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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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2 n+ x* A& a4 N/ m5 a8 t 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。! }" J( D6 U9 O- R
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一、故障现象
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- u, K& C( B2 j! J7 W% s9 s8 g仪器外观：
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7 s/ t8 Y. R' Q2 X; `! E下面是拍的故障图片
4 W$ [+ p" U* E% C* {3 ^9 ~" M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）：) V3 S% {. R9 W0 b
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- b, Y- R9 ?7 }+ F% z! F转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：6 K2 W, D5 |+ i. N6 A
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. e1 ~ x: ]- Q. F& U7 V转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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- y3 M& C' A8 j1 V( P- M二、拆机步骤
k! [+ G0 J) T6 O; f将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：7 u# i+ Y* S& ?* P+ _
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翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：; [, s8 y9 [* U4 c
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4 p8 s- i4 S c% e结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：6 k; x" ~$ i( @5 ]5 F4 ^* u- s: Q
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三、电路元件功能
4 F& i& T0 e# G/ ?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 A! _4 _" `) G+ f4 k
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PHS-3C酸度计电路结构：
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# m- n1 a! f/ y6 ^) D& b! |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。+ M$ o, @( c3 s/ \ o" ?% d6 H+ ^7 R
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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。# N8 {! M% K9 L5 W5 N
) Y& n/ [; W9 e1 a4 ?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 M& |( z) F7 l; b' R# q
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本机电路板：
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& J" R0 q8 M1 q% _, O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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9 `& V1 p* q1 Z8 T$ W bPCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：/ g7 q) u" f! A3 Y' k
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1、电源电路# a' z& }' c) g- h7 l
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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- F6 [8 E/ q; @7 j9 _ M变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：/ s3 x3 Z+ A: f5 M2 h" E+ ^
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8只二极管分别作两组电源的全波整流：8 s; W3 F8 D1 f$ k8 L, K
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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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- u3 {" P( K" H `( s( x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：9 Z+ h* n6 Y6 e- A' V
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, \- @& Z% B% h; p' O: D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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) V9 p# P9 `, G% |6 T# m; j$ ?（未完，楼下继续）# Y' }4 I, w& t3 H0 v1 v4 s4 x+ l
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: k1 ]6 c; b# H0 A
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+ b7 |# ~% F# u, u3 Y （接楼上，继续发：）. X$ z3 o3 C0 ~) v" `8 v
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2、信号输入电路
, ?$ w; v# T7 R& G' g, p 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：- x4 I3 q. l1 k9 e w
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LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：0 M# \9 T- T% o3 P
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3、A/D电路! i, P7 z! l. K! G: \" T
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）；6 w$ W. \2 k3 r
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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, _ `# }1 F& e8 w3 _4 N
# S$ T# P/ I, |4、LED显示电路
6 L, ~) y$ G& C1 @9 U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：! \' Q$ D6 U l9 L4 i$ L7 W
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ULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：
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; H* N/ Z( l6 H; W. P+ r+ s0 G, p
' C( ~" p" \& t( Q1 ^5 F+ t5、其它元件3 F3 o# g+ F- M
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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, r" ]/ F m. ^1 S$ ^8 T6 T0 A
* g7 e6 q* f( v/ o橘黄色的是A/D的旁路电容：
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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：
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! i& x+ j9 h5 k1 @: f6 Q k6 a3 B. \: W X% Q" p+ J
mV档与pH档切换的波段开关：9 i( i( o4 C( J0 r- w2 G
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F& ~9 Z" w. O- [调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：# N% K6 p) ]/ ~& z* d
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, u; G6 i. B' d! V调定位的精密多圈电位器（1.5K）：9 d& L& @$ Q5 p+ V& g2 U& x$ a
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( m( e3 s" X9 j( q2 H/ i（未完，楼下继续。）! P; Y/ h5 |- f9 f
2014/7/9 23:30:54登录后回复 6 F# q3 d* H$ s- r+ ~; X
- v6 f4 h% n ]$ b（接楼上，继续发）. e. x d* D5 V+ p
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拆下电路板四颗固定螺丝：
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4 e# d- ~* I& T. L# s$ ~8 q拔下交流低压电插线：
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6 _0 \' j' U5 B# X2 ?; g. x, N. w9 O0 l 登录/注册后可看大图
! ?3 |" H7 k6 H* u# _" ?拔下与电位器、波段开关相连的插线：
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* P t9 t0 {: a9 e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）：3 x: \( N+ q9 c, H; b
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/ L7 R7 E: C' ^0 \) a) D9 z四、故障原因分析及排除( m' F& F0 i. D. J- ]' d4 `. \
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 Y8 q$ h9 R4 \" ?" I
8 I0 D3 o0 O" O1、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：0 ]" e- r! q3 }& x4 y" ]
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6 `9 o1 F7 J/ U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：: |( I `4 w2 m( }' O# L
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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：. {/ c$ `3 O3 c( L5 B
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' P/ p! f0 [) ]- X I8 J( i$ Q在仪器通电情况下，用万用表检查：6 @+ z& n& J k v* s
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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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$ Q5 K& I- s7 u0 I4 l②、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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5 l) D% q& F0 w0 X& n0 E) q5 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。% s; V7 f/ Z3 o
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( K2 h5 P, K S* x" G$ r④、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。& O* V7 `4 s, T) r6 L# @# i
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2 I/ k" ]' S0 e, b⑤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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" P. _! L2 c4 U/ \( Z⑥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。
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% L0 {- Z- E9 L! ?4 Z检查结论：输入电路及IC是好的。) y& ]/ P( M0 S# T4 d
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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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i- u3 m. I7 \ 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。# P: G5 E5 u0 E6 V3 v; V
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* g4 M, J+ Z6 o3 q& L( s" Y
关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。
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结束语：% P" S$ |3 g. g" k1 {8 {
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。
7 L1 `7 J) Q- T- Z2014/7/9 23:56:36 ; t* f) G: l# H w. R. `; C
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