrées à l'entrée du registre à décalage proviennent de détecteurs 24 et 25, et elles sont élaborées dans des composants associés 26 et 27 de préparation des

signaux. Dans le cas de détecteurs analogiques, ces compo-

sants de préparation des signaux consistent, par exemple, en un convertisseur analogique/numérique muni d'une mémoire de données; dans le cas de détecteurs émettant un signal de sortie analogique de fréquence, comme par exemple dans

le cas des sondes thermométriques à quartz, lesdits compo-

sants peuvent consister en un compteur. En variante, ils consistent en des étages démultiplicateurs pour réduire la fréquence de mesure, par subdivision, à environ 1 Hz; cette basse fréquence peut ensuite être déterminée par l'unité numérique 18 de traitement des signaux, par comptage de la durée des périodes. Les données délivrées à l'entrée du registre à décalage 20 peuvent cependant aussi être fournies par l'unité numérique de traitement des signaux, par l'intermédiaire d'un conducteur 29, sur la base du signal

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de sortie du détecteur 1...17 de valeurs mesurées. De même, les données de mesure des détecteurs 24 et 25 pourraient être directement délivrées par l'intermédiaire des composants 26

et 27 de préparation des signaux à l'unité numérique 18 trai-

tant ces signaux, puis parvenir de cette unité jusqu'au registre à décalage, sans que le mode de fonctionnement varie pour autant. Par l'intermédiaire de conducteurs 28, l'unité

numérique 18 de traitement des signaux a accès aux emplace-

ments individuels de mémorisation du registre à décalage 20.

Elle peut saisir les jeux individuels de données, les multiplier par des facteurs de pondération, calculer à partir du résultat les corrections nécessaires devant être apportées au signal de sortie du détecteur 1...17 de valeurs mesurées, et transmettre le résultat à un dispositif 30 d'affichage

numérique.

Le déroulement fonctionnel conditionné par ce circuit

peut être expliqué à l'appui des exemples de la figure 2.

Sur cette figure, on prend seulement en considération la gran-

deur perturbatrice que constitue la température, laquelle est mesurée par une seule et unique sonde thermométrique;

en outre, on a admis que le registre à décalage comporte seu-

lement dix emplacements de mémorisation. Dans la partie supé-

rieure de la figure 2, l'allure présumée dans le temps de la température est reportée sous la forme d'une courbe,

l'échelle du temps progressant de la droite vers la gauche.

La température à un instant considéré (colonne X1) est mémo-

risée dans le premier emplacement de mémorisation du registre à décalage; la température X2, qui régnait avant une période d'impulsion (par exemple une minute auparavant) est mémorisée dans le deuxième emplacement de mémorisation; la température X3, qui régnait avant deux périodes d'impulsiona, est mémorisée dans le troisième emplacement, et ainsi de suite. L'allure de la courbe admise accuse par conséquent un accroissement

de la température au cours des deux dernières périodes d'im-

pulsions, et une température sensiblement constante dans la

période précédente.

Lorsqu'il convient de corriger un système à inertie 11h 2554585 thermique, par exemple, en observant la figure 1, de corriger la sensibilité qui est déterminée pour l'essentiel par l'aimant permanent 10 relativement grand et lourd, on utilise

le jeu supérieur de facteurs de pondération de la figure 2.

Dans ce cas, les emplacements centraux de mémorisation sont plus fortement pondérés et les emplacements de mémorisation

antérieurs et postérieurs (par conséquent les données respec-

tivement les plus récentes et les plus anciennes) le sont moins fortement. Ainsi, l'accroissement de températures admis sur la figure 2 ne se répercute, au cours des deux dernières

périodes d'impulsions, que progressivement et avec tempori-

sation sur la grandeur de la correction dépendant de la tempé-

rature; de la même manière, le composant déterminant la sen-

sibilité, c'est-à-dire l'aimant, ne s'échauffe que graduel-

lement.

Le jeu inférieur de facteurs de pondération sur la figure 2 est destiné à un système dont la réaction thermique est rapide et, en considérant par exemple le détecteur de valeurs mesurées de la figure 1, au point zéro déterminé,dans une large mesure, par les minces zones d'articulation 6 et par les biellettes 4 et 5. Sur la figure 2, on a admis que la sonde thermométrique utilisée réagit plus lentement à une

variation de température que le détecteur de valeurs mesurées.

C'est pourquoi,sur la base des valeurs mesurées antérieurement par les sondes thermométriques et mémorisées, on se livre à une extrapolation concernant la valeur mesurée suivante escomptée: on ajoute, à la valeur mesurée X1 la plus récente, une valeur résultant pour les 3/4 de la progression entre les deux dernières valeurs mesurées (X1 - X2) et, pour 1/4, de la progression entre les deux dernières valeurs mesurées

X2 - X3:

2 3 5 I X = (7 XX

x1 +4 (X1 -X2) + (X2X3) = 1 (7 X1-2 X2-X3)

4 4

Par conséquent, le jeu inférieur de facteurs de pondé-

ration sur la figure 2 (indiqué sans facteur de normalisation) constitue une estimation préalable-et la correction de la température est effectuée avec le niveau préalablement évalué

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qui sera sensiblement mesuré, par la sonde thermométrique, seulement au cours des périodes d'impulsions suivantes

(périodes à venir). Cet exemple tend à démontrer que des fac-

teurs de pondération choisis adéquatement doivent également permettre, dans une certaine mesure, de corriger des défauts du détecteur de valeurs mesurées qui, en cas de variations intervenant dans la grandeur perturbatrice, se produisent

trop rapidement pour que la sonde utilisée puisse les détecter.

Les deux jeux de facteurs de pondération sur la figure 2 sont destinés à illustrer, à titre d'exemples, différentes possibilités d'adaptation des comportements respectifs dans

le temps de la sonde et du détecteur de valeurs mesurées.

D'autres groupes de facteurs de pondération sont possibles en grands nombres, ils doivent être déterminés en fonction des propriétés particulières de la sonde et du détecteur de valeurs mesurées, et doivent être mis en oeuvre dans l'unité

numérique de traitement des signaux.

De la même façon que la détermination des facteurs de pondération doit avoir lieu d'après les caractéristiques spécifiques de la balance, le choix des sondes 24 et 25 doit être opéré selon les conditions spécifiques de cette balance, d'après les grandeurs perturbatrices exerçant la plus grande influence. Par conséquent, les exemples ci-après visent de nouveau seulement à indiquer les limites des possibilités

offertes.

Exemple 1:

Un détecteur d'humidité 25' est installé sur le corps de la bobine 11 ou au voisinage de cette dernière, tandis qu'un détecteur de température 24' est implanté sur la partie de support 1 solidaire du boîtier. L'influence exercée par l'humidité sur les enroulements de la bobine est corrigée sur la base des données délivrées par le détecteur d'humidité et, à partir des données du détecteur de température, l'erreur de température de l'ensemble du détecteur de valeurs mesurées est corrigée. Dans ce cas, les facteurs de pondération de l'influence exercée par l'humidité sont prédéterminés en fonction de la température, de manière à tenir compte du

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comportement dans le temps de l'absorption d'humidité dépen-

dant de la température, ainsi que de la grandeur de cette

absorption d'humidité qui dépend de la température.

Exemple 2:

Un premier détecteur de température 25" est installé

sur le corps de la bobine 11 et un autre détecteur de tempé-

rature 24" est implanté sur la partie de support solidaire du boîtier. Le détecteur 24" mesure la température moyenne du détecteur de valeurs mesurées, cependant que le détecteur 25" mesure la température de la bobine, la différence entre ces deux températures indiquant l'élévation de la température de la bobine en fonction de la charge. Le coefficient de température de l'ensemble du détecteur de valeurs mesurées est corrigé d'après les valeurs mémorisées du détecteur de température 24" et, à partir de la différence entre les données mémorisées des deux sondes thermométriques, on corrige l'influence du rapport modifié entre les bras du levier 7, résultant de l'élévation de la température de la bobine ainsi que l'intensité de champ modifiée du système à aimants

permanents 1Exemple 3:

Un seul détecteur de température 24"' est installé sur la partie de support 1 solidaire du bottier, puis l'unité numérique 18 de traitement des signaux calcule la dissipation de puissance dans la bobine 11 sur la base du signal de

sortie du détecteur 1...17 de valeurs mesurées. L'interpré-

tation a lieu de la même manière que dans l'exemple 2.

Exemple 4:

Dans le cas d'un détecteur de valeurs mesurées consistant en un corps élastique sur lequel sont collées des jauges extensométriques, un détecteur de température et un détecteur

d'humidité sont présents à proximité dudit corps élastique.

Le registre à décalage prend en charge, en plus des données de ces deux sondes, le signal de sortie, fonction du poids, du détecteur de valeurs mesurées. Sur la base des valeurs de température mémorisées, on corrige d'une part l'erreur.due à la température, du détecteur de valeurs mesurées (par exemple

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le coefficient de température du module d'élasticité), puis les facteurs de pondération de l'influence de l'humidité sont prédéterminés différemment d'après la température et, en troisième lieu, les facteurs de pondération des valeurs de charge mémorisées sont prédéterminés différemment en fonc-

tion de la température, afin de compenser la fuite.

Le besoin en mémorisation est fonction de la fréquence

d'impulsions d'horloge avec laquelle les données sont intro-

duites et décalées, ainsi que de l'intervalle de temps nécessaire produisant les données requises pour calculer les corrections. Pour éviter que ce besoin en mémorisation devienne trop grand, il est recommandé de ne pas stocker une nouvelle valeur dans la zone de mémorisation pour chaque nouvelle valeur mesurée fournie par le détecteur de valeurs

mesurées. Dans de nombreux cas, alors que les valeurs mesu-

rées sont à nouveau délivrées par ledit détecteur environ toutes les secondes, il suffit qu'une nouvelle valeur soit prise en compte par la zone de mémorisation environ toutes

les minutes.

Une autre possibilité pour économiser l'espace de mémorisation est illustrée sur la figure 3, en considérant de nouveau l'exemple d'un registre à décalage. Dans ce cas, ce registre se compose d'une première zone partielle 20' comprenant seize emplacements de mémorisation, dans lesquels les données sont introduites selon la fréquence d'impulsions

d'horloge prédéterminée analogue à celle de. la figure 1.

Sur la figure 3, le cycle d'une seconde zone partielle 20", comprenant également seize emplacements de mémorisation, est diminué selon le facteur 4 par un diviseur de fréquence

31. La valeur moyenne respective des quatre derniers emplace-

ments de mémorisation de la première zone partielle est transférée dans la seconde zone partielle (formateur 32 de valeurs moyennes). Etant donné que ce transfert n'a lieu que toutes les quatre impulsions d'horloge de la première zone partielle, chaque valeur provenant de la première zone

partielle est prise en compte exactement une fois pour le trans-

fert à la seconde zone partielle. L'agencement,illustré sur

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la figure 3, des zones partielles du registre à décalage permet, avec 16 + 16 = 32 emplacements de mémorisation, de stocker les données provenant au maximum de 4 x 16 + 16 = 80 périodes du cycle de la première zone partielle. En général, le fait que les données les plus anciennes se présentent seulement sous la forme d'une valeur-moyenne représentative de quatre périodes du cycle, ne provoque aucune perturbation, parce que, pour les périodes remontant plus loin dans le temps,la résolution temporelle précise ne joue plus un râle

aussi important.

Il est évident que cette subdivision de la mémoire, telle qu'elle vient d'être exposée dans l'exemple d'un registre à décalage, peut aussi être appliquée à d'autres

organisations structurelles de mémoires.

Après l'enclenchement de la balance, la zone de mémo-

risation est tout d'abord vide, et ce n'est que progressive-

ment qu'elle s'emplit de données. Par conséquent, le mode de fonctionnement prévu et décrit ci-avant n'est pas encore possible. De ce fait, il est judicieux que la balance soit dotée, d'une manière connue, d'un circuit de réserve ou d'attente dans lequel les composants essentiels du dispositif

électronique demeurent enclenchés, et que seulement le dispo-

sitif d'affichage et d'autres composants accusant une plus grande variation à l'état enclenché soient déclenchés. Dans ce cas, même au cours du fonctionnement en mode attente, des données peuvent être introduites en permanence dans la zone de mémorisation, et la correction de valeurs mesurées

est garantie à cent pour cent immédiatement après l'enclen-

chement total.

Néanmoins, lorsque la balance a été intégralement

séparée de sa tension d'alimentation et qu'elle est réenclen-

chée, des données provenant des premières valeurs mesurées des détecteurs sont commodément calculées et introduites

dans les emplacements vides de la zone de mémorisation.

Certes, ces données calculées ne peuvent pas rendre compte de la condition antérieure individuelle de la balance avant son enclenchement, mais elles peuvent toutefois être choisies

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de telle sorte que l'entrée en fonction de cette balance consécutive à son enclenchementisoit sensiblement corrigée

en présence d'une température et d'une humidité approximati-

vement constantes.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la balance décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. Celle-ci en effet, bien que particulièrement destinée à des balances fonctionnant selon le principe de la compensation électromagnétique des forces,

ne se limite pas à un seul type de balances.

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Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Balance électrique ou électronique comprenant un détecteur de valeurs mesurées pour engendrer un. signal dépendant du poids, une unité numérique de traitement des signaux, des moyens (détecteurs) pour saisir des influences

perturbatrices agissant sur ledit détecteur de valeurs mesu-

rées, ainsi que des moyens assurant la correction des erreurs de ce détecteur de valeurs mesurées provoquées par lesdites influences perturbatrices, balance caractérisée par le fait qu'une zone de mémorisation (20) présente dans le cadre de l'unité numérique (18) de traitement des signaux, reçoit en permanence des données numériques qui y sont stockées pour une période prédéterminée, ces données étant dérivées du signal de sortie respectif du ou des détecteurs ou sondes (24', 24", 24"', 25', 25") et, éventuellement, du signal de sortie dudit détecteur (1...17) de valeurs mesurées et par le fait que l'unité numérique de traitement des

signaux évalue, avec des facteurs de pondération prédétermi-

nés, les données provenant d'intervalles de temps différents, et utilise ces données en vue de déterminer les corrections devant être apportées au signal de sortie dudit détecteur

de valeurs mesurées.

2. Balance selon la revendication 1, caractérisée par

le fait que la zone de mémorisation (20) est organisée struc-

turellement en tant que registre à décalage.

3. Balance selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisée par le fait que l'unité numérique (18) de trai-

tement des signaux est réalisée sous la forme d'un micropro-

cesseur; et par le fait qu'une partie de la mémoire à accès aléatoire de ce microprocesseur est utilisée pour former

la zone de mémorisation (20).

4. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisée par le fait qu'on utilise au moins une sonde thermométrique (24'; 24"; 24"'; 25") en tant que

détecteur.

5. Balance selon la revendication 4, caractérisée par le fait que, en présence d'un détecteur de valeurs mesurées

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fonctionnant selon le principe de la compensation électroma-

gnétique des forces, une sonde thermométrique (25") est fixée

à la bobine de compensation (11).

6. Balance selon l'une des revendications 4 et 5,

caractérisée par le fait qu'on utilise, en tant que sonde thermométrique, un oscillateur dont la fréquence de résonance

est fonction de la température.

7. Balance selon la revendication 6, caractérisée par

le fait qu'on utilise, en guide d'oscillateurs dont la fré-

quence de résonance est fonction de la température, un quartz

oscillant présentant un angle de taille correspondant.

8. Balance selon l'une des revendications 6 et 7,

caractérisée par le fait que la fréquence de résonance dépen-

dant de la température est réduite par subdivision dans des étages diviseurs; par le fait que la durée des périodes de ce train d'impulsions réduit par subdivision est comptée au

moyen d'une fréquence de référence qui est au moins approxi-

mativement constante; et par le fait que le résultat de ce comptage constitue une mesure numérique pour la température

de l'oscillateur.

9. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 8, caractérisée par le fait que, dans le cas d'un détec-

teur de valeurs mesurées fonctionnant d'après le principe de la compensation électromagnétique des forces, les données delivrées à la zone de mémorisation (20) sont dérivées du signal de sortie d'une sonde thermométrique (24"') et du carré du signal- de sortie dudit détecteur (1.

17) de valeurs mesurées...CLMF:

10. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 9, caractérisée par le fait qu'on utilise au moins un

détecteur d'humidité (25') en tant que détecteur.

11. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 10, caractérisée par le fait que les facteurs de pondé-

ration, avec lesquels l'unité numérique (18) de traitement

des signaux évalue les données stockées dans la zone de mémo-

risation (20), sont prédéterminés différemment en fonction des différentes corrections, comme par exemple la linéarité,

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le point zéro, ou la sensibilité.

12. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 11, caractérisée par le fait que les facteurs de pondé-

ration, avec lesquels l'unité numérique (18) de traitement des signaux évalue les données stockées dans la zone de mémo- risation (20), sont prédéterminés au moins en partie d'après

la température.

13. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 12, caractérisée par le fait que les données sont déli-

vrées à la zone de mémorisation (20) avec une fréquence de succession prédéterminée; et par le fait que cette fréquence de succession est plus basse que la fréquence avec laquelle les valeurs mesurées sont délivrées par le détecteur (1...17)

de valeurs mesurées.

14. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 13, caractérisée par le fait que la zone de mémorisation (20) est subdivisée en au moins deux zones partielles (20',20");

et par le fait que les fréquences de succession selon les-

quelles de. nouvelles données sont délivrées à ces zones

partielles sont différentes.

15. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 14, caractérisée par le fait qu'il est prévu un fonction-

nement en mode réserve ou attente; et par le fait que, lors de ce fonctionnement en mode attente, des données continuent

d'être délivrées à la zone de mémorisation (20).

16. Balance selon l'une quelconque des revendications

1 à 15, caractérisée par le fait que, lors de l'enclenchement de cette balance, on procède, selon un programme fixe préétabli, au calcul d'autres données à partir des premières données dérivées du signal de sortie respectif du ou des détecteurs ou sondes (24',24",24"',25',25") et éventuellement du signal de sortie du détecteur (1...17) de valeurs mesurées,

les autres emplacements encore vides de la zone de mémorisa-

tion (20) étant chargés par ces nouvelles données.