Wagnerjev naprav za zemljenje

Wagnerjeva zemljiščna naprava: Definicija, funkcija in konstrukcija

Definicija

Wagnerjeva zemljiščna naprava igra ključno vlogo v električnih mostovih, saj odstrani vpliv kapacitance zemlje. To je bistveno posebna shema delilnika napetosti, zasnovana za zmanjševanje napak, ki jih povzroča neželena kapacitanca, s tem pa znatno izboljša točnost meritve mosta.

V sistemih električnih mostov je dosego natančnih meritev izredno pomembno. Vendar pa postane pri visokih frekvencah neželena kapacitanca velik problem. Neželena kapacitancna povezava lahko nastane med različnimi elementi mosta, med temi elementi in zemljo ter med različnimi roki mosta. Te neželene kapacitne povezave vnesete napake v proces merjenja, s tem kompromitirajo zanesljivost rezultatov.

En pristop k reševanju tega problema je, da se elementi mosta zapišejo v ščit. Ta ščitni okvir pomaga vsebovati in zmanjšati vpliv zunanjih elektromagnetnih polj, ki prispevajo k neželeni kapacitanci. Drug zelo učinkovit način je uporaba Wagnerjeve zemljiščne naprave, ki se strategično postavi med elemente mosta, da bi se nasprotovalo vplivu neželene kapacitance.

Konstrukcija

Shema Wagnerjeve zemljiščne naprave, kot je prikazano na spodnjem prikazu, razkriva njeno edinstveno strukturo. V kontekstu električnega mosta naj Z1, Z2, Z3 in Z4 predstavljajo impedansne roke samega mosta. Wagnerjeva zemljiščna naprava vključuje dve spremenljivi impedanci, označeni kot Z5 in Z6. Ključna značilnost te naprave je, da je njeno središče povezano z zemljo, kar zagotavlja referenčno zemljo za njeno delovanje.

Impedanci rokov Wagnerjeve naprave so natančno zasnovani, da so podobni po naravi impedancam rokov mosta. Vsak rok Wagnerjeve naprave sestavlja kombinacija komponent odpornosti in kapacitance. Ta specifična konfiguracija omogoča, da Wagnerjeva zemljiščna naprava deluje z mostom tako, da učinkovito izniči vpliv neželene kapacitance, s tem omogoči pridobivanje bolj točnih in zanesljivih meritev.

Delovanje in funkcija Wagnerjeve zemljiščne naprave v mostnem obvodu

Wagnerjevi impedanci Z5 in Z6 so strategično postavljeni znotraj električnega mostnega obvoda, da omogočita uravnoteženost elementov mosta. Specifično delujeta skupaj, da prevedeta par impedanc Z1 - Z3 in Z2 - Z4 v ravnovesje. V tej postavitvi C1, C2, C3 in C4 predstavljajo neželene kapacitance, lastne elementom mosta, D pa služi kot detektor mosta, ki je ključen za prepoznavanje, ko most doseže uravnotežen stanje.

Za dosego uravnoteženega stanja mosta morajo biti impedanci rokov Z1 in Z4 natančno prilagojeni. Vendar pa prisotnost neželenih kapacitanc pogosto ovira, da bi most dosegel to uravnoteženo stanje. Delovanje obvoda je odvisno od položaja preklopnika S. Ko S ni nastavljen na položaj 'e', je detektor D povezan med točkama p in q. Obratno, ko je S preklopljen na 'e', je detektor D povezan med terminalom b in zemljo.

Za izničitev vpliva neželenih kapacitanc in dosego natančnega uravnoteženja sta vrednosti impedanc Z4 in Z5 metodično prilagojeni. Ta postopek prilagajanja je usmerjen z nadzorom izhoda detektorja, običajno z uporabo slušalk. Operator začne z povezavo slušalk med točkama b in d in natančno prilagaja Z4 in Z5, da minimizira zvok, ki ga sliši skozi slušalke. Ta iterativni postopek ponavljajočega povezovanja slušalk med b in d ter ponovnega prilagajanja Z4 in Z5 se ponavlja, dokler ni dosežen tihi stanje, kar kaže, da je most dosegel uravnoteženo stanje.

Ko je most uspešno uravnotežen, točke b, d in e dosežejo enako električno potencial. Na tem koraku so škodljivi učinki neželenih kapacitanc C1, C2, C3 in C4 učinkovito odstranjeni iz mostnega obvoda. Poleg tega sta Wagnerjevi impedanci Z5 in Z6, ki sta svojo nalogo uravnoteženja opravili, tudi učinkovito odstranjeni iz funkcijskega delovanja obvoda, kar omogoča pridobivanje zelo točnih in zanesljivih meritev iz mosta.