Lors d’une opération de pesée, on mesure la force poids, généralement à l’aide de balances. La masse peut être déterminée de deux façons : de manière comparative ou directe.
Balances comparatives
Dans la mythologie romaine, la déesse de la Justice, Justice, symbolise l’équité. On la représente souvent, yeux bandés, évaluant l’équilibre de deux plateaux. Ces balances, utilisées depuis toujours, permettent de comparer directement deux masses.
L’avantage majeur de ce système à fléau est son indépendance vis‑à‑vis des conditions locales. Si l’on place des masses identiques sur chaque plateau, la balance reste en équilibre, que l’on se trouve au niveau de la mer, en altitude ou même sur la Lune.
Cependant, la détermination d’un poids défini reste complexe. Idéalement, le pivot doit être exempt de frottements et l’air ambiant exerce une résistance qu’il faut considérer. Surtout, des masses étalons sont indispensables pour obtenir une valeur précise.
Mesure de la force poids
La balance modèle FE430 affiche le poids placé sur la balance.
L’indicateur de pesage FE430 affiche la charge appliquée sur la balance.
Pour peser sans masses de référence, on utilise aujourd’hui des balances à ressort. Leur élément central est le ressort de mesure, déformé par la charge appliquée. Il peut s’agir d’un ressort hélicoïdal classique, comme dans un stylo, ou d’un composant plus avancé : la cellule de charge.
Lorsque l’on pose une masse sur la balance, le ressort se déforme proportionnellement à la force poids. Une petite charge provoque une faible déflexion. Une charge élevée provoque une grande déflexion. Si une seconde masse est deux fois plus lourde, sa déflexion sera également doublée.
La loi fondamentale indique que la masse (g) correspond au rapport entre la force poids (N) et l’accélération gravitationnelle (m/s²). Les autres influences (poussée hydrostatique, interactions magnétiques ou électrostatiques) sont négligeables. Cela implique cependant que la gravité locale affecte le résultat. À la surface de la Terre, elle varie de 9,787 m/s² (équateur) à 9,832 m/s² (pôles).
Dans la pratique, une balance reste à emplacement fixe. La gravité est donc constante. Grâce à la haute précision des cellules de charge, on atteint des exactitudes proches de 10⁶. Ces instruments sont donc parfaitement adaptés aux applications industrielles courantes.
Comment construire une balance
Construire une balance est en réalité très simple. Suspendre un fléau pour comparer deux masses reste la méthode historique. Monter une cellule de charge et la connecter à un indicateur moderne est tout aussi intuitif.
Après un étalonnage avec un zéro et une masse connue, l’équipement est prêt pour la pesée. La mise en œuvre reste rapide, fiable et adaptée aux environnements industriels exigeants.
Note
Retrouvez toutes les informations sur notre gamme dédiée à la technologie de pesage sur le site WIKA. Pour toute question, votre contact habituel se tient à votre disposition.