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Bourse minéraux Sainte Marie aux Mines 2022, avec fossiles et gemmes.
Bourse minéraux et fossiles de Sainte Marie aux Mines (Alsace) - 23>26 juin 2022

Fabrication d'un kit hydrostatique pour balance de précision


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J'ai pour projet de me fabriquer un kit de pesee hydrostatique s'adaptant a mes balances de precision, je mettrai une photo de mon dispositif lorsque je l'aurai construit.

Voici le descriptif du projet:

On le fabrique a partir d'une tige metallique fine mais rigide, faite d'un metal leger et non magnetique. On pourra sans doute utiliser de la tige de duralumin.

Ca se fabrique en 20-30minutes (il faut juste s'appliquer pour que l'ensemble soit bien equilibré), et ca coute trois fois rien a fabriquer (avec une pince et un etau on s'en sort tres bien).

Le kit hydrostatique en image (cliquer sur l'image pour l'agrandir):

http://nsa14.casimages.com/img/2010/04/13/...61840756337.jpg

Le kit se compose donc de deux parties: une potence et un balancier qui s'y suspend. Chacune des deux partie est fabriquée a partir d'une tige metallique que l'on tord pour lui donner la forme souhaitée.

Le verre qui servira a l'immersion doit etre incolore et transparent. Je recommande un verre 7cm de diametre et 10cm de haut, un recipient de forme carrée sera neanmoins beaucoup plus pratique qu'un recipient cylindrique (par exemple une bouteille de jus carrée a fond plat que l'on decoupera).

Fabrication:

a)la potence:

Commencer par former la base en faisant une boucle fermée avec la tige metallique, la boucle doit etre parfaitement plane (elle ne doit pas etre bosselée, sinon ca sera bancal, un etau peut aider a l'aplanir). Pour que l'ensemble soit stable, la boucle doit avoir au minimum 4cm de diametre, mais si le plateau de votre balance est assez grand, mieux vaut une boucle la plus grande possible pour plus de stabilité (6cm de diametre par exemple)

Pour la suite continuer de plier la tige en suivant le schema, la hauteur de la potence doit etre la plus faible possible (pour raison de stabilité) mais neanmoins adaptée au verre, donc pour un verre de 10cm de hauteur faire en sorte que le crochet qui termine la potence soit a 11-12cm de hauteur par rapport a la base de la potence.

Point important: pour des raisons d'equilibre de l'ensemble final, le centre du crochet doit etre aligné dans l'axe du centre de la boucle qui sert de base a la potence.

b)le balancier:

commencer par former le disque du plateau de pesée en enroulant la tige metallique sur elle meme (spirale), utiliser l'etau et la pince. Le disque-plateau doit faire 2,5 a 3cm de diametre (en restant de diametre inferieur a celui de la base de la potence).

Pour la suite continuer de plier la tige en suivant le schema et terminer le balancier par un crochet qui permettra de le suspendre au crochet de la potence.

Point important: pour des raisons d'equilibre, le balancier doit etre fait de telle facon que le centre du disque-plateau soit aligné dans l'axe du centre de la boucle qui sert de base a la potence.

Autres conseils:

A vous de faire en sorte que l'ensemble soit bien stable et equilibré (c'est ca le plus difficile a obtenir, il faut s'appliquer).

Eventuellement, construire un prototype avec la tige d'un cintre a vetement pour s'entrainer et mieux definir le design final.

Il faut evidemment que le dispositif soit pratique et vous permette de deposer delicatement un gros echantillon (mettons un cube de 3x3x3cm) sur le disque-plateau du balancier, ce sans faire bouger (sans toucher) ni le verre ni la potence.

Le dispositif sera donc tout a fait adapté a la mesure de la densité d'echantillons suffisemments petits pour tenir dans un cube de 3x3x3cm. Pour les echantillons de taille superieure on pourra toujours utiliser la methode de suspension a un fil mainte fois decrite sur geoforum.

D'autre part, le kit doit etre adapté au plateau de pesée de votre balance ainsi qu'au verre (tenir compte du fait que le verre devra etre un peu surelevé par rapport au plateau de la balance), le balancier et la potence ne doivent pas renter en contact avec le verre. Le disque-plateau du balancier doit quant a lui etre a 2-3cm du fond du verre.

Vous aurez compris que la tige metallique utilisée doit etre assez rigide pour que l'ensemble ne se deforme pas sous le poids d'un echantillon lourd (mettons 200g), mais neanmoins la plus legere possible afin que l'ensemble du kit aie le poids le plus reduit possible (car la capacite maximale de la balance sera reduite d'autant), l'ideal serait que le kit complet ne pese pas plus de 5g..

Utilisation du dispositif:

1)peser la pierre tout simplement sur la balance (=poids dans l'air)

2)Installer le kit hydrostatique, faire la tare, puis peser la pierre en immersion (=poids dans l'eau)

3)densité=poids dans l'air/(poids dans l'air-poids dans l'eau)

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PS: j'ai deja construit un prototype en tige de cintre, ca tient la route et ca supporte 250g sans ployer, mais non seulement c'est en fer donc magnetique (ce qui pose probleme pour les balances de precision), mais en plus ca pese 15-20g ce qui est excessif pour ma balance a 0.001 dont la capacité max n'est que de 20g. Par contre, pour les balances a 0.01 dont la capacite excede 100g le probleme du poids que pese le kit devient negligeable, dans ce cas je conseillerai meme d'alourdir la base de la potence pour rendre l'ensemble plus stable.

Tout le probleme maintenant va etre de trouver un metal non magnetique (donc ni du fer ni de l'acier) qui soit nettement plus leger mais tout aussi rigide. Je pense essayer avec du duralumin (alliage dur d'aluminium). Je vous tiendrai au courrant du resultat.

Voici une image d'un modele fait 'a l'arrache':

http://www.geminterest.com/materiel%20gemm...tique_brico.jpg

je recommande bien sur de s'appliquer d'avantage et de mieux travailler le design, question d'equilibre.

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