Пристрій заземлення Wagner

Пристрій заземлення Вагнера: визначення, функція та конструкція

Визначення

Пристрій заземлення Вагнера відіграє ключову роль у електричних мостах, виключаючи вплив ємності землі. Це, по суті, спеціалізований дільник напруги, розроблений для зниження помилок, спричинених небажаною ємністю, що значно підвищує точність вимірювань мостом.

У системах електричних мостів досягнення точних вимірювань має первинне значення. Однак на високих частотах небажана ємність стає значним питанням. Небажана ємність може утворюватися між різними елементами моста, між цими елементами і землею, а також між різними плечима моста. Ці небажані ємні зв'язки вводять помилки в процес вимірювання, підриваючи надійність результатів.

Один зі спільних підходів до вирішення цієї проблеми полягає у закритті елементів моста в екран. Цей екран допомагає містити та зменшувати вплив зовнішніх електромагнітних полів, які сприяють небажаній ємності. Інший дуже ефективний метод - використання пристрою заземлення Вагнера, який стратегічно розташовується між елементами моста, щоб протидіяти впливу небажаної ємності.

Конструкція

Схема приладу заземлення Вагнера, як показано на нижньому малюнку, виявляє його унікальну структуру. У контексті електричного моста, нехай Z1, Z2, Z3 і Z4 представляють імпедансні плечі самого моста. Пристрій заземлення Вагнера включає два змінні імпеданси, позначені як Z5 і Z6. Основна особливість пристрою полягає в тому, що його центральна точка з'єднана з землею, що забезпечує референтну землю для його роботи.

Імпеданси плеч пристрою Вагнера ретельно розроблені, щоб бути подібними за природою до імпедансів плеч моста. Кожне плече пристрою Вагнера складається з комбінації компонентів опору та ємності. Ця конкретна конфігурація дозволяє пристрою заземлення Вагнера взаємодіяти з мостовою схемою таким чином, що ефективно скасовується вплив небажаної ємності, що дозволяє отримувати більш точні та надійні вимірювання.

Робота та функціонування пристрою заземлення Вагнера в мостовій схемі

Імпеданси Вагнера Z5 і Z6 стратегічно розташовані всередині електричної мостової схеми, щоб сприяти збалансуванню елементів моста. Зокрема, вони працюють разом, щоб забезпечити, що пари імпедансів Z1 - Z3 і Z2 - Z4 були приведені до рівноваги. У цій схемі C1, C2, C3 і C4 представляють небажані ємності, притаманні компонентам моста, а D служить детектором моста, який важливий для виявлення моменту, коли міст досягає збалансованого стану.

Для того, щоб міст досяг збалансованого стану, необхідно ретельно налаштувати імпеданси плеч Z1 і Z4. Проте наявність небажаних ємностей часто заважає, запобігаючи мосту досягти цього збалансованого стану. Робота схеми залежить від положення перемикача S. Коли S не встановлено в положення 'e', детектор D з'єднаний між точками p і q. Навпаки, коли S переключено на 'e', детектор D пов'язаний між терміналом b і землею.

Для зниження впливу небажаних ємностей та досягнення точного збалансування значення імпедансів Z4 і Z5 методично налаштовуються. Цей процес налаштування керується моніторингом виходу детектора, зазвичай за допомогою навушників. Оператор починає, з'єднуючи навушники між точками b і d, і точно налаштовує Z4 і Z5, щоб зменшити звук, що чується через навушники. Цей ітеративний процес повторного з'єднання навушників між b і d та переналаштування Z4 і Z5 повторюється, поки не буде досягнуто тихого стану, що свідчить про те, що міст досяг збалансованого стану.

Після успішного збалансування моста точки b, d і e набувають однакового електричного потенціалу. На цьому етапі шкідливий вплив небажаних ємностей C1, C2, C3 і C4 ефективно виключається з мостової схеми. Більше того, імпеданси Вагнера Z5 і Z6, виконавши свою роль у сприянні збалансуванню, також ефективно виключаються з функціональної роботи схеми, що дозволяє отримувати дуже точні та надійні вимірювання від моста.