Comment marchent les balances?

mécanisme

La plupart des gens utilisent les différents types de balances interchangeablement pour peser des objets, des ingrédients, des animaux et des gens; cependant, tous ces instruments ne fonctionnent pas de la même façon. Cet article va couvrir une explication de base pour les divers mécanismes qui permettent aux balances de fonctionner. Toutes les balances n'utilisent pas les mêmes mécanismes, donc nous allons couvrir les plus communs. Note: les liens et les sources que nous utilisons sont en Anglais.

Pourquoi les mécanismes sont-ils différents?

En termes simples, certaines balances mesurent la masse, tandis que d'autres mesurent le poids. Si vous amenez ces deux types de balance sur la lune, la balance à masse vous donnerait la masse exacte d'un échantillon lunaire, mais la balance à poids vous donnerait des résultats affectés par la gravité.

Une balance à masse détermine la masse en balançant une masse inconnue contre une masse connue. Dans les instruments de pesage modernes, les balances à masse utilisent généralement un mécanisme de restauration de force qui crée une force pour balancer la force exercée par la masse inconnue.

Une balance à poids affiche le poids en mesurant une déformation; les ressorts sont déformés par la charge; la force nécessaire pour déformer le ressort est mesurée et convertie en poids.

Astronaute sur la Lune

Balances Mécaniques

Une balance à crochet, à ressort ou suspendue opère grâce à un principe qui se base sur la Loi de Hooke. Elle stipule que "la force exercée sur un ressort est directement proportionnelle à la distance parcourue par résultat de la force. Ceci est représenté dans la forme d'une équation, F = kX, où F est la force appliquée au ressort, X est la distance parcourue, et k est la rigidité constante de ce ressort particulier." C'est pour ça que certaines balances affichent les résultats en Newtons. Les balances à ressort sont abordables et faciles à utiliser, mais elles sont limitées par le ressort; si le ressort perd son élasticité, par exemple, les résultats seront affectés.

Balance à Triple Fléau Adam

Balances Digitales

La Cellule de Charge

Il y a plusieurs types de cellules de pesage, mais nous allons nous concentrer sur les capteurs à jauges de contrainte, car ils sont fréquemment utilisés dans les instruments de pesage. Une cellule de charge est essentiellement un capteur (parfois appelé un transducteur). C'est un élément métallique qui est solide, mais suffisamment élastique pour être déformé par une charge, avec des jauges de contrainte attachées. Quand une charge est placée sur la balance, la jauge de contrainte convertie la force (ou pression) exercée par l'objet pesé sur la cellule de charge en signal électronique. Une fois que l'objet est enlevé de la balance, la cellule de charge reprend sa forme originale. La cellule de charge détermine la capacité de l'instrument; effectivement, la capacité est la masse maximale qui peut être mesurée avant que la déformation devienne permanente, ce qui endommagerait l'instrument.

PT en Acier Inoxydable avec les Composants Internes Visibles

Comment Marche la Jauge de Contrainte?

Les jauges de contraintes sont essentiellement des conducteurs électriques attaches à une pellicule (un revêtement mince qui conduit électricité). Quand la pellicule est soumise à des changements, les conducteurs électriques changent eux aussi. Quand un objet est placé sur la cellule de charge, la cellule de charge fléchit (ou est mise sous contrainte, d’où le nom), ce qui modifie la résistance électrique. La résistance est enregistrée par les jauges de contrainte. Quand l'objet est enlevé, les cellules de charge retrouvent leurs formes originales, et les jauges de contrainte aussi. La variation de la résistance électrique est convertie en signal digital, qui est ensuite traité pour être lisible sur l’écran.

Comme la cellule de charge mesure essentiellement la masse en convertissant la déformation créée par la charge en signal électronique, elle est sensible aux déformations accidentelles telles que les chocs ou les changements de température. Il est donc essentiel de traiter les instruments de pesage avec soin et de les calibrer fréquemment.

Balance Analytique Eclipse

Balances Mécaniques

Les balances mecaniques sont souvent des balances à fléaux comme notre TBB. Le nombre de fléaux ne change pas la façon dont marche la balance, ils ajoutent simplement des incréments, ce qui améliore la précision. Les balances à triples fléaux opèrent grâce au même principe que les balances aux doubles plateaux auxquelles vous pensez probablement quand vous entendez le mot "balance". Elles comparent une masse connue à une masse inconnue, donc elles ne sont pas affectées par les changements de gravité.

Chaque fléau à un contrepoids mobile monte dessus. Vous pouvez faire coulisser le contrepoids dans les deux sens. Cela crée la masse connue à comparer à la masse inconnue. Donc l'objet que vous pesez est balancé avec les contrepoids.

Un pivot est placé entre la force exercée par les contrepoids et la charge. Le principe du levier stipule que "plus le contrepoids est loin du pivot, plus de force descendante est exercée". Le poids du contrepoids ne change pas de 1 kg à 10 kg (vous pouvez imaginer le poids des pèse-personnes si on utilisait le poids plutôt que la force!); quand le contrepoids s’éloigne du pivot, il exerce plus de force, donc il balance plus de poids.

Quand vous calibrez une balance à fléaux, vous vous assurez que quand elle affiche zéro, les contrepoids sont aussi prés du pivot que possible, et donc qu'ils n’exercent aucune force pour balance le poids. Les balances à fléaux sont calibrées avec une vis à zéro, qui est souvent sous le plateau de pesage. Les contrepoids font coulisser les fléaux vers le haut ou le bas, donc le balancer est pointe vers zéro quand il n'y a pas d'objet sur la balance si elle est calibrée correctement.

Balance Mécanique MDW

Balances Digitales

Il y a plusieurs technologies différentes utilisées dans les balances, mais la majorité de balances digitales modernes (y compris les nôtres) utilisent un méchanisme de restauration de force, so that's donc c'est ce que nous allons couvrir ici. La restauration de force électromagnétique est souvent utilisée dans les balances analytiques. Le principe qui différencie les balances à poids des balances à masse reste le même: une force de réaction est créé pour être comparée à la masse inconnue. Le plateau de pesage est attaché à une bobine électromagnétique qui conduit le courant électrique. La bobine flotte dans un champ magnétique créé par un amplificateur. Le courant est augmenté pour maintenir la position du niveau. La force de réaction qui est créé est mesurée et "traduite" par divers instruments électroniques pour obtenir un résultat lisible. Le courant résultant est ensuite "traduit" en chiffres affichés qui sont montrés à l'utilisateur.

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Ce sont les principes de base qui permettent aux balances de fonctionner. Nous espérons que cet article vous a aidé à comprendre comment nos produits marchent. Comme toujours, n’hésitez pas à nous contacter, et suivez-nous sur les médias sociaux pour lire d'autres articles de notre blog et pour recevoir des informations sur les produits Adam.

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