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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# H& K6 g; Y3 i2 b. q. g
) \* I9 B# g! l2 |; Q, c4 R: @8 | 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。
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一、故障现象
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3 v$ A, \; m K, L1 R$ }# _仪器外观：
* N2 i9 a# ^! H) n
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下面是拍的故障图片
4 b* q: r2 y8 t. Q电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：7 M% G p- @; ]$ V) _5 S) T. m
5 l) `* Q9 |% a7 \. h+ @, a' z; ^/ V. Z, N; g
开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：5 Q' k( ~ j, `6 a- V6 q
) Y9 C* _# L( O3 J
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转换到pH档的现象，全部调节失灵：7 a" m( n# R. G% l/ ~+ Z
# x. d3 R$ u/ N* d7 ~; O
, s; @; n9 j0 g0 a3 r
再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：: b; l S1 O. F0 N" S5 ]
, T* p+ K# a' l) D, l+ T
5 p8 Z! g) k5 S5 I8 o, [4 d$ N i转换到pH档的现象，全部调节失灵：
2 }( ~, X- X( v, Z- N6 M! i+ y% B4 L9 I2 x
8 d" [ z" H+ g3 z/ B$ C
二、拆机步骤
; T( ^6 E: h/ [; Y0 y" h将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：
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! A' [; J' o t/ g N1 E! v翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：0 S1 d" o9 C2 d8 t8 d
9 s9 D5 ~; ]. R7 U: U# N! p( K& L, k) b$ Z6 E& a
结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：$ J: Y$ U* y% ~/ e4 W2 w0 Z
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* d8 _# O- F" ^( n# l! U. u三、电路元件功能
/ U6 I; z) q( x6 _" ~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：2 o v/ g9 j/ J* ]- g- c
6 R' a6 P; y( \- e5 c0 ~# N4 g( c9 {
; l) j L6 [) X3 W1 WPHS-3C酸度计电路结构：9 X* K f1 }4 u- [0 `# E: f
# e. u. P9 L2 J( E7 X& K# _5 u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。0 n0 W! j1 X/ c! _8 t: }7 A
6 ]2 Q7 F: M" I; N$ v3 N3 R8 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。
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/ f0 U1 g* h7 q/ rPHS-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。
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本机电路板：
2 [1 v1 j! g+ _7 U5 S
+ _& W/ F. ~% `8 E& T7 {- V! l) _, Q
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( O3 h/ b7 I: j8 l N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：7 y! i9 R: G& x
' d; n3 k* r0 E; ^4 l" w9 I5 q, p8 R: w; U, E# Z2 K
PCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：% u' ]! B' R0 F, r3 v
1 @& {9 A5 s. T
; d2 B; Y0 G* }) n- x- G4 _3 U1、电源电路
' a5 k {* f5 r( ~" _8 D! T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：
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变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：* c1 N: p5 N8 v. H1 u
# X' k( k4 P3 e6 p. S9 M- i5 d
5 ?- `9 G/ r7 g3 n5 l8只二极管分别作两组电源的全波整流：' F% T/ z# b t9 v
4 ~ S$ c$ k% s: A. z6 N
1 u1 w2 }8 \8 o8 c2 I; c& k W0 R三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电：7 ?1 F- M/ r; Y5 m
) _# Q4 R# s9 i( m4 K* ?
$ i3 H$ y3 d4 K2 Q1 ]! d8 r4 O7 h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：
; ?, F- C) N- x
& ]6 m0 z2 L1 d0 ^, H- M/ l* T' P$ e6 N( G
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。
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/ \5 }* r/ w* Z* L1 ]! J4 Q8 i& R（未完，楼下继续）
' c! P/ L3 v5 J& I2014/7/9 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
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- J y+ m3 j9 z7 m& f, y9 h; J/ P/ k; y) L, \' @7 R
( H2 K7 @& V. T- x3 x1 {; a+ b9 m （接楼上，继续发：）
* b; @7 @5 D1 q+ N; {
3 o3 B9 ]! H9 j7 P! Z; {: I2、信号输入电路
o' H) {$ S3 |$ e 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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' Z5 T4 w$ P# I& L3 u5 P$ v1 i2 [# ?9 J& D8 E/ F
LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：
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5 _! K! U6 S: J: J$ v
3、A/D电路; G& H' e j7 I% q- ]' f
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）；
0 T+ d2 L$ v! M# y 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：* i% z5 K. f3 R! M8 @: \6 {' T
' Y* I& w% x% v) W
/ s$ O( {* Z2 z0 z! K2 |8 Z4、LED显示电路
$ J# Q2 p" w- G" Q) x; Z1 g$ m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：$ _. Y1 u1 G: H. x, M9 j$ y
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9 L. s o+ m8 j5 F; [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：, i( G( ~7 t, G, W) X0 ~# n4 y
* \; @3 c8 W E9 I! {& N
# ?3 F9 }0 f! f T, P0 y- k4 b' yULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：
0 p& l, Q. M3 m7 Y. [5 H+ [$ a
% a# j" R4 s, F" ]3 s5 L. ], G9 g- v$ D; x6 U) n
5、其它元件( T+ w2 R- z* |, w: U) `
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：
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! j7 u+ Q! ]1 g: G7 s& J' c
7 ^9 h9 S; @! f, D/ @橘黄色的是A/D的旁路电容：' S4 ^- R% B# b' J' d& C0 m; h+ v
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) a. u# C+ K8 ~; U; Y
天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：+ q/ y& K" u+ e
7 o( W/ b+ a0 a2 v
7 _2 K: W4 h: b# U6 [mV档与pH档切换的波段开关：; b5 w- ~4 S9 n& b( N5 W' H
/ K* k# |2 `9 h' x Z- d. s& U, O2 \; J6 H( ^& u( ~+ P! @# K
调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：- j0 n* M8 z) Z. r* I
7 U: ~( p3 f* [ M- h0 \; a- z+ d( P% l! E
调定位的精密多圈电位器（1.5K）：, `0 O. {6 T# y* s. \4 U" S
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5 p* g- D* Y3 I0 P. L
（未完，楼下继续。）
( @8 V) b$ K4 ]1 [3 N2014/7/9 23:30:54登录后回复 1 N O5 h: Y: v* d6 m5 @: h
7 p7 j* e4 K# Q（接楼上，继续发）" v, c2 W- ?0 s5 v6 E' k9 \
! ]- z' U# u5 |拆下电路板四颗固定螺丝：
6 r" x+ H" {% X0 Z% i+ K1 k4 ~3 D0 V: [* Y) a% R* a
8 T$ p) j0 S1 D& s7 n; b
拔下交流低压电插线：
0 W! B4 n$ b) S7 C
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拔下与电位器、波段开关相连的插线：
, n9 _0 v/ ~, r9 L& \# Y( d
7 N- ]( A$ }+ K; R
- W @) R2 }1 [( c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）：* Y( g& O& T4 J# x$ d) s
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2 @; I/ Q0 C* H( U* f3 N N四、故障原因分析及排除3 V1 w. A6 Q2 m& a
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。8 c" [, U0 I! }5 |( O$ n) G4 f7 } B
6 ^# c$ c8 i* ^* J }% k1、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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' I5 [8 R' m( d- E& I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：( M' I/ V/ p- H' s% d/ q/ S
7 \4 I3 V- z7 I9 ]6 I" H3 y! N3 `
L+ n6 l. }" m3 U1 A" C- R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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, W# Y# `- K. D, Z在仪器通电情况下，用万用表检查：, M7 @9 f! {0 V0 V) R/ p& R
) o$ k1 q M9 `" ^+ T' ]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：/ j, X3 S+ i: U7 i
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# S' D% n* i: M% Y4 Z②、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）：/ c- C! m1 z7 i% B
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2 E& | H/ `$ g. t% @* f③、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。$ B: e9 S. C* s1 F
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$ x4 t& F. o" h: ]' F% L④、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。
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) `! Q3 }" e; K& p! `) ]# |* w
' Q" S! s3 D$ b) u" e⑤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）。" t6 ^4 u7 K& x1 {7 b
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5 D4 \* l1 H3 T3 L6 O5 X⑥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。* y) e/ E; G3 ]8 A6 a6 p) \
1 z0 r8 s/ h1 y- e0 t8 [6 i: Y) A V
检查结论：输入电路及IC是好的。# E0 Y* G8 A% d7 w) \
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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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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。
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, u l! R- _0 R$ @% t, D 关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。: B* U6 l; _7 g8 `0 [
M. \3 B9 q; g3 w
结束语：
7 x( A; Z9 b- c" T6 ^# U: K 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。
/ F2 H, J" G: M. x' F, f- Y2014/7/9 23:56:36 8 p7 X5 h+ c1 U! I2 K1 [: m
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