L'essentielIl existe de nombreux modèles de capteurs de pesage industriels sur le marché, mais les pesons ultraplats ne sont pas les plus connus. Pourtant, ils constituent une solution très intéressante, en termes métrologiques et économiques, pour les applications où la hauteur disponible ne dépasse pas les 15 cm. Les pesons planar beam ressemblent en de nombreux points aux modèles traditionnels, mais ils imposent toutefois de veiller à certains aspects. |
Que ce soit dans une balance de laboratoire, un pont-bascule, une trieuse pondérale ou n'importe quel autre système de pesée, l'élément sensible incontournable est le capteur de pesage ou peson. S'il existe une grande variété de modèles (jauges de contrainte,compensation électromagnétique des forces, peson à appui central ou en compression, capteurs hygiéniques [ voir Mesures n°848 ]) pour permettre aux fabricants de machines et/ou aux utilisateurs finaux de trouver la réponse la plus adaptée à leur application, il arrive que ces capteurs de pesage traditionnels ne puissent répondre à certaines contraintes, comme l'encombrement. Avec une hauteur minimale de 20 à 25mm, même si cela ne semble pas bien grand, il faut en effet disposer de suffisamment de place pour installer le peson. Et dans certains cas, cela n'est pas possible.
Prenons l'exemple d'une balance au sol pour le pesage de chariots, de transpalettes. Ce type de systèmes de pesage doit concilier à la fois des spécifications industrielles, en termes de portée (jusqu'à plusieurs tonnes), de taille de plateau (au-delà de 1000x1000mm),de robustesse,et une facilité d'utilisation. Cela se traduit notamment par un accès aisé d'où une hauteur totale inférieure à 100mm… voire inférieure à 50mm. On rencontre également de fortes contraintes d'encombrement avec les balances/scanners optiques pour les points de vente (balances poids/prix) et les systèmes de pesage pour les applications médicales. Comme par exemple les plates-formes de posturologie, qui permettent de déterminer le centre d'équilibre d'une personne, ou les balances intégrées dans les incubateurs prénataux. La partie où se trouve le système de pesage doit en effet être évidée au milieu pour laisser la place à la radiographie par rayons X du nourrisson. Même s'ils ne se destinent pas aux mêmes applications que celles des pesons traditionnels, les capteurs de pesage ultraplats sont des pesons comme les autres en termes de qualité métrologique, de qualité de fabrication, etc.
La principale différence et l'atout premier des capteurs de pesage ultraplats (comme le ZLB, en bas) comparé aux modèles traditionnels (ici le PC6, en haut), est leur très faible hauteur. Au lieu de devoir disposer d'un encombrement de 48 mm, il ne suffit plus que de 9,5 mm avec un capteur ZLB d'une portée de 20 kg.
Une hauteur minimale de 2 mm
Ces pesons en flexion couvrent en effet des portées maximales de 3 à 375 kg, avec un certain nombre d'accessoires de montage, de pièces d'introduction de charge adaptées et d'électroniques, ce qui convient à pas mal d'applications. Ils sont également conformes à la classe 3 (C3) de l 'International Organization of Legal Metrology (OIML) R60, d'où la possibilité de réaliser le cas échéant des balances poids/prix homologuées de très faible hauteur. Il est même envisageable d'installer des balances ultraplates en zones explosibles, le modèle ZLB étant par exemple disponible en versionAtex zones 0, 1, 2, 20, 21 et 22, ainsi qu'en version FM (sécurité intrinsèque).
Evidemment, compte tenu de leur finalité, les capteurs de type planar beam se présentent sous la forme, non pas d'un barreau ou d'un cylindre comme les pesons traditionnels, mais d'une plaque dont l'épaisseur (la hauteur) peut varier de 2 à 15,9mm selon la capacité. Rappelons qu'un peson “normal” nécessite au minimum un encombrement de 22 à 25mm pour être monté… Un premier point est quand même à prendre en compte. Contrairement à ces pesons “normaux”, les capteurs ultraplats ne sont pas à point d'appui central; il faut donc obligatoirement réaliser une pesée en trois ou quatre points. Les capteurs ultraplats fonctionnent en flexion, voire en flexion pure pour le modèle PBW (pour Planar Beam Wing ). Sa construction en profil d'aile, ou double flexion, est très favorable à une parfaite introduction de charge et offre ainsi de meilleures performances métrologiques.
Dans le domaine industriel, les systèmes de pesage peuvent revêtir des formes très variées et s'accompagner de contraintes plus ou moins fortes. Avec certaines balances au sol pour le pesage de chariots, de transpalettes et les balances/scanners optiques pour les points de vente (balances poids/prix), le faible encombrement est un critère essentiel pour des raisons d'accès aisé, par exemple.
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Lorsque l'on s'intéresse un peu à la fabrication de ces pesons, on remarque qu'il s'agit d'un simple usinage (un fraisage) d'une plaque d'aluminium, et non en acier inoxydable. Les capteurs de pesage traditionnels imposent la réalisation d'une pièce mécanique en volume, qui requiert un procédé un peu plus complexe. Un avantage direct est le coût réduit de production et donc la possibilité de proposer des pesons très économiques. Un autre avantage des modèles de type planar beam réside dans la production en volume, ce qui abaisse encore un peu plus le prix, et non pas en toutes petites séries comme cela peut l'être avec des solutions “bricolées” à partir de jauges de contrainte par exemple. Ce sont ainsi de véritables produits industriels.
Des capteurs avec un indice de protection IP65, voire IP67
Parmi les autres critères qui font des capteurs des produits industriels, on peut mentionner la robustesse et le niveau de protection relatif à l'étanchéité.Cela ne saute pas forcément aux yeux, à cause de la présence apparente d'un circuit imprimé recouvert de résine,mais les modèles PB et PBW affichent tout de même un indice de protection IP65… avec la protection ad hoc évidemment. Les utilisateurs peuvent même compter sur un niveau accru (IP67) avec d'autres pesons comme le ZLB… sans aller néanmoins jusqu'à un nettoyage avec un jet d'eau sous pression.
Non seulement ils ont toujours une faible hauteur (9,5mm pour une portée de 20kg, 12,7 mm pour 50 et 100 kg ou 15,9mm pour une capacité de 200kg), mais les capteurs de pesage ZLB offrent l'avantage de proposer des entraxes de montage identiques aux pesons en flexion bien connus tels que les SB8 de Flintec, Z6 de HBM, F60X de Flintec Scaime… Beaucoup de personnes utilisent ces fameux pesons à soufflet dotés d'un entraxe de 18 ou 82 mm, malgré un certain nombre d'inconvénients. Les capteurs de pesage ultraplats constituent donc une solution alternative idéale pour un remplacement “poste pour poste” qui offre de surcroît de la place supplémentaire. Après s'être intéressé aux aspects mécaniques des pesons de type planar beam , regardons ce qu'il en est de la partie électrique/ électronique. Comme on l'a vu précédemment, certains modèles sont livrés avec un câble nappe non blindé, d'une longueur maximale d'environ 1,5m. Les utilisateurs doivent donc être encore plus vigilants que lorsqu'ils mettent en œuvre des pesons traditionnels, et respecter quelques points spécifiques à la connexion électrique. Hormis ces précautions, ils s'utilisent de la même manière. Il existe des petits boîtiers de raccordement qui permettent de faciliter les branchements, sans avoir besoin de souder par exemple.
Hormis quelques précautions particulières liées notamment à la présence d'un câble nappe non blindé et de faible longueur, les capteurs de pesage ultraplats s'utilisent de la même manière que les autres pesons. Il existe des petits boîtiers de raccordement qui permettent de faciliter les branchements.
Toujours du point de vue électrique,les pesons de type planar beam , à l'instar des autres modèles du constructeur (à point d'appui central, à compression…), se distinguent par ailleurs par une résistance d'entrée de 1180O,et non pas de 120 ou 350O. Cela n'apporte rien de plus pour les balances connectées sur le secteur, mais cette valeur d'impédance d'entrée prend tout son sens lorsque les pesons sont intégrés dans des systèmes de pesage autonomes, à savoir alimentés sur batteries ou sur panneaux solaires. Avec une résistance plus élevée, la consommation électrique est plus faible, ce qui devient un atout significatif en termes d'autonomie.
Pour toutes les raisons expliquées, les capteurs de pesage extra-plats sont très appréciés lorsque les contraintes d'encombrement occupent une place primordiale dans une solution de pesée industrielle, quand on cherche en fait un produit avec une faible hauteur et un coût de revient limité. Même s'il s'agit d'une gamme particulière de pesons, avec ses contraintes mécaniques et électriques, les utilisateurs ne doivent pas voir les capteurs de type planar beam comme de simples remplaçants. Ce sont bel et bien des pesons indus-triels, homologués pour les applications poids/prix et pouvant répondre également aux exigences des mesures d'effort ou de force, de l'identification de la position de l'appui de masse sur un plateau, etc. Et malgré cela, il existe très peu de fabricants spécialisés dans ce type de pesons ultraplats, OIML de surcroît, dans le monde.
