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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 2 x b& t. N' T; H1 Z1 W
( \3 m6 p6 `8 \+ o 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。6 Y' e; e) U4 N& j
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一、故障现象" p. V: u; L, f" I1 y; E& Z v2 B o
& a( e+ t: W% t( z4 }" |仪器外观：
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[8 B. a- M) q+ \4 H& L8 Y7 N下面是拍的故障图片! \) e* l# o3 P* P4 i5 t
电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：9 [: ]2 V7 z7 ?5 l2 b' {8 X+ b( e
J, e* f" @9 p
5 Q% X* d7 L9 _2 J) v% e1 G$ l开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：1 y2 l4 A2 v+ q# G; D; _; e+ u
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转换到pH档的现象，全部调节失灵：5 X) u# q# J' a& m4 s" k" I) T$ q. l
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再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：5 {( R' v1 Z$ a: `, b+ ?
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9 [2 F$ w Q k6 m7 S6 W转换到pH档的现象，全部调节失灵：' I* E* j: i2 q9 O
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4 z) @, E( y- d% Q二、拆机步骤! ^3 A, Y- @. n
将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：) C, n* x n, w8 G9 H" R
) [" a+ q( Z! X% r# r: ]8 S9 h5 v
5 ^- l! _- z/ t7 J翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：
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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：; e4 l7 v$ ^# h# Z) f
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三、电路元件功能( h; W" q$ Y& Z
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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: L" r, c6 }3 Q. g' Q$ PPHS-3C酸度计电路结构： m, A* I! V3 U! i @
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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。, [( S9 d) D( Z# P: i) N% t
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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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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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% r' o( L8 m- B本机电路板：- |9 j ?# C: n4 R8 W5 D, t% v
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! X, {6 N! U( s3 c5 t
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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- W0 Z5 j' M$ i7 i- Y' wPCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：- r) a$ d4 v) K) Q. G
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9 s4 ?- h V3 c8 u& `1、电源电路
3 F2 ?& J- x8 B. ?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：0 b# I7 p, Y6 ?; e; }3 c; Q
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- J! S9 U! G7 @变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：
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8只二极管分别作两组电源的全波整流：
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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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. a+ t) @) i/ I/ Y, @% t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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6 G. W& Y$ a3 H, ?" w7 f3 K" x1 K（未完，楼下继续）! s+ _: R7 C f' N' T
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1 t& M! f. J! a2 j* O1 a/ M7 J8 ]
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6 O- b: \6 m) `# [0 D% u) P （接楼上，继续发：）
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2、信号输入电路/ q- q8 d! s0 D5 Q2 l
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：8 }2 [, a7 n+ W6 S1 n
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LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：! p1 D' _( Z9 w; J1 V' o/ a
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& u; f1 h' w" n2 ^+ ?6 L3 C3、A/D电路4 N/ r o$ n: Q& V( U
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）；
; h4 f z8 B- \) ~ m9 X 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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4、LED显示电路
8 w* M9 h/ Y2 o- o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：! |' A; z7 b, t/ x" L% x
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( w/ E& K1 @4 Z5 [4 Y! VMC14513BCP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：( b/ f, I% V6 E) s& k: f" i
& U/ n( u4 z0 H" \$ e& I
" w4 A& t$ H! dULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：
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+ ]) ^; c* e0 A! |5、其它元件
) ?, i" 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：
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橘黄色的是A/D的旁路电容：* D9 `" M$ _* y3 G7 e
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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：
; j8 {) Y. f! {+ w6 O$ c v, n( r( A9 B ` P9 |
/ }+ [+ ?6 M* tmV档与pH档切换的波段开关：) ^* W1 Z: E* U |# p
7 r1 P9 o9 X1 G+ F- v+ P7 L8 \
! _; I$ f# U" ^+ j% D调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：- d, j2 v; o! Z3 F+ @2 q& V& {
) C6 L4 c1 W/ E
T! P2 L2 b" S3 ?' [调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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9 Q: @# }( D+ `& Z" I0 A2 t6 x（未完，楼下继续。）! K0 |+ ?3 B4 J4 G- @
2014/7/9 23:30:54登录后回复 2 I. z0 W/ m. z& c! u
' @' q/ q' X. w; ]* p. a/ |（接楼上，继续发）, Q, n6 p. J1 | j( f
# G$ Z" d' D# R6 @: Z拆下电路板四颗固定螺丝：
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拔下交流低压电插线：
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* l4 ], v, |/ w, L! c4 u; `5 F" s0 H; l8 I4 K" V8 ]3 R4 L* B w
拔下与电位器、波段开关相连的插线：
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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）：& D2 R/ h. D- D% @9 F* J
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四、故障原因分析及排除
% t0 I H+ ]7 o4 Y' L8 Y0 M 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。- u; }8 c6 `; `( k. S# I
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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：2 s" X$ `0 s& ^$ s; Y
* X( {8 f- N# X9 s
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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：6 T: [( @* K4 X
* x# G, s1 D3 ?! V; q; ?8 w2 W) E
: [1 e- T8 ]( ?
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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6 l2 H; {4 g7 Y- I7 @
. j G' K; b3 v在仪器通电情况下，用万用表检查：; F1 f% l2 Z! V) Q- U
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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）：: F* b1 i% k3 L( H" u2 _
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2 p% E" Z6 A& i③、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。8 u' _0 R3 A& v( D4 j
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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。
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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）。& Z L- i0 Y4 F, f
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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。
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2 c# P( z3 U1 e) ~3 ~& J9 U检查结论：输入电路及IC是好的。
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$ X& f5 h1 O. f2、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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关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。# p. ~8 F4 u# n, z
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结束语：: z H) I2 {" p' e; c
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。) [ S1 l# \, {: ]1 m
2014/7/9 23:56:36 " \ n( S: ]0 D# n1 r
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