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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 ! l+ z7 y& o- O* i
4 w! ?8 b7 d2 C" e 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。; b2 t* ]: H* O, g$ J7 q) W! M
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一、故障现象
: @' z9 |" n4 H* d- T
& H1 V5 h+ r9 h* f. K7 G- t7 J仪器外观：) g9 s6 \ K" U1 N, R
9 V' m0 O2 {0 P$ z5 M
3 |4 w5 L( A8 o0 Z$ t下面是拍的故障图片# u, R9 q& m5 p: j2 ]
电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：
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; ~" c6 Z2 f: w7 D7 X: K& Y开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：9 f( j- }1 H, w8 `* Q. A
! _2 _1 T- X; M& W6 p7 s3 C
6 l( V+ p$ v) y) p. j转换到pH档的现象，全部调节失灵：
! s3 X5 S2 z1 r# m# G9 H) i! @( Q+ A& O5 c
1 k8 f( S1 @9 a$ V$ o* ?再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：
* C) E2 C# N/ ~( G- U
: }0 n7 |( t$ B' q9 |- f, J
; j7 n0 I" {5 f. d7 y转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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* w- J5 \; E1 _" I4 f8 R, o, u# H
二、拆机步骤5 |% O( n) L3 I$ v) ~; F8 H# w; u
将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：
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* M$ Q; x j$ \' n
( p5 @* L9 V8 i* t7 _8 w翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：! H9 I$ z+ ?# o F. N
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结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：$ c% q- X0 G1 W+ h# h9 I9 B# _
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9 x$ w1 l2 G. m4 z* v1 `三、电路元件功能* m0 i e3 e! @) A
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：
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PHS-3C酸度计电路结构：
' d1 B* D, O4 S: [! ^1 G1 K; D
, H0 Y! s8 i* { p$ q' ~0 }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。
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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。
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3 j1 k5 L( t }; |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。0 O# T3 a6 t$ M) z) P
; ]1 z0 V8 M3 n- p& `本机电路板：
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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：
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0 t* j3 }% q( L# oPCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：: V* d2 f1 t) g1 J
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1、电源电路! i+ L3 N$ S6 i; A+ m
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：$ O9 a. r& I7 ~3 d0 I* m/ K! S
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. |5 v+ W( O: l2 y* _0 F, ~1 L$ G& s5 y 登录/注册后可看大图
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变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：$ h K' H! {7 ^& @7 O2 A
, _: E! W8 W2 C2 w! G3 G1 s
3 |) a9 v5 [4 {5 n; V1 @& V) k2 q2 ^8只二极管分别作两组电源的全波整流：; S. h/ D" Q8 N* D0 N
8 K. G6 ~) F* i( j9 F# D# R& x+ |7 i y) s" S1 \2 ^8 V# `
三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电：9 H- F5 f6 O: ]
; J2 l8 r7 w/ \2 X) a G, W
! ]- I- S& m# t) t4 N+ z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：
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' v6 a& Z) ?5 O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。/ ~7 r' Q( {8 v( n+ u' M$ C
! I+ L+ C3 O7 D9 [" e; X& m$ `（未完，楼下继续）$ O6 Q, E! B: @
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. }- c( r+ P: Y+ P
, i$ k& m' S, o! ]
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2 N Z- g% B+ t2 {5 n) ], _
（接楼上，继续发：）) S, T9 I0 e) M, M6 ^% o
# n$ l8 t0 b& g( x" L: _6 H4 q2、信号输入电路
% _8 G' R N1 r: R1 I 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：
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/ ~) `4 {+ w4 Y& q. Z. t( u5 R
: L! x3 S, `9 G/ `$ s- k6 vLM385 Z2.5提供2.5V基准电压：
( L( {- I1 m$ v1 l6 v( p* Z. z/ C G
: F+ K2 W8 Z- J/ @4 r4 t, g# m+ F" K$ w% }5 g, r7 X
3、A/D电路4 {. Y x, q4 Q
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）；
, E4 |2 \/ N; G, X( r4 ^& l 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：
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( D6 U5 Z9 `8 U+ [6 K6 g& D8 J6 F( u: {" F4 U
4、LED显示电路
5 h. F3 G K' B$ T5 k1 t/ |& K5 d: m) C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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- E) N# H" u" r6 r6 Q, |9 B
A# w9 D3 ~6 N) W: Y4 e7 B: {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：+ ^2 i. K# j7 x1 @5 y
, i) I+ @, E9 J- D/ |/ e4 m% Z+ {+ B6 n3 B. Z' }) l3 @2 w* E/ X2 Z
ULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：1 @ q7 Y' V' @
- R( I8 D' C) ~! h Q
: V5 W: `5 y8 E6 `
5、其它元件
8 t0 E. t; j: }9 e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：! c, P( z; O4 u) Q
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橘黄色的是A/D的旁路电容：
+ |" W9 O) n) s3 x, N/ F( g' [# r6 Z+ G
, F8 |. B' P; _* M天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：
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mV档与pH档切换的波段开关：
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: h) q; Q5 W8 z' Q* a8 _) R6 S调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：9 C! j9 x- s& b. R
0 V9 I1 |. B; @0 e+ w
* C: q' `3 ?3 o6 f/ e% j调定位的精密多圈电位器（1.5K）：0 G- G) m8 y- a
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7 r5 Y8 V5 u2 G' z+ {! ]
（未完，楼下继续。）
; ^3 v$ k" e1 c2014/7/9 23:30:54登录后回复
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$ O0 W( h. U I) z（接楼上，继续发）( |8 x$ H7 a! o( I+ |2 h2 ? g
" c* T. I% R L拆下电路板四颗固定螺丝：
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- u# `/ [; f+ ^
7 j1 z# d, e) x5 d0 F9 O拔下交流低压电插线：
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拔下与电位器、波段开关相连的插线：
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4 G. C" A2 l% x
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）：% h) |( l; S5 k* h" `
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四、故障原因分析及排除: h8 b# g* l- j) h; b1 p" w5 I
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。1 r4 c1 W% b( z, r8 V; M
s* O! `5 m5 f7 l" n) \; S3 p) e
1、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：
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: ^% r' ]. v! ^! _5 H! @" A" ~
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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2 R: Q& P t- |" Q: g4 S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：
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( P0 v- \( @0 A; s8 C. [
8 d, s" [# [ M在仪器通电情况下，用万用表检查：( V, h: X+ ~/ i
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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：
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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 f. b# O5 Z- \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。! e* E9 J) R; t# m @. g
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" ]6 b% K [/ @# G# `$ r$ n④、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。& Y2 L3 I# O) n9 U) ?
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& a! V2 `- z3 k9 O2 h' |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）。
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⑥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。" G( v: ~. Y. E% d9 |2 f, c6 V
+ v+ E3 i8 K; [
检查结论：输入电路及IC是好的。
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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：$ M$ e9 G' [: D9 {
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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。5 }3 X$ O4 |2 g. Z% y, S3 i
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关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。# ~5 g, b" t% N7 \% ^- A5 o
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结束语：
4 L) m% a1 D+ @5 \5 ]$ E 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。
- C O& ]6 V% v! m9 t" J2014/7/9 23:56:36 4 p7 K6 \& g+ D# ?$ C- j% g
7 u0 E2 ^- E. H. f' g9 n2 Y
7 M! q) f& _' b& N' m+ N# B% B
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