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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 + g. R0 V. c3 t+ X3 p' j0 m0 f
. f9 M: O g, y" ?% e/ ^ 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。5 g# W6 Q( B9 }( s
$ @/ s# B' D J8 C一、故障现象* |1 W% a v* S. e+ \5 c( I
% a# ?1 o# I( X3 |; g/ w仪器外观：
. X* |# Q! V0 |! U0 ?( p( y' i8 L" \
" ?9 T' G) F% Z下面是拍的故障图片
* g9 r( s* ]: x电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：
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" O! h2 Q. v- G# y! Q1 j3 i) g# p% N" d 登录/注册后可看大图
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开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：- d. O9 v# ]: k y
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2 D, D0 g5 R: T1 O% O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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, p- Y3 o r' R; v0 L( |6 T
转换到pH档的现象，全部调节失灵：0 I+ _. f. B& H. f2 @' }* [
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6 t( m! [ d( _' ]% X" q二、拆机步骤" u3 o) }# W2 z0 m
将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：! k2 ?" k$ s% X {$ }2 ?' l
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" C& ^- J E' s9 @+ L( E
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翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：
h X4 ?8 ~* e2 \; k3 _, F% Z+ e& g/ p. w& K0 [
; }' P5 P3 t& h/ p0 {结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：! m0 s( s' J2 V; g$ p
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3 n' X6 t7 `3 Z+ S j( w4 \
三、电路元件功能; I, N& W. O) q% K* _! v5 L/ G2 b
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：8 j B. A% {% P0 v( O4 J
4 @& Z- K4 c1 I. Y* \2 v$ h' c( p5 B4 p3 W
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。
" K" W& p I+ Y* O+ h1 v4 R' ~) a% L5 u3 ]
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。1 f% X* U$ U9 u( ^" g w
+ g- @5 C e# \2 a. tPHS-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。2 x2 [, [3 o0 N) o
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本机电路板：4 m, ]) A3 f- `( p+ t' \
% N# _- F; f, {' I
' ~* F5 G$ h6 A8 C5 o/ v2 R# c. n# \( J9 R9 e+ F
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：8 K. i' A: I% P/ R
# A% o4 P. d4 Q! @3 l' t
5 q& T! }* }) P6 YPCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：! G* O, P7 e3 V
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* p D' ]/ K0 g; w) G$ k' e
1、电源电路8 r: y' q7 g/ p; q
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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# m) k0 l* O2 \' C# _8 V
变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：: X" Z3 A) Q; g0 T; D
! |+ E! }, w" b% e# V. ~
) v0 G: R* E, `7 ~
8只二极管分别作两组电源的全波整流：
" n& u! u8 C9 ?2 R; F( r/ [+ ~9 f( `: C
! _3 R, t4 K9 Z; E1 O三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电：7 Q; S/ K! @# Q4 W j1 t" l
! @! S1 Z6 _# J5 A
% Q; s8 l! G1 Z+ C7 e# T/ A* [, E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：' Z' ]$ w* U5 d8 A! g. u: _" s ?
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; f& [! x: |5 U, e: S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。- {5 C0 e; u5 E6 U. ?3 T
* _8 A, L0 o" b" s5 e2 ^, k: d（未完，楼下继续）1 ^% W- O/ V4 J, r
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4 k! d. W8 g5 e [+ H
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（接楼上，继续发：）; Q: Q& j+ m5 H7 W5 ]
- l. {5 a0 x: e/ z/ o1 p
2、信号输入电路
- n4 E: m) E0 U# G1 c' v 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：
7 I+ N, m d6 h+ R
+ X; p+ C' T& H6 ?- q# d% p& B8 t" J! S A2 ?
LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：
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3、A/D电路
$ {9 o# w' x$ Q- G# D3 z: ~ 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）；
, f! C( r9 j5 q3 W2 B+ Y$ 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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' A; q M! v+ h+ g3 k4、LED显示电路
' C1 \! q& _0 C1 ^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：
' u; X- ~! S4 l) ?$ O0 ?! y& v# G2 ]- c
( \8 Z/ _0 L- O* q1 y& ^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：$ ]1 S% `3 l! D' o) G
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, k* m/ |$ H- V* s4 ?0 OULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：9 a, E" J9 C1 P0 u3 P4 d* B
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( V3 |" ^8 U( Y# P: h5、其它元件9 B/ w3 }9 \6 S% o: r7 S. X7 a
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：' z4 }* a1 e' L7 @& R$ v
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+ j- i/ P9 x. V/ c Y. c+ Q橘黄色的是A/D的旁路电容：/ F* }& A* u8 G
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9 p9 l) g- h1 q+ A& ]+ C4 F7 _天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：! q* r' h2 b8 c) g+ J
( k& e( }5 h# ~1 K0 g1 b
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mV档与pH档切换的波段开关：
9 H8 M) x7 d9 h3 e' l1 d! i' c; V- q8 J
2 s. K5 B2 a! z调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：0 t% Q& Z9 ^2 ^& |+ {
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调定位的精密多圈电位器（1.5K）：, g6 q4 L* P. t* o, G- \6 `
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（未完，楼下继续。）
, x- @4 Z+ X( N/ c; H6 M1 U2014/7/9 23:30:54登录后回复 ' p f) V: ]1 B% Z q! K
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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：* f" H6 P3 _5 n
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拔下交流低压电插线：5 t8 Y" O2 {2 {9 ~& `
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6 c* d ]* Y- m6 Z3 _- _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）：
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四、故障原因分析及排除0 }+ x: b0 j. Y$ P- L8 u$ p p
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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+ H4 A/ X5 B* a0 S: `: o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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4 v) i3 f. u8 O5 o1 o' R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：0 ?+ w8 h# W; E w$ E
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在仪器通电情况下，用万用表检查：
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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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7 P0 m9 D4 y4 P0 l2 w i8 \6 i②、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）：2 ?/ s/ \. n _" M3 f( M
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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。# m; F% s7 Z! E2 y# N
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7 _$ B F3 _" W④、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）。
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{$ r( n. h) `' o/ k% j' z⑥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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检查结论：输入电路及IC是好的。
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- }3 C5 M# b2 ]+ L2、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：7 E* e" Q8 P. Q3 H) O) S2 j* ^
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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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" S& Q. k2 @ G 关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。: e" U) r9 G# ~1 D% R$ E. U
: D8 t4 m# M6 x+ m9 @, d结束语：
7 F0 Z" c! w/ f/ Z. R& m3 R9 } 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。 ?1 P* Y6 O6 x0 b
2014/7/9 23:56:36
6 P9 l# h' R# {! y* S/ {- D
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