Zařízení pro zazemnění Wagner

Wagnerova zemnice: Definice, funkce a konstrukce

Definice

Wagnerova zemnice plní klíčovou roli v elektrických mostech tím, že eliminuje vliv kapacitivního spojení s zemí. Je to v podstatě specializovaný dělicí obvod napětí navržený tak, aby minimalizoval chyby způsobené parazitní kapacitou, což významně zlepšuje přesnost měření mostu.

V systémech elektrických mostů je dosažení přesných měření nezbytné. Nicméně, na vysokých frekvencích se parazitní kapacita stává významným problémem. Parazitní kapacita může vznikat mezi různými prvky mostu, mezi těmito prvky a zemí, stejně jako mezi různými rameny mostu. Tyto nechtěné kapacitní spojení zavádějí chyby do měřicího procesu, což kompromituje spolehlivost výsledků.

Jedním z běžných přístupů k řešení tohoto problému je uzavření prvků mostu do štítu. Tento štít pomáhá obsahovat a snižovat vliv externích elektromagnetických polí, které přispívají k parazitní kapacitě. Další velmi efektivní metoda je použití Wagnerovy zemnice, která je strategicky umístěna mezi prvky mostu, aby protiúčinkovala vlivu parazitní kapacity.

Konstrukce

Schéma obvodu Wagnerovy zemnice, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku, odhaluje její unikátní strukturu. V kontextu elektrického mostu nechť Z1, Z2, Z3 a Z4 představují impedanční ramena samotného mostu. Wagnerova zemnice zahrnuje dvě proměnné impedancie, označené jako Z5 a Z6. Klíčovou vlastností zařízení je, že jeho středový bod je spojen s zemí, což poskytuje referenční zemi pro jeho fungování.

Impedance ramen Wagnerovy zemnice jsou pečlivě navrženy tak, aby byly podobné impedaňím ramen mostu. Každé rameno Wagnerovy zemnice se skládá z kombinace rezistivních a kapacitních komponent. Tato specifická konfigurace umožňuje, aby Wagnerova zemnice interagovala s obvodem mostu způsobem, který efektivně vyruší vliv parazitní kapacity, což umožňuje získat přesnější a spolehlivější měření.

Funkce a fungování Wagnerovy zemnice v obvodu mostu

Wagnerovy impedancie Z5 a Z6 jsou strategicky umístěny v elektrickém obvodu mostu, aby usnadnily vyvážení prvků mostu. Konkrétně pracují společně, aby zajistily, že impedance páry Z1 - Z3 a Z2 - Z4 jsou přivedeny do rovnováhy. V této konfiguraci C1, C2, C3 a C4 reprezentují parazitní kapacity vlastních komponent mostu, zatímco D slouží jako detektor mostu, který je klíčový pro identifikaci, kdy most dosáhne vyrovnaného stavu.

Aby most dosáhl vyrovnaného stavu, je třeba pečlivě upravit impedanci ramen Z1 a Z4. Nicméně, přítomnost parazitních kapacit často brání mostu v dosažení tohoto vyrovnaného stavu. Funkce obvodu je ovlivněna postavením spínace S. Když S není nastaven na pozici 'e', je detektor D připojen mezi body p a q. Naopak, když S je přepnut na 'e', je detektor D pak spojen mezi terminálem b a zemí.

Aby byl vyrušen vliv parazitních kapacit a dosaženo přesné rovnováhy, jsou hodnoty impedancí Z4 a Z5 metodicky upravovány. Tento proces úpravy je řízen sledováním výstupu detektoru, obvykle pomocí sluchátek. Operátor začne tím, že připojí sluchátka mezi body b a d a jemně upraví Z4 a Z5, aby minimalizoval zvuk slyšitelný skrze sluchátka. Tento iterativní proces opakování připojení sluchátek mezi b a d a přeustavování Z4 a Z5 se opakuje, dokud není dosažen stav ticha, což signalizuje, že most dosáhl vyrovnaného stavu.

Jakmile je most úspěšně vyvážen, body b, d a e dosahují stejného elektrického potenciálu. V tomto stadiu jsou škodlivé účinky parazitních kapacit C1, C2, C3 a C4 efektivně odstraněny z obvodu mostu. Kromě toho, po dosažení rovnováhy, jsou i Wagnerovy impedancie Z5 a Z6, které sloužily k facilitaci vyvážení, efektivně odstraněny z funkčního provozu obvodu, což umožňuje získat vysoko přesná a spolehlivá měření z mostu.