Sistemi elettronici di misura - Parte 3

Schemi ricorrenti

Nota che posso definire alcuni schemi ricorrenti di ponti a 4 lati che rispondono alle caratteristiche descritte.

Effetti parassiti

Nella struttura reale del ponte a quattro lati, il raggiungimento dell’equilibrio è molto difficile a causa di effetti parassiti dovuti a: resistenza

dei collegamenti, accoppiamenti induttivi, capacità parassite (Cp, insistenti tra tutti i punti del circuito non isopotenziali, rappresentanti, di

fatto, delle piccolissime correnti di dispersione che passano attraverso l’isolante, es. aria, alterando le condizioni di equilibrio).

Sono proprio le capacità parassite a dare i maggiori effetti perturbatori (figura A), a questa problematica si ovvia attraverso la schermatura

(in modo che queste correnti di dispersione non si disperdano su altri rami ma si richiudano a massa, senza alterare le condizioni di equilibrio)

chiudendo ogni elemento del ponte in un proprio schermo metallico e collegando ciascuno schermo ad un terminale dell’elemento (figura B).

Attraverso un ulteriore schermatura, schermando due vertici opposti e ponendo questi schermi a massa, le capacità in parallelo ad ogni lato

possono essere accorpate alle capacità di vertici rispetto a massa (figura C).

Da questo punto, se si vuole eliminare l’effetto delle capacità di rimanenti, si può procedere per compensazione, scegliendo se

porre a massa uno dei vertici oppure isolare i vertici.

Porre a massa uno dei vertici

Restano i problemi connessi alle due capacità Cb e Ca. In taluni casi, per ponti di poca precisione, se la frequenza è bassa e le ammettenze

delle capacità da misurare sono piuttosto grandi (quindi Zc= 1/jwC bassa, dominante nel parallelo) si può ritenere che la perturbazione

introdotta dalle ammettenze parassite sia trascurabile e tutto finisce qui.

Quando invece questa influenza non può essere trascurata occorre intervenire con una compensazione (figura D):

Parto dall’equazione di equilibrio del ponte e la adatto al mio caso:

Perché l’effetto parassita sia debellato, dovrei avere perché questo sia

vero, dalla trovo che:

Questa relazione non è altro che l’equazione dell’equilibrio del ponte che ha per lati

e le due capacità parassite (con escluse)

Perché questa condizione sia verificata, devo avere controllo su , quindi basta aggiungere una capacità di compensazione regolabile in

parallelo a (figura D). A questo punto il ponte è perfettamente compensato, quindi, di fatto, le capacità parassite non sono piú un

problema e si può procedere all’equilibrio del ponte principale. 13

Nota che in questo caso, il rapporto tra è reale, ciò quindi impone una determinata condizione su

Isolare tutti i vertici Ripartendo dal caso in figura C, di fatto si può passare al caso in figura E, in questo modo

si vede come la massa può fungere da nodo comune e creare percorsi alternativi per la

corrente (es. percorso A to M to C). Questi percorsi parassiti si mettono in parallelo alle

impedenze del ponte (es. Z1), alterando il flusso di corrente e falsando la misura.

Si supera questo inconveniente attraverso la messa a terra di