واگنر گرانڈنگ ڈیوائس

Wagner زمین دستگاه: تعریف، عملکرد و ساختار

تعریف

دستگاه زمین Wagner در پل‌های الکتریکی نقش حیاتی در حذف تأثیر ظرفیت زمین ایفا می‌کند. این دستگاه به طور اساسی یک مدار تقسیم‌کننده ولتاژ تخصصی است که برای کاهش خطاهای ناشی از ظرفیت خارجی طراحی شده است، بنابراین دقت اندازه‌گیری پل را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

در سیستم‌های پل الکتریکی، دستیابی به اندازه‌گیری‌های دقیق بسیار مهم است. با این حال، در فرکانس‌های بالا، ظرفیت خارجی مسئله‌ای قابل توجه می‌شود. ظرفیت خارجی می‌تواند بین عناصر مختلف پل، بین این عناصر و زمین، و همچنین بین دو بازوی مختلف پل تشکیل شود. این جفت‌بندی‌های ظرفیتی غیرمنتظره خطاهایی را به فرآیند اندازه‌گیری می‌افزایند که می‌تواند قابلیت اطمینان نتایج را کاهش دهد.

یک روش معمول برای حل این مشکل، قرار دادن عناصر پل در یک محافظ است. این محافظ کمک می‌کند تا تأثیرات میدان‌های الکترومغناطیسی خارجی که به ظرفیت خارجی منجر می‌شوند را محدود و کاهش دهد. روش دیگری که بسیار موثر است، استفاده از دستگاه زمین Wagner است که به طور استراتژیک بین عناصر پل قرار می‌گیرد تا تأثیرات ظرفیت خارجی را خنثی کند.

ساختار

نمودار مدار دستگاه زمین Wagner، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، ساختار منحصر به فرد آن را نمایان می‌کند. در زمینه یک پل الکتریکی، Z1، Z2، Z3 و Z4 نشان‌دهنده بازوهای امپدانس پل خود هستند. دستگاه زمین Wagner شامل دو امپدانس متغیر، به نام‌های Z5 و Z6 است. یک ویژگی کلیدی این دستگاه این است که نقطه مرکزی آن به زمین متصل است، که یک زمین مرجع برای عملکرد آن فراهم می‌کند.

امپدانس‌های بازوهای دستگاه Wagner به طور دقیق طراحی شده‌اند تا شبیه به بازوهای پل باشند. هر بازوی دستگاه Wagner شامل ترکیبی از مقاومت و ظرفیت است. این تنظیمات خاص به دستگاه زمین Wagner اجازه می‌دهد تا با مدار پل به گونه‌ای تعامل کند که تأثیرات ظرفیت خارجی را به طور مؤثری خنثی کند و اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر و قابل اعتمادتری را فراهم کند.

عملکرد و عملکرد دستگاه زمین Wagner در مدار پل

امپدانس‌های Wagner Z5 و Z6 به طور استراتژیک در مدار پل الکتریکی قرار داده شده‌اند تا تعادل عناصر پل را تسهیل کنند. به طور خاص، آنها به صورت همزمان کار می‌کنند تا زوج‌های امپدانس Z1 - Z3 و Z2 - Z4 به تعادل برسند. در این تنظیمات، C1، C2، C3 و C4 نشان‌دهنده ظرفیت‌های خارجی ذاتی عناصر پل هستند، در حالی که D به عنوان تشخیص‌دهنده پل عمل می‌کند که برای شناسایی زمانی که پل به وضعیت تعادل می‌رسد بسیار مهم است.

برای دستیابی به وضعیت تعادل پل، امپدانس بازوهای Z1 و Z4 باید به دقت تنظیم شوند. با این حال، وجود ظرفیت‌های خارجی اغلب مانع دستیابی پل به این وضعیت تعادل می‌شود. عملکرد مدار تحت تأثیر موقعیت سوئیچ S قرار دارد. وقتی S به موقعیت 'e' تنظیم نشده است، تشخیص‌دهنده D بین نقاط p و q متصل می‌شود. در مقابل، وقتی S به 'e' تنظیم می‌شود، تشخیص‌دهنده D بین ترمینال b و زمین متصل می‌شود.

برای خنثی کردن تأثیرات ظرفیت‌های خارجی و دستیابی به تعادل دقیق، مقادیر امپدانس Z4 و Z5 به طور منظم تنظیم می‌شوند. این فرآیند تنظیم با نظارت بر خروجی تشخیص‌دهنده، معمولاً با استفاده از هدفون انجام می‌شود. اپراتور با اتصال هدفون بین نقاط b و d شروع می‌کند و Z4 و Z5 را تنظیم می‌کند تا صدای شنیده شده از طریق هدفون حداقل شود. این فرآیند تکراری اتصال مجدد هدفون بین b و d و تنظیم مجدد Z4 و Z5 تا زمانی که حالت سکوت به دست آید، تکرار می‌شود که نشان‌دهنده رسیدن پل به وضعیت تعادل است.

هنگامی که پل به طور موفقیت‌آمیزی تعادل می‌یابد، نقاط b، d و e به یک پتانسیل الکتریکی یکسان می‌رسند. در این مرحله، تأثیرات مضر ظرفیت‌های خارجی C1، C2، C3 و C4 به طور مؤثر از مدار پل حذف می‌شوند. علاوه بر این، امپدانس‌های Wagner Z5 و Z6، پس از ایفا کردن نقش خود در تسهیل تعادل، نیز به طور مؤثر از عملکرد عملی مدار حذف می‌شوند، که امکان دستیابی به اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق و قابل اعتماد از پل را فراهم می‌کند.