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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 + c3 N B9 T/ H. W
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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
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* R, D X6 B, O仪器外观：
, |: A w7 V3 X% @7 v) T0 p1 v6 T
: X* U$ ^2 ?) x1 V. G$ O, _) n1 f* _4 N: H0 ^
下面是拍的故障图片6 u5 `0 w5 c X, l
电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：
3 ~9 U# s! m% u1 A2 }, T D* F1 h+ P2 }. ]4 q* n0 N: Y
2 }2 J0 H' i- G+ V5 A开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：
# P/ D x& t3 M% R" q* K$ {- y' e- Y& O/ o9 ^
9 j& p% U5 ~! e# Q7 }转换到pH档的现象，全部调节失灵：0 v4 Y E1 t# q4 h4 H& a
1 \" R5 H5 R/ k' @0 ~* @
# A, Q8 O: w$ x再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：
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; ^8 k J& n( ^6 N0 p( A+ }6 J转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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9 ^2 s+ ?$ w# c二、拆机步骤
) _2 ^4 d& I! S$ X将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：! w! L: y& {' l* F% W) N( R
' x0 Q' M( E% C
. z: r, s1 b0 T3 h1 ^4 o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：5 G" e7 _+ y# M4 W3 M
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. ^+ Y$ d8 ?4 x8 f1 Y三、电路元件功能7 h( V( q0 O t/ d: G
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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- b3 N3 N6 s6 w3 ?1 \6 G
& D" y) b" ?- M$ U0 a+ q" SPHS-3C酸度计电路结构：
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1 ^ U/ x0 X( O8 o# a/ H- H" t; s- G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。$ V/ y: L+ \. a: m$ U
7 ]3 W$ _/ c7 A! ~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。: k- `. y) `& E& }
6 G1 y# l7 M+ sPHS-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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- |. w7 u. z8 [) s- W+ Y; X7 m+ F p本机电路板：% ~, h1 K( W2 X5 \) J
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, V7 A# l; P2 _0 ^ B! Y. e
9 q5 F- |; n$ }: x9 ~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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; B. P; l1 A. d% S, d9 G
4 \& `( s; D( P) EPCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：8 R6 \% f, y" H& Z. v8 J" p0 n
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. U3 d1 h2 h& t4 b. a1、电源电路
/ T- f9 U6 ]. x: ]( u& T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：& e8 d) @8 j$ f7 V
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8只二极管分别作两组电源的全波整流：$ |% T1 o% p& G4 l5 y7 w
7 K) d" C* P# Y8 u0 M
. h* M7 p. n9 O0 ^6 S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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8 r' l" {* P& V4 q B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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（未完，楼下继续）
9 v6 P" @3 J. q2014/7/9 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' O; @/ R* [ u$ H9 |
3 i/ T+ x: t; D1 _- W9 w/ r9 e% _/ c- B |
0 m% q( a' Z& z, `9 W+ \5 z （接楼上，继续发：）$ x' H/ S: V. |" f) b' L, O
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2、信号输入电路
3 @/ O+ Q2 K9 @! T7 M- D- ?* O. X 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：1 J( k5 |' p+ t6 h$ f$ T7 }5 G+ z
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* l8 i3 [5 S. N) [$ U1 X0 VLM385 Z2.5提供2.5V基准电压：8 S& @2 e) U" x, B
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( ?/ [/ _$ I* `0 t# {/ |! j3、A/D电路
0 k# V- X3 K1 g$ x4 ~2 B. I 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）；
9 g. r% z, T, i 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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& K& \. ?% @, ]1 q" i# ?* k. E1 }! s
5 o+ p8 P, n! h5 ]4、LED显示电路+ n1 \2 ~; I( j& F
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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0 {# C) H" r l/ i; H2 l% IMC14513BCP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：& _- T& R! K2 ]
! s7 H, G4 D$ E0 S0 n; [, ?: R) B, N; i3 U' i
ULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：
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5、其它元件6 h# N, k9 f& b6 U7 Z6 Q; t
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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; }6 m! {& g3 r5 U5 C橘黄色的是A/D的旁路电容：$ m4 k/ t. `6 e6 v) ?
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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：- D; g, O5 ]1 P7 F
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7 b( { E- a! j' |mV档与pH档切换的波段开关：/ x1 R1 }" s- v. U+ Z! x4 w" w. a8 X
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调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：
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7 P: k" f2 w3 ]2 g" q; u0 q z* }' h$ J' ^& B6 ?
调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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（未完，楼下继续。）/ x$ z' B. m5 ~
2014/7/9 23:30:54登录后回复
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（接楼上，继续发）
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拆下电路板四颗固定螺丝：
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" z$ D+ w# C8 l9 i, x
$ I) O. H- Q3 n! u1 _拔下交流低压电插线：
3 m5 i& ~0 l) Q
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拔下与电位器、波段开关相连的插线：
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" b) }* [& a8 [$ a
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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. w8 c( j, ?1 V2 f. V8 `四、故障原因分析及排除
u3 z9 r1 T) {8 @ 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。" m6 q* k! a9 s5 o/ E+ _
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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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) x5 e' u; ^& V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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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：* }+ ?1 F4 m o
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在仪器通电情况下，用万用表检查：% ]; c/ `! {+ t) F* ?" y, {
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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）：$ R0 W f* Q. d7 }: R- ^. l
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8 u! @. M3 S# x③、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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+ w* L; B$ j% I# Y$ g④、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。2 ]4 _ N: @( o
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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）。7 c4 u2 d# C) M
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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。1 J1 |; ^; f. i0 s
' h- L: o, x7 p, c+ ^
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：, C9 Y) N. {" i0 i; ^
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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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6 h" F1 Y% t0 ?
关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。! v$ D- \! t3 X' |/ `' T& W
0 e3 |( J3 g+ C; }结束语：4 f4 Y4 n" Z+ B& L$ c% \7 l2 q
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。
F4 C& Q6 p# p5 q5 i2014/7/9 23:56:36
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