Réplique de la balance à disque par Biganos, masse négative de Richard VIALLE

Ici vous retrouverez cela en images:
http://promtecno.org/replique_balance.php

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Depuis que j'ai entrepris de construire une réplique de cette balance, je vais de surprise en surprise, aussi je vais dans un premier temps seulement présenter le matériel. Matériel qu'il a fallu modifier légèrement sur les conseils de Richard car lors des premiers essais le résultat n'était pas probant. Mais après quelques adaptations, non seulement le résultat est positif, mais il le deviens de plus en plus, comme si la balance avait besoin d'une période de rodage.



Le principal défaut de cette première version est l'important effet aérodynamique généré par le disque en rotation. Dans une turbine de Tesla c'est un fluide en mouvement qui entraîne les disque, là c'est l'inverse. Le disque en rotation génère un flux d'air en périphérie, et ce flux est prépondérant sur l'effet de soulèvement. Il est maintenant clair pour moi qu'il est impératif d'enfermer le disque dans une boîte.
De même je n'avais pas pensé à installer des protections anti-vibratoires, or à certains seuils de vitesse des vibrations parasites de l'ensemble moteur/disque sont transmises au bras. La liaison du moteur au bras est maintenant un peu mieux protégée des vibrations, bien qu'elles ne soient pas totalement neutralisées.
La tige filetée servant à régler le contre-poids était trop en porte à faux pour son diamètre (6 mm). Conséquence elle jouait un peu le rôle d'un ressort oscillant, et ces micro-mouvements concouraient également à entretenir les vibrations du bras.
J'ai également ajouté un petit pointeur laser sur le bras, de manière à pouvoir détecter des mouvements de faible  amplitude et prendre des mesures précises.
D'autres améliorations sont prévues, notamment une mesure de la vitesse de rotation du disque. Là c'est l'ami quartz qui se charge de l'électronique de mesure.






D'un côté le moteur et le disque.







De l'autre côté un contre poids




Le pointeur laser est situé côté contre-poids.





Entre le moteur et le contre-poids l'articulation de la balance




Autre point fondamental: le réglage de la position des appuis de la balance par rapport au centre de gravité.
Il est impératif que la balance ne soit pas en situation d'instabilité. Pour cela, il faut que le point d'appui des pointes (vis appointées au touret à meuler) se trouve au dessus du centre de gravité de la balance. Si l'appui se fait en dessous la balance sera en instabilité.
Il faut donc régler la hauteur du point d'appui de manière à être certain qu'il est au dessus du centre de gravité... mais pas trop sinon la balance sera trop stable donc peu sensible. Ça se joue à pas grand chose (de l'ordre de 1 mm) pour obtenir un compromis stabilité/sensibilité satisfaisant. Pour effectuer ce réglage il suffit d'un peu de patience.
On place volontairement la balance en instabilité, ce qui est facile à voir. Si après équilibrage par le contre-poids on incline légèrement la balance dans un sens, elle continue de s'incliner jusqu'à aller en butée de ce côté au lieu de chercher à revenir à l'équilibre.
Quand on est dans cette situation il suffit de remonter les pointes par palier jusqu'à ce qu'on soit revenu dans une situation stable. Là on fait l'opération inverse, on fait redescendre les pointes par des paliers plus petits (mm par mm) jusqu'à ce que l'instabilité soit trouvée. Dernier réglage, on remonte les pointes d'environ 1mm. Si ça paraît encore limite instable on remonte d'un dernier ½ mm et normalement c'est bon.
Pour donner un ordre de grandeur de la sensibilité, la balance détecte sans problème un trombone posé sur le bras vers le moteur.



Pas encore de vidéo à mettre sur le forum, et pas non plus de résultats chiffrés vu que j'ai cramé mon régulateur de vitesse. J'en ai commandé un plus robuste mais je ne l'aurai pas avant encore environ 2 semaines.

Malgré tout, ce dont je peux témoigner pour l'heure:
-> Il y a une vitesse critique en dessous de laquelle il ne se passe rien de visible. Mais sans régulateur ni appareil de mesure, impossible à définir. Patience.
Au delà de cette vitesse, la balance se soulève effectivement et sans ambiguïté.
-> Le sens de rotation du disque n'est pas très important. Toutefois, le sens anti-horaire (vu de dessus) est préférable. Dans le sens horaire la balance commence par s'abaisser un peu avant de monter.
-> Il est également préférable d'aligner la balance dans le sens Est/Ouest pour s'affranchir de la force de Coriolis. Dans le sens Nord/Sud les mouvements sont simplement d'une amplitude légèrement moindre.
-> Lorsque le disque tourne à une vitesse stabilisée il ne redescend plus tant que le moteur est alimenté.
-> Après coupure de l'alimentation du moteur, le disque redescend mais pas jusqu'au point d'équilibre original. Il y a un nouveau point d'équilibre au dessus de l'ancien. Il semble que cet effet est cumulatif, plus on fait de test et plus le nouveau point d'équilibre est haut.

Demain je vais faire une nouvelle série de test devant témoins pour m'assurer que ce que j'ai constaté aujourd'hui (autre que les points cités ci-dessus) est bien reproductible et n'est pas lié à un quelconque défaut de ma balance.

Salut Biganos,

Un grand bravo pour cette réalisation et bienvenue parmi les persuadés devant l’expérience, ont finiraient pas passer pour des dingues.

Je suis comme toi, devant la variation de l’équilibre (du phénomène), c’est le plus troublant et décapant, encore inexplicable, mais visible..
Une question, as-tu repesé, le disque après ? 54gr ?

Encore un peu de patience, en attendant tes vidéos.

A++

Salut thx4

Toujours 54gr mais j'ai aussi commandé une balance plus précise que je compte utiliser pour d'autres expérience. En attendant de la recevoir --> poids inchangé avec celle que j'ai actuellement.

Ceci dit je ne crois pas qu'il y ait une perte de masse dans la matière elle-même, c'est plutôt une force qui sort je ne sais d'où et semble s'appliquer à la balance.

Dès que possible je voudrais tester une éventuelle variation de masse d'un objet placé sous ou au dessus de la balance pour voir si l'effet est "contagieux".
Il est possible (mais ça reste du conditionnel) que la rotation crée un vortex, et que selon le sens de rotation ce vortex soit dirigé vers le haut ou vers le bas. Si c'est le cas, pour placer les objets à tester dans le vortex il faudra bricoler différents supports.

Pour l'instant j'ai un autre test en prévision pour la fin d'après midi. Je donnerai plus d'infos ce soir si je peux reproduire effectivement devant témoins ce que j'ai fait hier par 5 fois! J'ai encore un doute tellement ça semble impossible.

Très gros travail de Biganos; qui m'a tenu au courant des évolutions de ses résultats depuis le début. Bravo!

Il a des effets qui évoluent dans le temps; ne sont plus les mêmes qu'au début. Il y a quelque chose qui se stocke dans l'espace et attaché à la matière du disque je pense et qui modifie le comportement gravitationnel de la balance.

Ce qu'il a observé au début il ne l'observe plus; il a autre chose. Bref, il faut non seulement un résultat annoncé mais un historique de ces résultats. Difficile de réussir à expliquer ensuite; il faut pouvoir expliquer tout l'historique.

Il serait intéressant d'échanger le disque par un autre disque "vierge" non imprégné pour voir si on peut repartir à zéro. En effet si ce n'est pas le cas, alors c'est la structure de la balance qui reste imprégnée et donc il ne sera plus possible de repartir à "zéro" pour observer de nouveau les phénomènes bizarres. Cela veut dire que tout nouvel expérimentateur doit être très attentif à ses premiers résultats, car ils ne seront plus reproductibles à moins de jeter sa balance et en recommencer une autre.

En tous cas une repro indépendante qui prouve encore le phénomène bizarre. Les derniers résultats étonnants dont il m'a fait part tout à l'heure (il était chez Richard V à nouveau), c'est lui qui vous les annoncera directement...

Bonsoir à tous,

Un bien gros travail d'orfèvre, c'est du Mozart !
Bravo Biganos
J'ai reçu quelques composants manquants pour l'appareil de mesures en fin d'après midi, je vais pouvoir câbler tout ça dés lundi au labo.

ça va déchirer !

A+++

Bonsoir

Compte tenu de ce qui était indiqué dans le sujet "Masse négative de Richard V.: disque tournant", et de ce que j'avais compris en voyant directement la balance originale de Richard V, je pensais que la balance revenait à son point d'équilibre d'origine lorsque l'alimentation du moteur était coupée. Mais Richard fait subir à la balance originale des cycles incessants d'accélération et de décélération contrôlés. Et sa balance montre effectivement les "symptômes" annoncés: le bras se soulève pendant la phase d'accélération puis retombe à 0 pendant la décélération (contrôlée elle aussi). J'ai donc été surpris le 17/05 lorsque j'ai constaté qu'après coupure de l'alimentation du moteur le bras ne redescendait pas à 0.
Du coup j'ai tracé une courbe

et de son côté Richard a testé sa balance à vitesse constante. Là nous avons obtenu presque les mêmes résultats, sauf que pour sa balance le bras restait en position haute après l'arrêt du moteur.

Le 19/05 j'ai refait des tests et là 2 nouveautés: moteur coupé le bras restait bien en position haute sur la réplique aussi, mais complication supplémentaire, lors de la phase de décélération le bras marquait encore un mouvement vers le haut.


Gros doute sur le comportement de la balance, aussi cet après-midi je suis retourné chez Richard avec la réplique pour essayer de comprendre ce qui n'allait pas.
Contrairement à ce que j'avais saisi jusque-ici, ce mouvement vers le haut lors de la phase de décélération est normal et se retrouve dans ses équations. Là je préfère le croire sur parole plutôt que de vérifier les équations...

Il se trouve que plusieurs détails qui n'étaient pas mentionnés dans le sujet initial sur le disque tournant m'ont surpris au vu du comportement de la réplique. Comme j'ignorais ces détails et que ça colle avec ses équations, on peut donc dire que l'effet mis à jour par Richard est bien reproductible.

Concernant les 3 points d'équilibre mentionnés dans l'autre sujet et que j'avais vu chez Richard, j'étais là aussi persuadé qu'il fallait les retrouver pour que l'expérience soit pleinement concluante or je ne les avais pas sur ma réplique. Cet après-midi autre surprise et non des moindres, non seulement ces 3 positions d'équilibre existent sur la réplique (qui a pourtant fonctionné beaucoup moins longtemps que la balance originale), mais on peut comprendre qu'en fait il en existe une infinité que sa balance ne montre pas bien car elle est trop lourde.



La balance une fois "rodée" n'a plus un point d'équilibre mais une plage d'équilibre à l'intérieur de laquelle le bras peut théoriquement rester en équilibre dans n'importe quelle position.
Pratiquement on constate que certaines positions sont tout de même plus faciles à "attraper" que d'autres, peut-être un effet mémoire des positions acquises après une accélération, mais en quelques minutes j'ai pu trouver une bonne douzaine de positions d'équilibre, certaines vers le haut d'autres vers le bas.
Jamais vu ça!!!
Avant que ces positions ne se "révèlent", la balance n'en acceptait toujours qu'une seule, ce qui exclu à priori un défaut de géométrie des pointes.

Je suis bien d'accord, et je cherche à me faire fabriquer 2 adaptateurs qui permettraient d'utiliser de simples CD comme disque de test. Comme ça je pourrais facilement changer de disque au besoin, et surtout faire des essais avec 2 disques vu que j'ai 2 moteurs identiques mais un seul disque de pèse-personne. Ou alors il faudrait que je trouve un deuxième disque identique au premier.

Ben tiens, on va se gêner! Merci l'ami.

Salut Biganos,

Deux questions du chieur de service;

Déjà évoqué sur le modèle de Richard V, la possibilité d'inverser le moteur tête en bas (tu m'as compris), afin d'évaporer tous les doutes, le moteur pouvant lui aussi nous induire en erreur d’interprétation.

Pourrais-tu nous donner la vitesse à laquelle tu montes, c'est intéressant de savoir...
et la progression (le temps mis pour arriver au max) de 0 à x secondes.

A ++

Désolé JP, ce n'est pas de la mauvaise volonté mais c'est non, non et non . Je m'explique.

(Note qu'il y a plus simple, c'est changer le sens de rotation du moteur)
Plus facile à faire sans la boîte, il suffit de retourner le moteur et c'est sans grande conséquences. . Mais là pour le coup il faut que je refasse un support adapté à cette configuration et on tombe sur plusieurs problèmes:
- Le centre de gravité de l'ensemble risque d'être déplacé beaucoup plus haut et mes pointes devront aussi être rallongées pour pouvoir régler les points d'appui.
- Si le nouveau support est plus lourd, je ne suis pas sûr que la course du contre-poids soit suffisante pour équilibrer le bras, ce qui veut dire rallonger aussi la tige filetée.
- Je me suis aperçu que chaque modification a des conséquences sur les vibrations de l'ensemble. C'est maintenant facile à voir avec le pointeur laser. La forme de la trace du spot donne une indication sur les micro mouvements du bras. Et je ne suis pas très chaud pour apporter des modifications de structure. Il sera plus simple de faire "parler" au maximum cette réplique dans son état. Mais je réfléchis à une construction plus standardisée, un modèle plus pratique à construire avec des éléments faciles à se procurer.

Pour l'instant je n'ai aucun moyen de mesure, mais quartz est sur le coup et dès que j'aurai le matériel je donnerai des infos chiffrées.
Un ordre de grandeur à l'estime en fonction de la tension d'alimentation du moteur, mais sans garantie: entre 4000 et 13000 RPM. Toujours à titre d'info mais sans être affirmatif sur les valeurs de vitesse, j'utilise pour l'instant une alim à découpage récupérée sur un vieux PC. Les sorties 5V et 12V donnent en réalité 4,9V et 11V. L'effet est bien visible sur la sortie dite 5V, donc on estime vers 5000 RPM. Avec l'alim réglable de Richard, ça commence vers 3,7V soit 3700 RPM sans garantie. Tu vois que donner des valeurs non mesurées réellement c'est une source de malentendus par la suite, donc ces chiffres restent entre nous et seront à confirmer par la suite.

Pas évident à mesurer. Au mieux ce sera une estimation avec une montre.
En revanche c'est vrai que c'est un point très sensible puisque c'est l'accélération qui fait tout, qu'elle soit positive ou négative. En clair si la mise en vitesse est rapide, l'effet sera important, si la mise en vitesse est très lente il risque même de ne rien se passer. Idem pour la décélération. Mais c'est aussi lié au rayon du disque. Plus le disque est grand plus il y a d'effet.
La masse du disque elle n'a pas d'importance si ce n'est qu'un disque lourd demandera plus de couple pour être entraîné avec une accélération suffisante. Donc moteur plus puissant, balance plus lourde, moins facile à rendre sensible etc...
La balance de Richard est équipée d'un dispositif complexe d'asservissement et il peut commander finement l'accélération et la décélération. Lui a fait ça parce que ses équations lui dictaient cette approche, et au final il a un résultat optimal. Dans le cadre d'une réplique, l'objectif était de montrer que l'on pouvait mettre cet effet en évidence avec des moyens plus légers. Le fait est que le résultat est là, et tu as raison sur ce point, c'est tout à fait perfectible en contrôlant l'accélération. Moi je ne peux faire que du tout ou rien, et même quand j'aurai reçu le régulateur de vitesse, je pourrai faire varier la vitesse que le disque va atteindre, mais pas le temps qu'il mettra pour l'atteindre.
Là aussi toutes les valeurs fournies correspondent à une balance particulière puisqu'il faut prendre en compte pas mal de paramètres entre-autres: l'accélération, la masse de la balance, l'entre-axe pointes/disque, la distance entre le point d'appui des pointe et le centre de gravité de la balance, et le rayon du disque.
Si par exemple à 8600RPM j'ai un angle de X degrés, il est probable qu'avec une autre réplique l'angle à cette même vitesse sera différent. L'important est que quelle que soit la réplique on retrouve le même comportement.

Merci Biganos pour ton retour d'infos, c'est riche en réflexion..

J'ai un tachymètre qui va jusqu’à 99 999 RPM, dans sa boite d'origine je m'en suis servi (1 fois) pour mesurer ma perceuse, si tu veux je peux te l'envoyer.
D'un autre coté ton disque est invisible dans son caisson, il faudrait une enveloppe complètement transparente si tu veux t'en servir
Pour le chrono, j'imagine que quelqu'un dans ton entourage à un iphone, qui dispose d'un chrono remarquable au 1/100

Il y à un facteur critique sur ce modèle de balance que tu présentes c'est la vibration même infime, et que tu as mis en évidence, c'est primordial d'en venir à bout, car elle peut être la source de pas mal d'embrouille.
Je m'explique, c'est l'effet diapason, de la rigidité de la structure, impossible de faire autrement. Mais qui peut être aussi une partie de l'origine du phénomène...
La vibration persiste, invisible à notre niveau d'observation.

Je réfléchis aussi à une idée simple de balance romaine une tige et un contre poids coulissant, mais monté soit sur ressort soit un ensemble de "sandov" amortissant toutes vibrations, plus simple à dire qu'a faire.

A++

Biganos,

juste une idée côte vibration, sur ton modèle, tu pourrais essayer de placer au centre de tes rondelles un disque caoutchouc, genre joint de fermeture des anciens robinets, rigide est souple à la fois.





A++

J'y avais pensé aussi, mais pour tous les modèles de tachymètres optiques les fabricants recommandent l'usage de bande réfléchissante adhésive. En gros si tu n'assure pas avec de la bande réfléchissante l'appareil compte les tours sans comme il veut sans garantie. Coller de la bande ça veut dire prendre un énorme risque de créer un balourd sur le bloc moteur/disque. Même pas sûr de pouvoir en coller 2 morceaux bien symétriquement. J'ai donc opté pour la solution préconisée par Chercheur, à savoir une solution stroboscopique. Quand j'aurai une image bien fixe en ajustant la fréquence des éclairs, cette même fréquence correspondra justement au nombre de tours/seconde du disque. C'est sur ça que quartz planche actuellement.
Merci quand même pour ta proposition.

Le tour de la boîte est opaque, mais il y a une fenêtre translucide. C'est'y pas beau ça?

Ça c'est un bon tuyau.

Ça me pose un problème effectivement, même si ce n'est pas très prononcé à vitesse stabilisé, il reste des vibrations. Je vais essayer de mettre quelques rondelles de caoutchouc supplémentaires et je pensais aussi remplacer la vis de fixation du moteur par une vis en nylon. S'il y a d'autres idées dans la chasse aux vibrations je suis preneur.

Pourquoi pas, et essayer avec la perceuse mais en remplaçant ton disque par un autre de plus grand diamètre et moins lourd. La masse du disque n'a pas d'importance il vaut mieux un plus grand rayon et une accélération plus importante, donc un disque léger.
Je pense aussi avec un peu de recul que l'idée de peser le disque indépendamment n'est pas forcément ce qu'il y a de mieux pour visualiser un effet. S'il est clair que c'est bien l'accélération du disque qui génère l'effet, rien de dis que cet effet est "stocké" dans le disque. Si seul le disque devait contenir cet effet, il serait logique que la balance penche en permanence d'un seul côté. Comme on peut trouver plusieurs points d'équilibre, c'est que le "stockage" de ce qu'il reste après l'arrêt de la rotation du disque est réparti dans toute la structure et pas seulement du côté du bras où est fixé le disque. C'est en tout cas mon interprétation personnelle pour l'instant. Autrement dit lorsque tu pèses le disque seul, tu exclu d'office une partie de "je ne sais pas quoi".
Oui je sais je met beaucoup de guillemets, mais je ne sais pas trop si on peut utiliser des mots précis pour parler de "quelque chose" de pas encore bien défini (pour moi).
Le mieux c'est de peser l'ensemble en continu pour voir l'évolution, et pas seulement quand le moteur est à l'arrêt. Donc monter l'ensemble sur un système suspendu et élastique ça doit être valable. Tu n'a même plus besoin de fléau ni de contre-poids, la variation d'étirement des sandows te permettra de voir directement s'il se passe quelque chose.

Ça me semble une mauvaise idée ça!
C'est justement le contact dur pointe plaque d'appui qui assure la finesse de l'articulation. Si on met un contact élastique à ce niveau, la pointe va se façonner une petite empreinte bien ajustée et les mouvements de bascule seront aussi amortis ce qui n'est pas du tout le but du jeu. Une possibilité serait d'intercaler des rondelles élastiques sous les appuis, mais c'est plutôt à leur source qu'il faut combattre les vibrations.

Je voulais déjà avant de commencer une balance faire un test très simple
Une tige filetée de 50,5 cm avec à chaque extrémités deux doubles écrous pour régler l’équilibre
Je ne me suis pas contenté d’un coup de scie au centre, j’ai limé avec une petite lime en forme de V

Un étau, une lame de cutter fixée dessus : les photos :
j'ai fait le test des deux cotés de la lame de cutter, coté lame c'est injouable.









Une fois l'équilibre non sans mal atteint, malgré la simplicité du truc, je ne suis pas satisfait du test, si je bouge un tout petit peu la tige, soit elle part à gauche ou à droite, bref, je patine. J’ai raté un cours ma tige est trop longue ou trop courte, impossible de me lancer dans un commerce au gramme prêt je déconne

Pour moi ça ne va pas concernant ce type de balance, qui est approprié à un faible déséquilibre. D’ailleurs c’est une balance qui ne pèse rien entre guillemets, on cherche à retrouver un équilibre, comme chez nos romains, bref à approfondir d’urgence d’après moi bien sur.
J’espère avoir été clair, mais ce n’est pas sur

A++

Je ne vois pas trop ce que tu veux faire avec ce genre de choses.

Une chose à laquelle tu n'as peut être pas fait attention, qui est présent dans les discussions concernant les difficultés techniques de la balance de Richard, c'est que ton moteur qui fait tourner le disque crée un couple de rotation. Ceci va faire pivoter l'axe de la balance sur elle-même dans le sens de la rotation, comme un hélicoptère qui n'aurait pas de rotor de queue pour compenser.

Pour freiner contre cet effet, empêcher la rotation, la balance a été construite avec deux pointes. Une seule pointe permettrait la rotation de l'axe dans le sens tournant du moteur et la balance se casse la figure, partant complètement. Donc un système à deux pointes permet lui, par le frottement des pointes, de créer un contre couple de freinage et l'axe reste dans l'axe...

Si tu travailles avec une balance ayant un seul point de pivot en négligeant ceci toute ta balance sera à refaire. Sauf à imaginer un moyen autre d'empêcher la rotation de l'axe autour du pivot dans le sens de rotation du disque!

Bonnes cogitations.

thx4 construite comme ça de toute façon ta balance sera en instabilité (son centre de gravité est au dessus du point d'appui), pile ce qu'il faut éviter. Lis le couplet que j'ai mis sur le réglage de la hauteur des pointes. C'était justement pour éviter ce genre de problème.


Pour ton test simple tu peux facilement y remédier en rajoutant par exemple une masselotte constituée d'un bout de profilé plat de chaque côté pour abaisser le centre de gravité.


C'est exactement le même principe que la balance Romaine et c'est tout à fait approprié avec les 2 pointes. Si tu règles ton appui un petit poil au dessus du centre de gravité, tu verra que ta balance est très sensible tout en étant stable.
Sur une balance Romaine, bonjour la sensibilité, de toute façon elles sont graduées par pas de 100gr, après c'est une estime. Mais pour vérifier de petites variations, il est impératif d'obtenir une sensibilité la plus fine possible.

Mon explication en image:

Biganos, tu as compris ce que voulais dire, j'ai lu est compris ce matin ton problème de centre de gravité, et j'ai voulu faire un essai, le mien...


On dit qu'un objet pèse x gramme quand la balance est rectiligne, pas quand la balance se lève ou descend, la on suppose.

Dans l'absolu pour être parfait il faudrait que le contre poids bouge et équilibre la balance au fur et à mesure du changement de poids, pour dire avec certitude, nous avons perdu x gramme, la balance restant rectiligne.

Pour moi ce type de balance pose problème pour démontrer une perte de poids, en dehors du déséquilibre visible on ne sait pas de combien.

Il faudrait faire un réceptacle sur le dessus du moteur, type petit entonnoir et compenser la lévitation, par du sable qui descendrait dans ce même entonnoir pour que la balance reste rectiligne. on pèserait ensuite le sable ce qui permettrait de savoir combien on a perdu pendant l'accélération, (du sable ou un liquide quelconque).

Chercheur je ne vais pas faire de balance sur ce principe je te rassure, c'était juste un test d'équilibre....

Sur les balances à 2 fléaux égaux oui on replace la balance à l'horizontale en rajoutant des masses sur le plateau opposé pour rétablir l'équilibre. Mais ce n'est pas forcément le plus pratique puisqu'il faut soit disposer de masses de références, soit comme tu dis refaire le niveau avec du sable et après peser le sable rajouté, ce qui demande un autre instrument de pesée.
L'autre solution c'est de mesurer l'angle du bras. Cet angle est proportionnel à la masse. Donc on peut parfaitement savoir "de combien". Il suffirait d'étalonner la balance et de placer un repère gradué, on a alors une lecture directe comme les balances que l'on peut trouver chez certains commerçants.



Pour des essais on peut se contenter de comparer des angles, mais au besoin on peut aussi déterminer précisément la valeur de cette masse à partir des caractéristiques de la balance qui sont à déterminer 1 seule fois, et de l'angle.
En plus dans ce cas plutôt particulier, pour refaire un équilibre ça va être sportif (surtout pour les nerfs si je peux dire). Pourquoi faudrait-il privilégier la position d'équilibre X plutôt que Y vu qu'il y en a plusieurs. Il me semble que le plus pratique c'est de repérer la position d'origine et déterminer l'écart avec la position d'arrivée.

Mais je pense que c'est plus délicat que ça, et qu'il faudrait considérer qu'une force s'exerce sur la balance uniquement pendant les phases d'accélération où là manifestement il y a un mouvement. Quand le disque est à l'arrêt le bras reste en place tout simplement parce qu'il a trouvé un équilibre.
C'est ça qui est difficile à avaler.

Tentative d'explication qui n'engage que moi
Vitesse à 0 il n'y a plus de force qui s'exerce sur le bras de la balance.
L'indication donnée n'a pas de valeur instantanée mais correspond à la dernière valeur qu'elle a mémorisé.
Pour la balance, à la fin d'une accélération positive ou négative c'est un peu comme si le temps restait figé.
Ce n'est probablement pas très clair ni très fiable comme explication mais c'est comme ça que je me le représente... pour l'instant.

Salut Biganos,

Si on pose tout, on n’est incapable de dire avec certitude de combien est la masse négative, (pour la QDC comme pour le disque avec ou sans moteur) vu que le phénomène est variable dans le temps, je ne remets pas ça en cause, à une échelle moindre j’ai constaté la même chose…
Tant que nous ne sauront pas mesurer avec précision cette masse négative, on partira dans toutes les conjonctures, c’est sans fin..

Je dois dire qu’en plus tu attaques le morceau le plus difficile, peser un objet en mouvement avec les doutes d’émettre une poussée réactive dans un sens ou un autre, merci à Chercheur pour ses croquis explicatifs (on arrive quand même à te faire bosser )


Je proposerai quelques idées en vrac, mais ça va demander un peu plus de boulot côté électronique (bonjour Quartz ),
1) c’est de rendre l’alimentation moteur embarquée (quelque piles), et de piloter l’accélération par radio commande.
2) Le tout (petit bâti) monté sur l’axe de la balance avec un roulement vertical, et un roulement horizontal, permettant de compenser toute velléité de réaction (couple) en forme de L
3) Ensuite au moment de l’accélération mesurer la résistance sur l’axe du contre poids, c’est plus facile que du sable

Je me conterai de l’expérience disque en rotation sans moteur pour ma part (la fainiasse)
C’est pour ça que je veux (vais) fabriquer ma balance entièrement interchangeable à peu de frais.. D’abord une balance mécanique, avec comme toi un faisceau laser sans appel, ensuite une boite de vitesse, rien de difficile mais un peu de boulot quand même.
Après j’y verrai plus clair.


A++

Bonjour: pour compenser le couple de rotation du moteur comme expliqué Chercheur. j pense on ajouter un autre moteur et disc au dessu qui tourne en sens inverse a celle qui es au dessou

Bonjour

Tout à fait valable, que les moteurs soient l'un au dessus de l'autre ou à côté c'est une solution.
D'ailleurs je compte bien essayer avec 2 moteurs. Il faut que les 2 disques soient identiques et tournent à la même vitesse.

Prévois d'alimenter le pointeur laser à partir d'une alim auxiliaire. Je m'aperçois que ce genre de gadget n'est pas fait pour une utilisation intensive. Je le laisse fonctionner longtemps sans discontinuer, et les piles boutons se polarisent à la vitesse grand V ce qui fait que le spot devient rapidement tout pâle presque invisible.

Autre problème constaté aujourd'hui (hier je n'ai pas utilisé la balance) Je crois qu'elle n'a pas aimé le transport, elle fait des vibrations comme ça ne lui est jamais arrivé. Impossible d'avoir un fonctionnement correct, les pointes tressautent en permanence
Je vais essayer de voir si je peux calmer ça.

Bonsoir

Les vibrations les plus importantes se produisent vers la fin de la décélération, aussi j'ai trouvé une parade artificielle. Après coupure de l'alimentation 12V du moteur je lui fourni une tension inverse de 5V pendant quelques secondes. La décélération est beaucoup plus rapide et la phase de vibrations quasiment neutralisée.

J'ai également légèrement abaissé le centre de gravité de la balance pour voir ce que ça donne. Comme de surcroit j'ai reçu la balance de précision que j'avais commandée, j'ai pu établir un référentiel de masse et voilà la courbe qui en est ressortie.



La valeur de l'écart de masse restant à la fin d'une série de 5 cycles consécutifs est de 0,55gr.
Au delà rien de significatif, les mesures oscillent autour de cette valeur.

Toujours des beaux graphiques parlants; super.

Tu parles d'un référentiel de masse... tu les mesures comment tes 0,55g correspondant aux 2,28°?

Mon étalon de test pour la sensibilité a toujours été un trombone que je pose entre les connexions du moteur, donc dans l'axe du disque. Pour ce test de la réplique avec le nouveau réglage de la hauteur, le placement du trombone me donnait une déviation de 32mm.
La balance achetée a une précision de 0,1gr. J'ai pesé 10 trombones --> 4,4gr donc 1trombone fait 0,44gr.
Puisque 1 trombone de 0,44gr fait incliner le bras de la balance (réplique) de +32mm, alors la variation de -40mm obtenue correspond à 0,55gr.

Pour les 2,28° c'est aussi simple, j'ai un triangle rectangle dont le côté adjacent (distance des pointes à la cible) fait 1010mm et le côté opposé (variation verticale sur la cible) 40mm [et un peu plus mais pas facile à estimer]. Donc 40/1010=0,0396 qui correspond à un poil près à la tangente d'un angle de 2,27°, j'ai arrondi à 2,28.

Pourquoi 101cm, tout bêtement parce que j'utilise un niveau de bonne qualité pour égaliser la hauteur des pointes et que j'utilise ce même niveau comme pige pour caler la distance des pointes à la cible. Le niveau fait exactement 1m de long auquel il faut ajouter des extrémités en caoutchouc de 5mm chacune.

Bonjour aux forçats de l'expérience

Brillantissisme, j'allais dire comme dab, respect monsieur Biganos.

Biganos, idée à la c.., mais bon, je propose de mettre sous le contrepoids de ta balance, une balance justement (électronique mais toute simple, de cuisine par exemple)

Avec un entrefer de contact disons de 1mm, la balance moteur étant à l’arrêt et parfaitement parallèle au sol enfin si tu peux , après tes expériences je ne sais plus.
Je pense sans l’affirmer, qu'au moment de l'accélération, le contrepoids va appuyer sur la balance de cuisine (dirons nous), et qu'au maximum de l'accélération, elle nous affichera la pression exercée sur le plateau, qui de mon point de vue correspondra à la masse négative, me trompe-je ?
C'est sur qu'avec les vibrations, ce ne sera pas parfait mais nous aurions au moins une idée approchante de la chose.


Cette connerie m'a réveillé la nuit dernière, tu fais trop de bruit


A++

Oui je vais essayer un truc dans ce genre. De toute façon ce sera obligatoirement avec la balance plus précise que j'utilise vu l'énorme résultante (0,55gr) mais il est peu probable que la balance de pesée indique plus. Sinon ça voudrait dire que la pression exercée par le contre-poids sur la balance de pesée est supérieure au soulèvement visible du bras de la balance.
Mais après tout on n'est pas à une surprise près.
Il faudrait quand même que le contre-poids repose pile sur la balance sans laisser d'espace sinon il y aura un léger impact qui risque de fausser le résultat. Mais bon ça demande juste un calage en hauteur, je vais bien trouver une solution.

Moi non plus, bienvenue au club.

J'ai entrepris de faire des tests à différentes hauteur des pointes pour voir si une position particulière permettrait d'obtenir un effet plus visuel. J'étais déjà tombé par hasard sur un cas où l'angle était beaucoup plus important. Mais il faut absolument que je bricole une alim fixe dédiée au pointeur laser. Les piles boutons ne tiennent pas assez pour faire des relevés le temps que la balance se stabilise. Je devrais recevoir bientôt une commande de fil extra souple pour refaire tout le câblage et alimenter directement le laser. Actuellement le fil qui alimente le moteur a tendance à faire un peu ressort et s'oppose à la montée du bras. Au début je pensais que c'était négligeable, mais vu le tout petit écart de poids au final c'est peut-être pénalisant.
Il y a aussi un autre problème qui vient se greffer. Tant que l'accélération varie l'effet de masse négative aussi et par voie de conséquence le centre de gravité de la balance varie lui aussi. Bref la balance risque de passer par des états transitoires stabilité/instabilité/stabilité.
En plus histoire de faciliter la compréhension du schmilblik, il y a encore un délai de 0,42 secondes avant que l'effet se fasse sentir sur la balance. C'est le temps de propagation de l'information entre l'instant où il se passe quelque chose sur la balance, qui se répercute jusqu'au centre de gravité de la terre, plus retour de réaction à la balance. Bon je dis ça en vrac, c'est ce que j'en ai retenu, mais pour de plus amples informations merci de contacter directement RichardV ou Chercheur. La maison veut bien jouer les jambes, mais pour la tête je dégage en touche.
Mais quand même il me gêne ce délai. Peut-être que c'est justement pendant cet intervalle de temps que l'effet qui serait instantané peut se manifester avant que la réaction vienne le neutraliser. Sur le sujet initial Richard pense qu'il s'agirait plutôt d'une différence de point d'application de la force de réaction. Je lance juste une idée...

Pour la dernière courbe, Richard m'a dit que c'est normal, je dois être dans une configuration où la balance provoque ce genre d'oscillation par sa période propre et le frottement de l'air lors du mouvement du bras par rapport à l'écart entre les pointes et le centre de gravité de la balance. Il y aurait 3 types de configurations possibles... mais ce serait bien plus fiable qu'il explique ça lui-même. Moi je me contente de faire quelques relevés et je me garderai bien d'expliquer quoi que ce soit.
Ce que je constate c'est que ça monte plus ou moins haut. À vitesse constante le bras se stabilise, et quand le moteur n'est plus alimenté une fois que le disque est immobilisé la position du bras est à nouveau stable, on a bien un équilibre, mais le bras est plus haut après l'arrêt du disque qu'avant qu'il soit mis en rotation. Ça marche à tous les coups, sauf si on fait plusieurs cycles consécutifs. Dans ce cas au bout de quelques cycles ça semble plafonner. Malgré tout la position finale du bras au dernier cycle est toujours nettement au dessus de la position initiale du premier cycle.

Non justement ce n'est pas possible puisque question vibrations ça va un peu mieux. À force de jouer du caoutchouc et de repositionner le disque j'ai un peu jugulé l'affaire et c'est moins bruyant. C'est donc forcément quelqu'un d'autre qui t'a réveillé.

Petite info en passant, j'ai pesé le disque d'une manière plus fiable et il fait ce jour 51,3gr.
C'est dans la marge d'erreur de l'autre balance (± 5gr avec un afficheur assez capricieux).

Salut Biganos,

Du coté théorie, je trouve que tes expériences, commencent à allumer la mèche…
Pure élucubration bien sur

Le fait du délai de 0,42s est important, je vois les choses comme ça, un peu comme un étang dans lequel tu viens de jeter un caillou ;
Le caillou c’est l’impact (provoqué par l'accélération), qui affecte l’objet en rotation, ensuite vient l’onde (0,42s) qui affecte l’endroit, Ce qui expliquerait la variation singulière que tu constates.
L’onde va se dissiper, si l’analogie avec l’eau est fondée, l’impact disparaitrait avant l’onde.
L’idéal pour y voir clair encore un peu plus mais certainement pas simple à réaliser serait de faire varier ta balance (moteur) , d’un quart de tour ou moins, la déplacer entre chaque tir.
Le fait de refaire l’expérience successivement au même endroit, nous pourrie la réflexion en nous embrouille , mais explique à elle seule, la variation d'équilible inconstant.
L’onde précédente est encore là, bref pas simple.

Je vois le phénomène comme un choc, un impact, (genre élastique que tu tends et qui lâche) normalement l’expérience avec la balance de précision sous le contrepoids, devrait nous indiquer un poids fugitif, à un instant précis, faudrait filmer
Je vais tenter d’être plus clair, il n’est pas dit, que lorsque ton accélération arrive à son maximum, l’impact n’est pas déjà eu lieu avant, la balance forcement continue de monter.
Si on regarde la balance de Richard, on à l'impression que la masse négative, augmente avec l’accélération, ce ne serait plus un impact mais une déchirure progressive. Quid de l'onde ?. je penche pour l'impact.

A++

Bonsoir

thx4 j'ai fait la manip que tu préconisait.
Résultats assez peu précis, j'ai recommencé un douzaine de fois et j'ai eu des résultats différents à chaque test. Le temps de réponse de la balance électronique ne favorise pas des mesures bien rigoureuses et je n'ai pas eu le temps de mettre au point une procédure adaptée. Donc si on conserve la valeur de référence à l'arrêt de la balance motorisée (0,55gr), j'ai quelques valeurs de pointe.
Le maximum que j'ai noté c'est 1,7gr sous le contre-poids, avec un affichage souvent supérieur à 1gr, soit plus que la valeur de "maintien". Il semblerait que le temps de réponse du bras de la balance (motorisée) soit encore plus long et c'est tout à fait vraisemblable quand on voit la lenteur de déplacement du bras. Les oscillations sont très lentes à s'amortir et c'est d'ailleurs pour ça que les piles du pointeur laser ne tenaient pas le coup suffisamment longtemps. Depuis que j'ai bricolé une alimentation secteur pour le pointeur je peux le laisser allumé en permanence et faire davantage de manips. Trop même car mauvaise nouvelle, ce soir j'ai cramé le moteur. Fumée plus odeur caractéristique, bref direction la poubelle.
Ce n'est pas une catastrophe vu que j'ai le mulet en remplacement, il suffit que je le prépare pour pouvoir continuer. Mais contre-temps et surtout je comptais me servir du second moteur pour tester cette balance avec 2 disques, là il va falloir que je trouve une autre solution.

Je pense à 2 solutions de repli, soit des moteurs brushless de modélisme, soit des moteurs de mini perceuse qui montent à 30000RPM. Dans tous les cas il faut également que je trouve une solution pour utiliser des disques plus légers ce qui va soulager les moteurs et autoriser une accélération plus rapide. J'ai également en vu un autre type de montage mais qui lui va prendre plus de temps à mettre en œuvre, donc dans l'immédiat je vais continuer avec le moteur de secours en essayant de le ménager un peu.

Je fais maintenant tous les tests avec une décélération plus rapide que de couper simplement le courant. Je fais alterner l'alimentation du moteur en +13,8V/-5V. J'aurais mieux fait de le laisser refroidir un peu entre chaque mesure, chose qui se faisait naturellement quand j'étais obligé d'attendre que les piles bouton se dépolarisent.

Pas simple non, il faut maintenir une orientation Est/Ouest sinon les forces de Coriolis atténuent le déplacement du bras, donc on est déjà un peu limité. En plus avec la cible ça représente une envergure de plus de 2 mètres et pas question de faire les mesures en extérieur où le moindre souffle d'air fait réagir la balance. En clair il faudrait un hangar de 200m² vide pour être tranquille et je n'ai pas ces conditions d'espace à la maison.
La seule chose que je puisse faire, c'est essayer d'espacer les mesures dans le temps et ranger la balance sortie du support dans le garage. Mais je m'aperçois que ça n'a pas un gros effet, je retrouve toujours le bras avec sa valeur de "maintien" à un poil près et c'est de plus en plus difficile d'obtenir des déplacements de grande amplitude. Après une dizaine de tests consécutifs, la balance est comme saturée avec un angle quasi constant.

Ce truc paraît très intéressant mais je vais jouer les sceptiques pas habituel chez moi!
A quelle vitesse tourne le moteur?
La ventilation du moteur ne peut-elle pas pousser ou tirer la balance? Cela pourrait -il être suffisant?

Bonjour

Je n'ai pas encore le moyen de mesurer la vitesse, c'est en cours.
En comptant à peu près 1000RPM par volts, ça donne une vitesse comprise entre 5 et 12000RPM.
Il semble qu'il y a un seuil minimum, mais là aussi il faut attendre des mesures plus précises.
Le moteur de la balance originale de Richard tourne je crois à 5000RPM.

Sûrement que si la ventilation est assurée par un petit disque à ailettes inclinées qui sont justement étudiées pour forcer un flux d'air il y aura un effet à prendre en considération. Mais dans mon cas il n'y a que deux lumières dans la carcasse du moteur et pas de ventilation forcée. J'ai déjà essayé de promener un fin ruban autour du moteur en rotation maxi et je n'ai pas noté d'effet de déplacement d'air autour du moteur lui-même. D'autre part le moteur utilisé par Richard est entièrement fermé ce qui lève toute ambiguïté dans ce domaine.

Bonjour à tous,

Désolé je suis à la bourre pour le câblage du stroboscope.
Mes coupures du midi sont très courtes, et le soir je n'ai pas le matériel nécessaire pour le faire.
J'y travail à petits pas, mais régulièrement.

A+++