Конструктивно индукционный измерительный механизм состоит из одного или нескольких неподвижных электромагнитов и подвижной части, которая обычно выполняется в виде алюминиевого диска, укрепленного на оси. Переменные магнитные потоки, направленные перпендикулярно плоскости диска, пронизывая последний, индуктируют в нем вихревые токи. Взаимодействие потоков с токами в диске вызывают перемещение подвижной части.
По числу магнитных потоков, пересекающих подвижную часть, они могут быть однопоточными и многопоточными. Однопоточные индукционные механизмы в измерительной технике в настоящее время не применяются.
На рис. 3.22,а показано принципиальное устройство двухпоточного индукционного ИМ. Токи I1 и I2, протекающие по обмоткам электромагнитов 1 и 2, возбуждают в сердечниках 1 и 2 магнитные потоки Ф1 и Ф2, сдвинутые по фазе на угол ψ. Эти потоки, пронизывая диск 3, наводят в нем вихревые токи I1,2 и I2,2. Потоки Ф1 и Ф2, пронизывающие диск 3 токи I1,2 и I2,2 .в диске показаны на рис. 2.22,б в виде окружностей.
а) б)
Рис. 3.22.
Взаимодействие потоков с токами в диске создает момент. В первом приближении можно считать, что индуктивное сопротивление диска мало пол сравнению с его активным сопротивлением. В этом случае вращающие моменты от взаимодействия потока Ф1 и тока I1,2, а также потока Ф2 и тока I2,2 будут практически равны нулю.
Вращающие моменты от взаимодействия потока Ф1 и тока I2,2, а также потока Ф2 и тока I1,2 будут практически равны
. (3.42)
Оба этих момента действуют на подвижную часть в одну сторону. Разные знаки у моментов указывают на то, что один контур тока втягивается в поле, а другой – выталкивается из соответствующего поля.
Результирующий момент
;
, (3.43)
где С = С2 С3 + С1 С4; f - частота изменения потоков; y - угол сдвига фаз между потоками.
Выражение (3.43) для МВР является общим для всех многопоточных индукционных ИМ. Это выражение показывает следующее:
1) для создания вращающего момента необходимо иметь не менее двух переменных магнитных потоков или двух составляющих одного потока, сдвинутых по фазе и смещенных в пространстве;
2) вращающий момент достигает максимального значения при сдвиге фаз между потоками равным 900;
3) вращающий момент зависит от частоты.