马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？立即注册 
x
拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障
* L) L4 A0 v v+ K0 S- }
+ S2 b% v4 H7 ~ 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。3 ^4 e2 X5 |* k! Q/ r& A3 K6 A
6 Z, T+ K- Q7 n9 ]0 ]
一、故障现象1 G8 f' Y( U$ S
7 j# E3 w/ @$ R+ W! I% P) G+ i
仪器外观：5 f8 r& X8 [1 t
% S5 o: C1 {% O! x$ P) w& z
" v$ y* \" p3 Y P
下面是拍的故障图片$ C5 R1 m, P8 R2 F/ s( U
电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：) j* B: a2 A3 F
2 E6 t0 e- ]8 o+ M3 W: a0 n% c4 E
7 R& @5 X. P* d, v" p3 G开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：1 X8 N3 } k& v& R% ]* _& }; A
` \% G! [+ [4 j
6 u, l1 b$ L& Z9 w3 w/ R
转换到pH档的现象，全部调节失灵：
9 _3 t# @* X+ _
. ~9 Q/ w7 S- ]# E- I9 [7 e; m
/ ~+ J& c& c; r3 K+ u再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：
+ J. D) r$ R3 t) A9 R
/ G- [( ?. E9 u5 B
, a2 O) O8 p5 I! ^! Q6 G& A/ `转换到pH档的现象，全部调节失灵：0 T" v/ b0 J7 S! r% ~. m
, k8 Y/ L* v! f' L
; n; y3 j7 _6 Y( v: {5 B0 j二、拆机步骤9 e& L: R% O4 ~' D1 A# ], d" E
将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：) X- v/ M5 F l; M$ D
6 j# | {. z) k/ y) y+ [ C
; l6 }% d7 C5 b Z2 Y# A: g' L
M3 z0 } N+ ?" b( c8 f$ t
翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：
. r+ u' g- l/ ~2 F j2 d* a! ]* x. n5 v' }0 d7 c
" y* W* g9 }* v7 g, i' P7 Y7 @
结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：+ J! b6 ^2 g$ ?
% L1 ^6 S) ?& t" I& _
8 A0 h; v$ J/ l* H9 l三、电路元件功能 a' i7 P1 ~/ F# r' ^
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：
6 c* Q% [& A+ R
9 E# `) A' r5 f# L( b0 J/ H, |; L
PHS-3C酸度计电路结构：, ~% F! c# U* C0 _! t
0 {0 t" X6 C! w/ I3 A+ Q9 t" J
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。
3 e0 l3 j1 t! d5 C3 z1 E/ L* b
, I1 f( \, S9 _# Z5 K* ^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。
( P1 n! J3 j+ v& F! [7 S: n! O( g; L" o2 o3 K: S7 J+ S
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。6 V" ~# r5 b' |9 ^
7 r- V T+ I: ^3 p" U. a; ^
本机电路板：
7 [- [! B) W6 N
5 Y) u/ G* S& }- p1 T Z- f, |1 t* {+ y, y+ ?! F
3 J7 P$ p/ ]! g" ]& X
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：
: C+ g# z# R8 J8 }, y0 K
% {$ i/ j9 o6 F" `" a; D* T2 I
0 U, j9 a$ Z/ p6 i
5 x, {+ i9 K( f4 V, ^! _PCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：9 ]" [7 |3 e) `
/ O3 r7 h0 q, s) \4 q, N( X6 i1 z
, h( u# S; ~& |: u1、电源电路- ^5 @- [! r# v( L# f' A& i
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： ~( x7 X0 n0 k$ `2 ^8 ~6 i. F
; L3 l: C% i2 B; H/ }/ z+ t+ {
_$ _" R5 c; g* z+ F3 W) C9 n
变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：* B9 D9 ]6 `% {, _
2 i7 q9 a u$ a) `4 M/ y$ E$ U7 |8 X/ P; Y: `$ v
8只二极管分别作两组电源的全波整流：$ R5 H% F B3 ^( i5 j5 O+ y: F
2 _6 Z! n7 Z+ w- [0 n* C
# h1 M( y, D# _4 Q/ w: ?5 w# p三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电：2 B' Y9 J, f6 E3 P
5 e1 ]8 C! p+ R" F8 ]' p M- t1 P) C. H0 n8 `
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：& i: V. _3 {7 @% J
1 a+ r8 y( c0 W& I1 v
0 o* g# u7 a) u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。
/ w+ e' E0 K, q1 C6 J% `) D. K7 J1 N6 z! C2 z
（未完，楼下继续）
7 X4 X4 b7 s' w5 N2014/7/9 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9 d8 q; J- R8 \9 u& O$ K, K
% U/ B! y( i3 x1 @4 M2 }& C0 z- b3 C7 G7 p1 {$ Y5 W
% Z% C1 Y" l& \; ~7 R) n
（接楼上，继续发：）
0 T( |2 r! A" J/ U2 S3 S0 R
( G+ o! B5 b A( m7 l2、信号输入电路
2 y2 j0 c! l4 h6 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：
) `: r- B+ F1 Z1 N4 |* o8 ^) h
- F2 m# f: d- x: y5 k( w: N1 T; l# @, \0 P6 I. c U
LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：- c+ D! E! {4 z+ Y# S/ D) r5 b
; P5 h* Y: p. H5 k
( J4 v4 U5 S( _0 ]7 E \
3、A/D电路
% K! }2 R% q; K& ~+ v5 ? 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）；
3 Y; F+ D, s# V2 {" 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：
8 W5 u8 {1 G, n, V( @
8 t9 E+ T5 D5 Y h7 g
: L* m' b. ?& K; A9 A3 w4、LED显示电路4 p( C' }+ }- D
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：# R4 j8 O/ ]; j1 U( N9 d( y
& i7 R; r C, b4 c: k
0 {, W0 ]+ I; R: v: c" j1 T
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：! P7 ?2 |$ i# N/ f3 F, T" N5 S
8 L, }8 N5 {. w5 x% n9 {/ G
2 I! E# W7 Y4 t3 t. k4 |& x
ULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：$ J9 `8 q) k& E
% U' C! C! P9 o9 R0 W' }
3 A1 r3 S8 @6 J4 I. j. Y& f" E' L( B$ W5、其它元件! C/ }; e; R; f: J8 Q
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：
" p+ Z, K/ n1 {! n
, I4 v( ^9 s/ Q- f/ T1 C9 _/ r; h% P+ i8 } T+ K
橘黄色的是A/D的旁路电容：$ x: Y3 C/ [. p0 ]( ]9 \2 T1 s6 k( x
- j; W1 c' h) Q+ M& w6 }; N2 P
) e; _) m3 m" |* d! M+ {, P天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：
% a* \4 w3 r) \0 r& ?& {
# D) Q& I5 i5 v" X7 p1 B1 M, N" ^1 y( ` L
mV档与pH档切换的波段开关：- |, a8 c! R# C% C7 W; x1 T
) `' z) W( L& C9 `
/ |+ N' A( d+ o) k- h7 m调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：
& v6 I; f7 F. N0 g _4 g& V9 b' q( g3 I. I
* ]& f" P5 x5 i. Y$ X& d
调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
0 g: f. Z6 ?+ B+ Q! ]9 c% I' Y; E$ H% ?+ ~% w1 `! F2 h
" w, |, B) p, D2 H- T+ F（未完，楼下继续。）
+ }9 i v% S% A0 L( q1 N- c) U8 o2014/7/9 23:30:54登录后回复 # v( r) p( \ x+ A" b, m
1 `& n6 e1 l& b+ j! l（接楼上，继续发）
' B. d7 @/ T. ~. j g
1 F4 N `) Z( `( ^! k! |拆下电路板四颗固定螺丝：9 E3 S4 A5 b5 V" c- h
1 N) j* W, t. X* S
4 ~5 I; w5 T7 i+ s7 B8 G拔下交流低压电插线：
2 ]" a% S7 B5 M9 R! ^9 Q& o$ c$ \( J! G% `2 e# C' {
' Z) u. v1 G; Q' q8 Q1 v
拔下与电位器、波段开关相连的插线：$ O' ^7 s' J4 t" e
. O' T$ e8 B* c2 G9 m# O( `
* ?! X; H7 t3 o2 ~* B: g% f
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）：6 A( c- a/ X H" U
. h* I* l7 W3 h6 D t! ]2 h. L* M# z
四、故障原因分析及排除, H- X" N8 L* k7 b& z! U5 K
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。% k9 ^/ H; ^* n
- Y$ m/ O6 P; b1、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：
: ]) A' J5 l8 U% C2 @8 O/ I" P( Z9 \
$ C n5 A1 S% `/ @
# s! @: V9 _, u+ h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# b$ w; q7 O( L
7 Z; L" j& X, w! C5 i
8 x1 [$ t6 O% G3 n' U+ g. 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：
. U9 O- Y& E _6 z. Q$ L5 ?2 ~# `: S9 O
3 ]+ i' S6 y% A7 I: s1 N在仪器通电情况下，用万用表检查：
" }+ q5 \, ~2 Y7 F
1 U4 B4 E3 d! y$ z! l①、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：7 Y0 ]& @( S, h7 w; A+ }+ K
* \' x1 q) \; D
/ D3 ]' n# \& R) ~6 Z7 c5 ?- l
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）：& S& z3 a1 B5 ]( c$ f% A; a' N7 h5 e, E
4 ]8 a O" l& Z9 G
! q p- `# `, [. {9 {- K
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。* a) i) ^3 `, e/ Q
/ E" S/ h" U/ |4 ?' g2 m' u$ q- h) k2 ^! P+ R- ~0 N
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。
/ L- B" ~* U- a
$ I/ {$ z- c- S; [& e+ K( t, O) ?7 X; p* I9 y
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）。
& p6 z5 j' I5 S; e$ u& j# W' ]7 k$ T6 h+ l+ E' _0 B
8 v' }# d! R2 A; Y& {& j: k
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。6 m1 b/ J) F& w7 ?: @
* r; e* O" t3 Q1 S. e检查结论：输入电路及IC是好的。
: P9 l% i* M" r/ H9 w2 x! j& Z5 T. g
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：
- l$ ^2 n: e3 @9 h9 g! J9 g% e0 R0 k+ ~+ c) u& c
& q( \5 c& ^1 ?4 U; x
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。& T- K0 W" _% Q5 N8 u
$ A1 q+ y, l& _$ J+ ?4 x" E k
1 _4 z% p" ^% a 关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。4 D; d% v& i9 R
1 w3 J( }8 W8 T1 g7 l结束语：
3 Y0 k3 T& y8 o) ?; F# ~ 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 U% R! u- f0 k
2014/7/9 23:56:36 5 l; z1 J: }0 T( E% w {
) M1 i9 t; h) L# ^: Q
# X! w* t) [! Q6 I
$ Q1 _/ v6 H* N h |
|手机版|药群论坛
( 蜀ICP备15007902号 )
收藏
支持
反对
