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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障
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PHS-3C酸度计作为性价比较高的国产仪器，市场拥有量较大。一台雷磁PHS-3C酸度计开机后出现随机数显故障，各个调节功能全部失灵，经维修后恢复正常功能。' `! D7 j5 u) K9 m
: K! X; b) }0 [7 L& d一、故障现象
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仪器外观：
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* f- A2 ~3 W) W下面是拍的故障图片+ j4 P' g, @ x r* E2 S
电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：
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开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：
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转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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+ ~ E- H% i4 f- S# J8 x8 }
; o. a: z. u4 J/ [4 N7 b* d2 f j再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：
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4 I2 p+ Z0 P. M D9 B M转换到pH档的现象，全部调节失灵：4 x9 v$ g) c/ E" J" V9 D
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5 |& [+ [& ^4 p! M3 g二、拆机步骤
, ?7 J* ^5 ^7 f6 }将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：# u7 N6 {* ?# m
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4 e: Q) a1 h. Z/ b; ?5 |8 u/ q翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：
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# P1 K8 R- y+ w+ S. |( r' V; g2 u结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：
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- g/ u: _& j8 ?$ b0 D8 r* v( l% d$ `( o三、电路元件功能$ d$ n% M7 L" W i% b
PHS-3C酸度计作为一款国产经典的仪器，跨度长达近30年，第一代PHS-3C酸度计电路原理图如下：
: |7 j3 v2 |* W: g" ~& f4 t1 U/ c7 D- T# h% J+ `; `! B
9 G9 _; Y* }6 r$ v) A2 M1 [% DPHS-3C酸度计电路结构：
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, K; h( v6 i6 Q: N. s1 I" q酸度计的实质是一台高内阻的毫伏计（与数字万用表的电压档是相同的原理），用于测量电极产生的微弱电动势。9 N" A K0 S |; {3 I: Q6 z, h
1 a9 Y! o' E1 Z* l. [/ ]# H电路由电源、输入电路、模数转换（A/D）、温度补偿、译码器、LED显示等电路组成。6 L( F5 c, t: W, \: u/ C( w6 K. }
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PHS-3C酸度计有很多的版本，也有多家工厂生产，基本架构相同，但元件和具体线路有较大区别（弄不懂为什么都叫PHS-3C型），电路图很难寻觅。& A$ p. F" V8 K- E; k
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本机电路板：
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5 W$ W% A* c( a0 H8 L0 @电路板中，IC都用插座固定，方便维修，各个IC的功能如图所示：9 c2 x. Y. p8 n3 b
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PCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：
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1、电源电路% J+ V) ^. e1 h! G7 W: V
采用线性整流电源，这是变压器和后背上的信号接口及电源开关、保险管等：. j% x/ `; q; m1 h. @
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1 \* z0 ?9 Y1 @9 ]( u0 o# }/ t变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：
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; X) |& C( Z4 Z& Q8 x8只二极管分别作两组电源的全波整流：
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# X8 j5 u4 [$ Y9 `三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电：
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/ V( {# a8 X; d, m这只功率较大的三端稳压器7805，美国NS公司（国家半导体）产品，构成单独的5V稳压电源：0 _$ O F2 w# I P
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当电源电路发生故障，通常会表现为无法开机，没有屏显，炸保险等。5 Z7 {8 A4 M1 l9 y2 J0 G5 h; j
# F5 e4 \7 K) S/ @- A
（未完，楼下继续）
! J3 z3 H0 c/ H3 p" f( `2014/7/9 23:29:32 该帖子作者被 liushuyong加 10 积分， 2 经验，加分理由：鼓励原创0 x1 v7 m0 `& S
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（接楼上，继续发：）4 Z8 K9 P, P$ t; Y/ Q
) Z% c$ @: ^* _7 `2、信号输入电路" ^3 P6 e& x+ r! m( S* y
采用高阻抗四运放IC（注意不能使用普通四运放IC），型号是美国TI公司（德州仪器）的TLC27L4CN。IC的输入端（第5脚）被扳直，然后直接焊在接线柱上，这种接法在许多PHS-3C酸度计上采用，是为了减少分布参数的影响：% G$ w: M7 v+ N
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LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：
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3、A/D电路/ M3 V* `6 [6 k; O: n
本机采用美国Intersil公司的4位双积分A/D转换芯片ICL7135CPI（第一代PHS-3C采用的是5G14433 A/D转换芯片）；$ F Y1 w& B7 s- r" F3 _
美国TI公司的时基集成电路NE555P构成方波发生器（时钟信号），提供电路采样计数用：$ V C! y& ^0 @( E8 j% ~
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! A' r C0 h' [( e4、LED显示电路
: f& B: J! d6 w9 {5 M0 ]& s5 O0 L本机采用3 1/2位LED数字显示模块，白色的长方体是显示mV档和pH档的LED显示灯：
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MC14513BCP是美国安森美（ON）公司的译码器，将A/D转换后的数值提供给LED显示器显示：/ h/ G9 Q! B& H; n f! }+ v! _
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& Y4 U' z! A0 @, D# rULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：! v; u- c7 y& }6 K/ \
4 q" x7 t' f, ?
% B W& ]3 g' D8 w5、其它元件0 }% o/ s+ i7 l
蓝色的元件是美国柏恩氏(BOURNS)公司的精密电位器，电阻采用精度较高的五环电阻： y5 u) N G& K B4 i$ J" P
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; y2 i6 }5 G7 u5 f& u4 h橘黄色的是A/D的旁路电容：2 d) q% F' R- |0 L, T) N9 n! w
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天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：, a1 `$ o/ [; B9 k
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mV档与pH档切换的波段开关：- u; y9 R+ ?; b K, s- C, a
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调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：
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5 O5 ?3 y7 b2 p! g4 p, r2 L3 @
6 z% h4 w1 U+ }& v% ^5 T调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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0 Z1 I5 |$ j6 u- h, U（未完，楼下继续。）4 W/ V( t6 {6 Q/ M5 i) [
2014/7/9 23:30:54登录后回复 , D" z, T1 C( Z4 t6 o
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（接楼上，继续发）
! {# ?: b9 R3 o4 f; X, x( k7 N! W% F5 m" {1 X
拆下电路板四颗固定螺丝：; @3 i* [" z* s$ ~1 i
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拔下交流低压电插线：5 S7 \$ n5 D) T3 e. \
% _: h K* g# ^- z0 g
7 h. r* g5 t T& z$ z5 [1 B拔下与电位器、波段开关相连的插线：
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$ _7 X' ]1 h4 Y1 K取下电路板，翻到背面，有LED数码显示管与两只LED灯（白色长方体）：
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四、故障原因分析及排除) L9 V) L3 P0 F; B
本机开机出现随机的数值故障，且不可调零。说明电源电路、显示电路是好的，问题可能出在输入电路、A/D电路。$ T6 a; U; i4 L( [
+ |. P% q9 W9 k0 G$ U5 [; O( P1、输入电路的IC编号为IC1，型号TLC27L4CN，是一个起重要作用的IC，内部有四个独立的运放，管脚图如下：# X# x5 z8 U$ O* s
! E4 [: ~( K) {" ]6 }1 O4 B) r# l- O9 X; e) w& k' ]
本机TLC27L4CN在电路中只使用了内部3只运放（第一代PHS-3C用一只单运放AD515J，有很大差别），实绘部分电路图如下：
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实际接线图如下，第1个运放被屏蔽（未使用），使用第2、3、4个运放：# ^4 O& c4 Y, M( `3 d3 ]
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在仪器通电情况下，用万用表检查：
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①、测量IC1的4脚（红表笔）对11脚（黑表笔）的电压，电压为10伏，说明供电正常：' P" s( j* l7 m3 |
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②、用手触摸IC1表面，没有明显温升，说明内部没有严重短路（不排除轻微短路、断路故障）：
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③、测量IC1的8脚（即运放3的输出端）电压，电压为-2.45V,说明本机电路基准电压正常，运放3是好的。7 |# Q4 F3 ~4 ?5 c! \
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④、将档位开关置到pH档，万用表表笔测量IC1的14脚（即运放4的输出端）电压，调节各电位器旋钮，该电压有变化，说明运放4是好的。5 @% ^1 }5 L3 r9 c
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⑤信号接口插入短路插头，开机，置到mV档，测量IC1的7脚（即运放2的输出端）电压为零，测量IC1的14脚（即运放4的输出端）电压为零，说明运放2及运放4是好的，输入电路功能正常（电路正常时，7脚及14脚的电压与输入端电压相等）。8 X B) H6 t* O- i1 V# E- @! B; D* }
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6 R" E6 v. s1 o, J⑥在信号接口接入1只5号电池（插座中心孔接正极），开机，置到mV档，测量IC1的7脚电压为1.55V，测量IC1的14脚电压为1.55V，再次证明输入电路功能正常。" j6 x2 j: T+ X' M) `
. I1 k/ l+ a Y" n检查结论：输入电路及IC是好的。' K/ r4 k$ I: h) H' k' _% ]9 v
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2、A/D电路的IC编号为IC2。该IC内部较为复杂，用替换法来判断好坏。先仔细观察其外围电子元件有无异常，在断电的情况下，将IC拔下，换上一只从旧仪器上拆下的7135（TI公司产品），见下图：
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! D8 P$ r, B) e" C/ A 开机后，把短接插头插入信号插孔，置于mV档，显示为“0”，置于pH档,调节各电位器能起作用，OK！成功修复。说明是IC2（A/D模数转换集成电路）损坏造成的故障。$ D7 j' o; _5 I( P5 `! m5 L8 C
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' J M9 t9 y% p$ y; V: ] 关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。
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/ i6 w" ?* g2 D# v9 P n结束语：, F8 W$ _0 Q7 s4 Y' G2 B6 L
国产PHS-3C酸度计在要求不高的地方使用，性价比较高，运用很广。对于电路产生的故障，可以根据其表现，先大致判断是哪一级故障，然后采用IC替换法（从淘汰报废机中拆下的IC），能快速地找到故障根源。淘汰报废机不要丢了，也许它的元件以后会派上用场哦！本文对输入电路IC1的分析检查较为详细，一方面该IC娇气容易损坏，输入电路的故障基本上都是它引起的；另一方面，该IC中有一个运放空闲，在应急的情况下，可用搭棚飞线的方法替换损坏的运放，供维修人员参考。8 V# c/ G1 |% R e( H. P, l% F+ {
2014/7/9 23:56:36 : D" D$ t! I; _) B/ }
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