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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 `* |0 S# p0 [! j+ ?0 i 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。
* p$ t* g1 A. E$ ]+ L/ Z
& a4 ?" q* K# W0 C一、故障现象
) g ?5 C5 D+ m3 z( B* K/ ~
% U4 @* X# t4 m仪器外观：
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* o6 Z; p* T* c9 E8 U5 P# y$ ^; L9 }! ]5 A4 X
下面是拍的故障图片% u! M, p% _0 M
电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：2 |9 T( d. v" d5 k
; |9 g- {( ]/ Y) D) K* } t- w# J+ ?* j
开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：" ]/ ~/ x5 S7 f7 |0 z5 B% ~ ~
7 O& f2 V) C) X( R, q, B; y! v, _. s: F+ H7 j, k1 O2 |* d' T& K
转换到pH档的现象，全部调节失灵：7 |0 O* Z' a" V& a) S
3 T) Y! E5 P! `9 \- ^7 }$ O1 x* Y+ a
# ^/ \0 S* C7 s4 A }/ l再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：( _1 X I3 z9 [
+ Z9 P% v$ ` |' T/ O8 B
5 {! T) e/ @$ N( O* z转换到pH档的现象，全部调节失灵：! a$ ^) L( U& T9 h* {6 q4 E, P
; I" E4 A, U6 f' R. E4 R; e
' x& @% \8 p* @) p# [二、拆机步骤
: e/ q* U5 I+ J将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：$ {# D7 x# X. D5 f! O- {. }! ]
2 U8 m; X1 h8 [
/ T6 z/ e8 ]* ?3 o" ^ E& Q) @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：
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0 l# f. P6 P. [1 ]: i/ D5 P# a三、电路元件功能
' l7 i' c- W% l! fPHS-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：; F; x; t6 b% G
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! T* h' @" g" k( [PHS-3C酸度计电路结构：& q2 C4 K. Y" Q! t! p
. H/ j4 \- P( K: f
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。" q0 Y/ `. y6 G
+ d, e% ?/ x5 v5 b$ Y* p6 z9 ~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。
: h2 R3 N% P9 }8 A5 M8 S4 @5 M7 k/ U. m2 N! ]+ y, e
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。! K9 q5 e/ ]) E6 Z
$ N: a9 ^9 N1 ^/ k+ ^本机电路板：# Q7 I8 f" S) Z _3 p7 o
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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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T- n3 m# c w! R4 H
PCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：, w6 D0 w3 K7 p
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1、电源电路
+ n N7 Q) r+ |. 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：
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变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：/ S9 C/ ~3 M4 [0 w+ a
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5 H3 Y, n! K8 B7 V$ X' T8只二极管分别作两组电源的全波整流：: Q, m4 R; z4 t( {5 s) A+ C! _
( {6 K) c, ~+ q% t4 {
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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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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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( H! T; A. p1 x; ?! j
% [" j9 V! D* e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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$ X; j' ~. ]; Q/ v+ s3 W6 \: I3 W（未完，楼下继续）* ^" j5 R: t2 D4 S5 c7 E) u
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
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) s5 P& K* _( G （接楼上，继续发：）4 E% \% ^7 M1 z4 _( M
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2、信号输入电路
, S( }! c; j3 v& x. ?% O 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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8 y) S) V8 E6 v) { \1 ALM385 Z2.5提供2.5V基准电压：
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3、A/D电路
3 w$ ?' }7 i( f: ~ 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 O/ \/ e4 y- M- N0 ~& B
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 }, ^5 v+ @! g" _+ u
5 R3 w6 g$ J% |, ~6 x+ q
; e2 L7 ?' t) a) q4、LED显示电路8 V8 H$ Z( R+ }4 j
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：9 P4 Z7 }- Z! c6 _2 c. @
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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：/ o# r$ U1 b0 `0 X
" {; w( g% O, S2 o' I
9 a/ k7 _+ L" f, V @+ RULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：
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. `& m% T0 f4 E, q$ S, j/ p- a
5、其它元件/ w1 r8 m0 Q( v1 [, N
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：3 D4 l: [1 E3 ?
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7 @. c9 r) R' A
橘黄色的是A/D的旁路电容：
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0 |( K* g5 c$ E9 ?* ?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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mV档与pH档切换的波段开关：4 h# \, s4 E: ^" i4 B5 u% E) u% |0 Q
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9 Z# \5 O# s) Q% {/ V: h调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：0 Y# l* o: y& \ q
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调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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（未完，楼下继续。）
- k( T2 S; x" l! L$ e2014/7/9 23:30:54登录后回复 7 X" w }1 @2 I+ {% k. M9 K
r& P9 _( @; q; g（接楼上，继续发）
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8 ^2 X* C! T6 l) `, y" G' I, B' B拆下电路板四颗固定螺丝：) O) o6 a o* v' S( p7 H
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拔下交流低压电插线：
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+ x' e' u2 e2 N- }. z5 p5 s/ r拔下与电位器、波段开关相连的插线：: Q* U) x: n' n7 _" H
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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）：) `! O; n9 x. L( p# i
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四、故障原因分析及排除
) a' q* d4 U- ]6 _ 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。1 p3 K, r- f+ b3 ?
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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：- W% Y* v T3 E# G. b% C$ m
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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：
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. b( ^# j, ?1 o" z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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在仪器通电情况下，用万用表检查：& b3 \7 @6 X6 f# [& ^* x" J% P
5 W1 b* D4 \# h: v9 B- Z: i0 Y①、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：& n3 @0 Z& S* v* @7 h$ @2 t$ E5 }1 J
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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）：
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# ~2 z# j9 z4 T( S$ F' p* l h③、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。) l, S. g3 d5 p+ r6 |! W
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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。; N5 X$ g' m$ q
) E2 o6 b; Z* z$ j, Z; ? D8 [
) G' `5 k- i! d9 v$ R, j⑤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）。& h% v1 ?5 E) ?/ d1 O
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+ \& y/ `0 r0 M; D⑥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。
; ?) z, D K: Z5 e% t; s9 A& F* P
检查结论：输入电路及IC是好的。
) D+ A1 ~2 E9 W& `6 ~# F
( [/ U( D6 P0 F0 O9 Z6 h7 J2、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：* o& O( t. ~4 m, L4 Y
" x' H( L1 P$ c: |! _# ]; p+ y
2 w5 k2 h+ i- g) r# { 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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5 i& ~$ _& e+ }+ ?; s7 I2 h6 F
: Q% c y# ~" A( s) o: X" |. ? 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：
+ ?; T8 X: |( @7 f3 s& x# R 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。
( E& {$ D. @9 L! q9 R5 c9 c9 j2014/7/9 23:56:36 0 \9 K$ _$ e( K( X' `
9 m- j4 c; S1 P
1 x; L# l3 ^" F, X7 u4 l |: W3 [* V9 _* `% S) a7 E0 P' Z
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