Campbellin silta

Campbell-silta: Määritelmä ja toiminta
Määritelmä
Campbell-silta on erikoistunut sähköinen silta, joka on suunniteltu tuntemattoman yhteisinduktioarvon mittaamiseen. Yhteisinduktio viittaa fysiikkaan, jossa yhden kiertokierroksen läpi kulkevan sähkövirran muutos aiheuttaa sähkömotoriivisen voiman (emf) ja siten virran naapurissa olevassa kiertokierrossa. Tämä silta ei ole hyödyllinen vain yhteisinduktioarvojen määrittämiseksi, vaan sitä voidaan käyttää myös taajuuden mittaamiseen. Se tekee niin säätämällä yhteisinduktiota, kunnes saavutetaan nollapiste silmukan piirissä.
Sähkötekniikassa yhteisinduktion tarkka mittaaminen on keskeistä eri kiertokierrosten välisen vuorovaikutuksen ymmärtämiseksi, kuten muuntimissa, induktiivisissa kytkentäjärjestelmissä ja monissa sähkökoneissa. Campbell-silta tarjoaa tarkan ja luotettavan menetelmän näiden mittauksien tekemiseen. Kun sitä käytetään taajuuden mittaamiseen, nollapisteen havaitseman periaatteen avulla insinöörit voivat määrittää yhteisinduktion asetuksen ja mitattavan sähkösignaalin taajuuden välisen suhteen.
Seuraava kuva havainnollistaa yhteisinduktion käsitettä, joka muodostaa Campbell-sillan toiminnan perustan.

Olkoon:

• M1 edustaa tuntematonta yhteisinduktiota

• L1 merkitsee yhteisinduktion M1 sekundäärin iteensinduktioarvoa

• M2 ilmaisee muuttuvan standardiyhteisinduktion

• L2 on yhteisinduktion M2 sekundäärin iteensinduktioarvo

• R1, R2, R3, R4 ovat epäinduktivisia vastuksia

Campbell-sillan tasapainoaseman saavuttaminen vaatii kahden vaiheen prosessin:

Vaihe 1: Alkuperäinen asetus ja ensimmäinen tasapainoehdotus

Havaitsema yhdistetään aluksi pisteiden ‘b’ ja ‘d’ välille. Tässä konfiguraatiossa piiri toimii samankaltaisesti kuin yksinkertainen iteensinduktioarvon mittaussilmukka

• Ensimmäinen tasapainovaihe Jotta silta saatettaisiin tasapainoon ensimmäisessä vaiheessa, vastukset R3 tai R4, sekä R1 ja R2 säädellään. Tämä säätöprosessi optimoi piirin sähköiset parametrit, varmistaa, että sähköpotentiaaliero piirin relevanttien osien välillä tasoittuu, kuin painonpainikkeiden säätäminen tasapainottamaan painot.

• Toinen tasapainovaihe Seuraavassa vaiheessa havaitsema yhdistetään uudelleen pisteiden b' ja d' välille. Edellisen vaiheen säädösten pohjalta muuttuva standardiyhteisinduktio M2 säädellään järjestelmällisesti. Säädellen M2:ta ja ylläpitäen aiemmin asetetut vastustesäädöt, piirin kokonaissähköinen konfiguraatio optimoidaan edelleen. Lopulta saavutetaan tasapainopiste, mikä osoittaa, että silta on saavuttanut tasapainotilan, jossa piirin sähkösignaalit ovat harmonisessa tasapainossa, ja voidaan tehdä tarkkoja mittauksia tuntemattomasta yhteisinduktiosta M1.