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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 7 i; X8 F6 F! V( C
1 m- Z* I+ y3 s6 L: |0 b0 A, { 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。( C! k% O& C; M
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一、故障现象* C. m/ N: @; j& t% n
3 {* A4 l+ t# n' ]) B H仪器外观：: |- [1 ~) l$ n; @+ L$ N8 _2 v
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2 u' r4 v2 R7 ^0 u下面是拍的故障图片5 |) `% `! s" @ @6 ]5 n0 T
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）：
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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）：
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转换到pH档的现象，全部调节失灵：/ ~/ U0 f1 K- ^5 L- Q% u" a
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二、拆机步骤
! s8 b$ K9 a4 M4 ~1 _) j将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：
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翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：! y& M7 \( z0 A
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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：
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三、电路元件功能! S, g' B/ u9 C: K8 v
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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PHS-3C酸度计电路结构：
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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。$ U, ]! E, J4 t" B- n! J8 s" |
' O# E' i2 v2 h- O( O, f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。! q8 s3 j/ Y4 ^; p
1 G( x2 T) c; u) @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：( r" m t$ ~' I" e' h
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4 R# v8 a) W8 H$ w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：6 T5 Z$ n; F6 b$ j- T+ o3 J4 k
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! e' S. R% u X! F: c- H$ B9 pPCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：
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. [6 {- D) L, E& T1、电源电路
S. |5 `/ B* }4 e+ B: 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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( y5 E1 V6 A8 ^! F7 S3 W( R变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：& i X$ X2 t5 `7 e' P ~
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9 h0 \# D7 `! F) E8 F' b8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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- g! M! ?8 m) {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：5 G' w, B' o6 ~, ~/ T
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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。! X) Q, W; I) n4 C: V- h; }
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（未完，楼下继续）
7 R `( H. [; C9 J6 u& G2014/7/9 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/ Z3 R9 m- i8 N: s) p
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（接楼上，继续发：）' C5 p* p! L- f
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2、信号输入电路
0 }/ X2 B$ i1 U2 c# I% h& w 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：# g( |3 n6 R! h2 }+ d
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LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：
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A8 S0 o2 a7 k& [* w. Y3、A/D电路" K3 d* U& T9 {4 A' e- N
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）；
: k+ h K# |, a) [/ l 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：) J/ Z" D) Z0 t6 S/ x2 r
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4、LED显示电路: w! d7 z0 r$ @/ q
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：2 u# T1 ?& j- B' d/ s4 D) [- J9 H4 C
) ^; i$ A9 ~/ _4 Y
+ m$ D5 M) _/ e- M% \) eULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：* H8 h0 K& v: U- M8 v3 m l. t
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( }3 ?6 @* V3 g. [" V5、其它元件
7 f' R: b9 Q5 T: o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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% W; I8 K3 d9 Z1 q4 D: P橘黄色的是A/D的旁路电容：4 k: K: Q( t1 z" `+ U
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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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( c( M9 Y- {* ~/ i/ Z( r
, G: [! w+ O0 _% h5 l. }mV档与pH档切换的波段开关：6 V" ~/ q% n6 F( J! I) M) m
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& K2 ?7 X( q1 W9 f调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：1 \" E. b" k# H* E6 H4 L
! t5 X; S/ M5 u
; q# z+ t: T3 m调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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& T- h9 Q: h+ T) G6 b q! ^# k j1 a: C! j8 g$ e* s; s
（未完，楼下继续。）) i$ L; O) w4 m, u8 D' |
2014/7/9 23:30:54登录后回复 ' Q6 M; ] o/ F
$ {# `) S# E0 V5 ~# _* U（接楼上，继续发）& K3 o% P1 [! G$ Q
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拆下电路板四颗固定螺丝：
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拔下交流低压电插线：! k$ _' G. d0 _6 S$ @
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/ P+ v; h& w' n* O/ ~# t拔下与电位器、波段开关相连的插线：4 `4 y3 B; Z) A
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9 P+ x q$ o& ]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）：; K. E' k K& Y; b
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四、故障原因分析及排除
1 W3 S* `9 I* g4 I% 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。
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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：
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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：( W4 H9 w- m( ^, Q2 \
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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：4 B. L, d( k% Z( K
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) S! F' `; f4 S5 F, f在仪器通电情况下，用万用表检查：
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# D9 S+ E, g& y+ k0 Z0 z3 [# _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：6 `- `( g2 s) a e) `. H2 J+ }7 y: I
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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）：4 p: [+ D% Q3 q+ D- X; S) d
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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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: \0 c8 U8 _) s% C/ 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。* w. l5 r- @+ d3 Q/ O3 d/ {* }3 W
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6 ]4 ]) | D; g0 k2 C& n⑤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。% P2 F/ x% i8 w5 Y9 D. h& Q H/ e
( o4 E* w9 _/ X @检查结论：输入电路及IC是好的。
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# d1 O \5 E6 p3 U; p2、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：4 C% }- Y+ t- h2 v
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7 E: L# X4 {7 u* _+ w* O$ P0 A! @ 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。" U8 m8 p* d+ K7 J0 ^* _
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结束语：
$ l, j) c2 \$ d 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。$ Y( ]$ j6 w' v$ C% ^! R5 [
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