Stéphon
Ce n'est pas une poutre d'équilibre, sa balance de poutre. Les utilisations sont :
Une balance (également balance, balance à faisceau ou balance de laboratoire) est utilisée pour mesurer la masse d'un objet. C'était le premier instrument de mesure de masse inventé. Dans sa forme traditionnelle, il se compose d'un levier horizontal pivotant à bras de même longueur, appelé la poutre, avec un plateau de pesée, également appelé balance (d'où le terme « balance ») plateau de balance, ou bassin (obsolète [1]) suspendu à chaque bras. La masse inconnue est placée dans un plateau et des masses standard sont ajoutées à l'autre plateau jusqu'à ce que le faisceau soit aussi proche que possible de l'équilibre. Dans les balances de précision, un poids de curseur est déplacé le long d'une échelle graduée. La position du curseur donne une correction fine à la valeur du poids. Bien qu'une balance compare techniquement des poids et non des masses, le poids d'un objet est proportionnel à sa masse,et les poids standard utilisés avec les balances sont généralement étiquetés en unités de masse.
Les balanciers traditionnels sont utilisés pour la mesure précise de la masse, car contrairement aux balances à ressort, leur précision n'est pas affectée par les différences de gravité locale, qui peut varier de près de 0,5 %[2] à différents endroits sur Terre. Un changement de la force du champ gravitationnel causé par le déplacement de la balance ne changera pas la masse mesurée, car les moments de force de chaque côté du fléau sont affectés de la même manière.
Des mesures très précises sont obtenues en s'assurant que le point d'appui de la poutre est essentiellement sans frottement (un couteau est la solution traditionnelle), en attachant un pointeur à la poutre qui amplifie tout écart par rapport à une position d'équilibre ; et enfin en utilisant le principe du levier, qui permet d'appliquer des masses fractionnaires par déplacement d'une petite masse le long du bras de mesure du faisceau, comme décrit ci-dessus. Pour une plus grande précision, il faut tenir compte de la flottabilité de l'air, dont l'effet dépend des densités des masses impliquées.
La forme originale d'une balance consistait en une poutre avec un point d'appui en son centre. Pour une plus grande précision, le point d'appui consisterait en un pivot pointu en forme de V assis dans un roulement en forme de V moins profond. Pour déterminer la masse de l'objet, une combinaison de masses de référence a été suspendue à une extrémité de la poutre tandis que l'objet de masse inconnue a été suspendu à l'autre extrémité (voir balance et balance de chantier). Pour les travaux de haute précision, la balance à poutre centrale est toujours l'une des technologies les plus précises disponibles et est couramment utilisée pour l'étalonnage des poids de test.
Pour réduire le besoin de masses de référence importantes, un faisceau excentré peut être utilisé. Une balance avec un faisceau excentré peut être presque aussi précise qu'une balance avec un faisceau central, mais le faisceau excentré nécessite des masses de référence spéciales et ne peut pas être intrinsèquement vérifié pour la précision en échangeant simplement le contenu des plateaux en tant que centre. l'équilibre du faisceau peut. Pour réduire le besoin de petites masses de référence graduées, un poids glissant appelé un poise peut être installé afin qu'il puisse être positionné le long d'une échelle calibrée. Un équilibre ajoute d'autres complexités à la procédure d'étalonnage, puisque la masse exacte de l'équilibre doit être ajustée au rapport de levier exact du faisceau.
Pour plus de commodité lors du placement de charges importantes et difficiles, une plate-forme peut être flottante sur un système de poutre en porte-à-faux qui apporte la force proportionnelle à un palier en fer de nez ; cela tire sur une tige en acier pour transmettre la force réduite à une poutre de taille pratique. On voit encore cette conception dans les balances à poutre portables d'une capacité de 500 kg qui sont couramment utilisées dans des environnements difficiles sans électricité, ainsi que dans la "balance" mécanique de salle de bain plus légère (mal nommée, car il s'agit en fait d'une balance). Les pivots et roulements supplémentaires réduisent tous la précision et compliquent l'étalonnage ; le système de flotteur doit être corrigé pour les erreurs de coin avant que la portée ne soit corrigée en ajustant la poutre d'équilibre et l'équilibre. De tels systèmes sont généralement précis à au mieux 1/10 000 de leur capacité, à moins qu'ils ne soient de conception coûteuse.
Certains balanciers mécaniques haut de gamme utilisent également des cadrans avec des masses d'équilibrage au lieu de ressorts, une conception hybride avec certains des avantages de précision de l'équilibre et du faisceau mais la commodité d'une lecture de cadran. Ces conceptions sont coûteuses à produire et sont largement obsolètes grâce à l'électronique.