Campbells bro

Campbell Bridge: Definition och funktion
Definition
Campbell-bryggan är en specialiserad elektrisk brygga utformad för att mäta okänd ömsesidig induktans. Ömsesidig induktans hänvisar till det fysiska fenomenet där en förändring i strömmen genom en spole inducerar en elektromotorisk kraft (emf) och därför också en ström i en intilliggande spole. Denna brygga är inte bara användbar för att bestämma värden på ömsesidig induktans utan kan också användas för att mäta frekvens. Det gör den genom att justera ömsesidiga inductansen tills ett nollpunkt uppnås i bryggan.
Inom elektrisk teknik är det viktigt att mäta ömsesidig induktans exakt för att förstå interaktionen mellan olika spolar i kretsar, såsom i transformatorer, induktiva kopplingsystem och olika elektriska maskiner. Campbell-bryggan erbjuder en precisionsmetod för dessa mätningar. När den används för frekvensmätning låter nollpunktsdetektionsprincipen ingenjörerna etablera ett samband mellan inställningen av ömsesidig induktans och frekvensen av det elektriska signalen som testas.
Följande figur illustrerar konceptet om ömsesidig induktans, vilket ligger till grund för Campbell-bryggans funktion.

Låt:

• M1 representera den okända ömsesidiga induktansen

• L1 beteckna självinduktansen av sekundären av ömsesidig induktans M1

• M2 betyda den variabla standardömsesidiga induktansen

• L2 vara självinduktansen av sekundären av ömsesidig induktans M2

• R1, R2, R3, R4 stå för icke-induktiva resistanser

Att uppnå den balanserade positionen för Campbell-bryggan kräver en tvåstegsprocess:

Steg 1: Initial installation och första balansvillkor

Detektorn ansluts först mellan punkter ‘b’ och ‘d’. I denna konfiguration fungerar kretsen liknande en enkel självinduktiv brygga

• Första balanseringssteget För att få bryggan i balans under första stadiet justeras resistanserna R3 eller R4, tillsammans med R1 och R2. Denna justeringsprocess finjusterar de elektriska parametrarna i kretsen, vilket säkerställer att elektriska potentialskillnader över de relevanta delarna av bryggan jämnas ut, likt att justera vikterna på en våg för att uppnå jämvikt.

• Andra balanseringssteget I nästa fas återkopplas detektorn mellan punkterna b' och d'. Byggande på de justeringar som gjordes i det första steget, varieras den variabla standardömsesidiga induktansen M2 systematiskt. Genom processen att variera M2 samtidigt som de tidigare inställda resistansjusteringarna bibehålls, optimeras den totala elektriska konfigurationen av bryggan ytterligare. Slutligen når man en balanspunkt, vilket indikerar att bryggan har uppnått en jämviktstillstånd där de elektriska signalerna i kretsen är i harmoni, och exakta mätningar av den okända ömsesidiga induktansen M1 kan göras.