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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 $ v. H5 v! X" |6 F) d/ z# K
9 _; i$ U+ r3 L6 X- v 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
8 b2 ?9 `1 W" t% a/ S1 k5 c8 c1 j6 x( T5 J* v5 C3 K. w# @1 ]
仪器外观：
9 ?' u5 P; n' T: z2 l- i0 x# A8 U& i! L. A/ [
* G T& t6 r( V- e下面是拍的故障图片
! r5 i* N3 ~) G2 u电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：
6 E1 a; S; K- w }4 T" [
) d5 S3 g& d( `3 t/ Q) ?* D0 R0 @' k/ I1 X
开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：
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, R7 |( G+ K0 o' G) v
转换到pH档的现象，全部调节失灵：, p( E2 b* g' I. Q8 \' [7 b
$ K) q3 F2 R1 b) A/ i. q0 ]9 t
* n6 L' D2 I+ F$ w再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：. L; j* b! q& A9 r5 s! D$ N2 n7 ~& w- I
* u2 W$ G2 Q: k& H) q
' @# L! y _4 l9 P转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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b1 U* G% v7 ?
二、拆机步骤
% U9 l7 o. O4 K将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：, ]2 B N' ]; P( [9 P. Z
% M+ ]* K+ V( ]5 P+ I4 y( ]
; Z: N( B# D# C" |6 _8 |0 S
8 Y/ f' J4 E3 j翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：/ f* \9 f, `& n( M' ]$ z
" l, Q p: a6 f5 J* x
: \) `! X4 `1 `' s% X0 p9 @$ |
结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：! o w* N) w6 s8 L5 X. c
( U+ |6 I& }9 ]% {+ M* N5 J, K7 w2 R L' v( t
三、电路元件功能
) z. R8 S3 G Q0 Q' j4 xPHS-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 e" a4 x$ C% \
; N7 W& H7 U" W" Y0 T0 {. U5 q% E) m8 Q0 Y% D" H
PHS-3C酸度计电路结构：
6 E' L" ?# x* ?5 Z4 L7 c8 D! B
! t% r5 b, Z g9 z8 ]" M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。
1 N/ g7 J. u1 ^' l, e
0 D" c% d: c/ I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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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。
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本机电路板：: `# ?, D9 j2 ]/ }
( D0 D+ S+ ^) _/ }* g A% O
" n. J, f. y* R. u
: u# n5 `2 {9 l: s' S. h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：
( d9 V: h/ G1 y' ^% ^
2 I, R7 @) ]! G0 r$ \! _0 i6 t
3 u! V3 e- O$ b1 S* G
PCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：9 L: x* H% h) p: P9 P. G
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! @8 |! b# G! j+ n3 y7 ?1、电源电路+ A8 x# |% Q7 q+ b, j* h9 P4 A% y
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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3 z( g' Y. S* E6 ?4 {- M* Y8 a
- {7 d% }- M+ d1 v/ x9 \变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：& ?7 d4 B1 I0 b. I# Y
7 ^) E @8 Q3 V* S
1 z# k" W [3 k9 K B9 A9 @8只二极管分别作两组电源的全波整流：2 X8 U4 _: @( k; [; d L( O6 U9 A
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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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0 S0 [& m2 Z9 _
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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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 Y0 a4 f- k9 u( a（未完，楼下继续）0 k( u: a' [% i6 ?
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 q3 ^. u7 q! L B' p* F# R
% q' E8 B) d6 Q* G: s2 G( d4 U4 t: N q: S2 [4 g7 p) f+ }
( } h& n: p. Q1 G. u （接楼上，继续发：）
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2、信号输入电路7 F5 L, ~4 h- d* i( q/ H; x: A
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 P% A3 s1 K" I/ J4 u2 H% C7 O4 O$ rLM385 Z2.5提供2.5V基准电压：
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+ ?9 w, B7 C7 V7 ]
3、A/D电路
+ [2 Q/ @8 k0 J4 o0 k 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）；
$ O" x3 T- n4 x, v) T 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：, s* |3 L. s) H+ r% Y
. v% \: s- |0 x) p, O
/ }6 a* A9 K2 c+ j4、LED显示电路
5 {1 c; m5 ~' X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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/ d |3 G3 X8 {/ R6 c% s K' t" m1 C% a. w8 j, L6 `4 J
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：3 x5 ?8 }) l. Y9 N+ M- i
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" B) `8 D3 X1 B+ J0 N8 i
ULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：* x0 O3 c. c* e) R& k
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( L: w% }! Z9 J% C5、其它元件! @1 n( O. o: {; R: d* y
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：
, f$ K( P) \+ [; P8 @% x4 D! U: k2 R' l, @/ W h
0 u0 w9 {7 S/ F5 M0 a橘黄色的是A/D的旁路电容：
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1 S; v# r) g4 _. T$ S7 C% F# t$ Z3 z ^8 j4 b4 S/ g
天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：+ M0 ]" o2 x! R% H, C( u4 H" k. R
; _+ {* @2 S! H! e9 o
4 }' ?% t6 j) M3 b4 `1 WmV档与pH档切换的波段开关：$ X/ M% n; Q5 ? }: J
; m/ ~& b9 O3 N9 o8 b2 P t$ [) x9 y/ X+ ^5 v2 W$ c
调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：
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调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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- _) b4 G4 B5 T1 y+ v（未完，楼下继续。）
2 ~( x8 e" P% a0 O8 b3 D3 i) Q- d& t2014/7/9 23:30:54登录后回复
- _) E. H* o M; N, p# f. D
9 N+ |. E- R! k D- a（接楼上，继续发）! A2 ]3 r8 h% d/ g/ o9 f# u4 j
+ ]0 z. ~! B2 A' T拆下电路板四颗固定螺丝：8 C% h. }2 ~: X0 N
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拔下交流低压电插线：
) _& |8 n! S: @+ @+ Q/ s8 x$ m$ _$ _8 ?6 k. v0 K
; I7 m) Q% }. ^1 q2 \( Z
拔下与电位器、波段开关相连的插线：
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+ M4 H- R7 Z) X- `5 q% r ~/ Q# W7 n
" n7 y3 b) R) q- V2 {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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7 W+ z# @/ d7 E) v: _5 T( E四、故障原因分析及排除
* ?6 \/ ^' K3 E, E' J 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。
+ c% g q$ v" F, e( F& l. ]# r3 v5 ]5 e7 U C6 S' ]
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：- D) C0 J' B9 n) J7 C6 \
5 y/ R! X( T8 m6 s1 j9 M
A7 D9 \& k8 `' @' 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：
* n( x7 ], L! o" Z* A3 t$ E8 j, R7 }- _: }) N9 l- ]
+ M% y3 C8 j2 K2 H" E" {
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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4 ?, ^& f1 h( k7 a9 J% B- x, q( m3 {$ _9 o" K; E
在仪器通电情况下，用万用表检查：
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0 L* R n5 B4 U( a①、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：8 a4 ~$ }, x y( @2 y
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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）：3 R* i8 k) V8 w, f+ \" U
- q# a5 N% L- d0 }* R7 _5 n+ ^, \, c0 @: y* R
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。
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; x' z- R& g. h1 c. W1 D6 _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。6 {* F& ]2 C/ A' A/ F$ c
( a" }5 K/ q: s# G$ L' G" y1 q( U% n! h3 a/ ^
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。0 ^# e9 p: d3 b9 p( {! J" U
3 P* a7 G0 H/ I9 M+ }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：
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Z3 k' |/ L& v3 c0 X9 w 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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关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。. u5 }% h) {# ~' d) ~
! Q7 {, r7 V* I/ @% i& A5 K% E结束语：; ?8 T# ]9 x) c# H
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。
/ r7 ]& ] d: Y' t2014/7/9 23:56:36 4 N2 q k; l4 z8 w, |' H( }% L% `: e
& ^' p' L/ y/ |8 g' N2 J$ x `) X$ H m/ z% u/ ~
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