录像机中的湿敏电阻

🏠 首页 《无线电》杂志 1989年 🔗 第10期 🔗 第9页 分类:电源 🔗 於志根 🔗

七十年代末期以后设计的录象机,一般都装有湿度检测器,预防在高湿环境中运用时损坏。湿度检测器中关键部分是用湿敏电阻装置的湿敏传感器,本文就湿敏电阻在录象机中的应用作一介绍。

1.湿敏电阻:它是一种电阻值随环境相对湿度变化的敏感元件,它主要由感湿层、电极和具有一定机械强度的绝缘体所组成,其结构形式如图1所示。感湿层在吸收了环境中的水分后,引起电极间阻值的变化,这样就能直接将相对湿度变换成相应的电阻值。

图1
图1 🔍原图 (613×283)

湿敏电阻器的阻值随相对湿度变化一般呈指数曲线状态,根据感湿层所用材料和配方不同,有正电阻湿度特性和负电阻湿度特性之分,一般碳湿敏电阻器是负特性。录象机上使用的湿敏电阻通常为正特性,图2示出松下NV-450、G-10系列所使用的湿敏电阻特性曲线。对湿敏电阻的选择,除了电阻变化范围和电阻湿度系数外,还应考虑使用湿度范围、测量湿度区间的精确度、电阻相对湿度变化的稳定性、湿度变化时电阻值的重复性,以及时间响应速度的快慢等几个因素。湿敏电阻器的响应时间这一参数又称时间常数,它用来衡量湿敏电阻的阻值随相对湿度跃变而变化的速度,以相对湿度发生阶跃时,湿敏电阻器的阻值增量由零变化到稳定增量的63%时所需的时间来表征。录像机所选用的湿敏传感器,使用于常温5℃~40℃范围内相对湿度很高至结露这一范围,因此有的机器也称“结露检测”。在常温和低温区时阻值的精度要求是不高的。

图2
图2 🔍原图 (490×431)

2.湿敏电阻在录象中的作用:国内使用的业务机和家用机都是螺旋扫描式的,磁带以螺旋形式绕在磁鼓上,一部分和高速旋转的上磁鼓接触,一部分和静止的下磁鼓接触,而视频磁头安装在上磁鼓上相对磁带作螺旋扫描运动。磁带受环境(比较大的)湿度影响时,不仅在长度和张力方面有变化,而且磁带和鼓接触部分的动磨擦系数急剧增加,由于上鼓旋转带动磁带产生向前的摩擦力和下鼓不旋转阻止磁带运动的摩擦力,使磁带受到一个切向的扭曲力,磁带就变形,录放效果变差,严重时能导致上磁鼓被卡死,磁带被损坏。因此,录像机不能在高湿环境下运行,尤其是鼓表面出现结露形式的小水珠时,更不能使用。此时机器中湿度检测器给出信号,通过微机控制使录象机停止工作而保护了磁带和录象机。

3.湿度保护电路:录像机的湿敏传感器通常不直接焊在印刷板上,而是安装在磁鼓附近走带机构的空隙中,它是一块尺寸约3×5mm的白色基片,上面复盖黑色感湿材料的小薄层,用一只螺钉固定在压带轮右后侧的金属支架上,两根导线焊在湿敏电阻的电极端子,通过转接板接入湿度保护电路。

图3为松下NV-G10型录象机的湿度保护电路,它是国内常见的VHS机的湿度保护电路之一。下边具体分析它的工作原理。

图3
图3 🔍原图 (854×482)

图中湿敏传感器(DEW SENSOR)在平时阻值较小,如冬季在晴朗的日子其阻值约为1kΩ。它和R\(_{6}\)008(1MΩ)串联组成分压器,将5V电源分压后送到运算放大器IC6002的输入端5,因R\(_{6}\)008>>RDEW而使放大器输入端5的电压很低,小于IC\(_{6}\)002输入端6的输入参考电压(0.3V),这样运算放大器的“+”输入端5的电平低于“-”输入端6的电平,则输出端7输出低电平。这个低电平送到微处理器IC6001的7脚湿度检测输入端。微处理器就感知环境相对湿度正常,按正常程序控制机器工作。当湿度逐渐变大,R\(_{DEW}\)也按指数曲线特性随之变大,在相对湿度小于95%的范围时,RDEW的阻值在50kΩ量级以内。它和R\(_{6}\)008相比仍很小,由上分析知运算放大器保持低电平输出不变。当相对湿度超过95%再继续增加时,RDEW几乎是直线式上升,分压器K点的输出很快大于0.3V,引起运算放大器“+”输入端大于“-”输入端电压,IC\(_{6}\)002输出端7就翻转变成高电平。此时微机IC6001就感知湿度超过使用值,调用内部保护子程序,控制机器处于自动停机状态。多功能显示器指示“结露”状态,同时将安装在鼓表面的加热器开启进行加热,使水汽蒸发,直至机器内部湿度降到允许工作的使用值为止。

图4是夏普VC-685型录象机的温度保护电路,同上述电路原理基本相同。该电路用分立元件组成,用Q\(_{8}\)06和Q804组成斯密特整形电路,经Q\(_{8}\)05和Q806隔离放大后,将湿敏电阻所传感的相对湿度值变换成微电脑IC\(_{8}\)01能识别的高、低电平两种状态。(於志根)

图4
图4 🔍原图 (952×412)