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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 6 N2 |# `) z$ T, w7 U8 I& {' m
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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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$ \% h& ] r) d2 }' C$ n一、故障现象; q T3 m0 d" S1 f" w5 d; R
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仪器外观：* S. i9 X5 U1 q' Q1 {; b
- h1 ?1 B5 I6 g) ~: }
$ C# ~, g6 {" v" P( A
下面是拍的故障图片
! }+ e, {" _: [' J5 b. Y; v' [电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：( G3 U( m7 [5 Q, z2 t, w
. ?* Y5 X1 X- i9 i9 c
/ X6 R* N5 z' @" p4 i" a( w开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：
" Q5 I, n, ~( N% d1 [- w. X$ F6 Q6 W7 D9 }: M
* }( E: c% P2 f- X `! y
转换到pH档的现象，全部调节失灵：* h; T ]9 [. I- D; t8 U; L i
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再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：
3 [" m0 ^, w* L. w2 N" P9 a0 N9 i
; N3 o4 s0 @5 v! T& w `
- O2 { U: s) @6 i4 p9 k' e4 J F$ G转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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* ]4 D+ J3 X' `. Z5 k0 @- E( m: B
$ Y4 z N8 z0 I9 M% m8 M5 G; K二、拆机步骤' \9 I7 B' u, ]* |
将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：
& h) A: d5 T5 ^; Z8 O" ?, w O
" J( d8 M: \; m! [
" a7 {7 Z T! [, [( t5 ?) A翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：4 a+ e( h% ^( Q
& E1 y+ D/ ^$ {9 d: x( H
9 J, H7 d+ U. @4 K* L5 ?4 F结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：: V. ]9 I4 {/ N* U% e" |; D2 J
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" j+ A% e4 d# }, t
三、电路元件功能
" d" [! }' N4 P" ePHS-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：& o6 f. Y5 h2 @: ^, w( V% j
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PHS-3C酸度计电路结构：
/ g) n4 _) t! A' l
% a( u" t {7 j x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。/ p7 P7 E* T& c; c0 A
/ u: {* G& [% g6 e J5 b; S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。/ J8 V( }' \% J) L3 _: Y8 t
7 i/ B. m$ l# ^3 n' S+ 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。
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本机电路板：' r1 X8 x" Y+ x/ R
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3 z- n( Q% s8 ]6 w) Q
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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PCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：) E8 J: B! B6 R
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' S2 o9 i& v( Q* o" ]1、电源电路
% D, o" H4 q" |! t) d0 }8 N; u7 Y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：& X" Z F- g# n- Q8 U
. }1 Z& X% ?4 `) q2 z5 A
7 h1 M9 `: w# X变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：1 e3 J- R* \+ G4 e7 M
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7 x$ R. j$ R. U0 N8只二极管分别作两组电源的全波整流：
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3 r& a# S& m( c
1 [7 L1 f) ~6 x- N* |4 E- ]# Y, v" W! Q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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+ s' t( Q5 ~ `. T7 i/ G6 v' c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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2 ?, i8 C+ G. o/ G5 ?: @1 K2 D, L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）( H& @+ u, N; `6 _$ V9 A5 R: h3 `# b
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0 F! Z4 P& z# a: t6 {/ W4 X
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9 q! T) s' z; D+ R" @, z, e6 ~+ t5 S9 D) |' w7 ]
（接楼上，继续发：）
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5 `* B. Q( A6 ?) O- j7 z& w' \2、信号输入电路
, N5 ^3 V: u- _0 V. f9 C7 k: Y 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：: @5 R. K! K" Y7 S
# D3 H- o2 N5 J# D" R
" U( s( M# v% H+ SLM385 Z2.5提供2.5V基准电压：6 T: C8 l7 {3 n( H) h! `7 b
2 ?: R0 K; B/ B" N/ P
& n. p. d& P' J, B5 }3、A/D电路
3 o! ~: Z7 G1 w8 F 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）；
" @/ N9 {% {$ Q1 ]; y. O 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：
/ y- \9 f" r5 z, G5 g
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2 Q2 H& M5 v! E5 U4、LED显示电路+ x1 L/ |4 H" g, |( D
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：
' L! X9 v" Q! f4 A+ Y- ~
8 |0 P' m2 Q' z2 A$ Z4 i- b9 V
4 m7 r% @0 g7 [4 q lMC14513BCP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：& j- C: X6 x5 `8 V: z) k$ L5 K( U
( t* D4 \7 o" l; y! u
# _8 {" q) m; K; e- P
ULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：, ~* w- I8 a1 R6 [
( J# `( v/ d" C0 L& v2 R" O( ~
0 l* N' U1 b$ h7 V/ I# U7 i/ ^5、其它元件
- ~# ~$ E3 N0 e0 ^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：9 L2 @3 w# j# v1 s- B
4 X. M8 [! ^& A0 C
$ ]( B4 t9 q; ?! U/ h. t! Z( x橘黄色的是A/D的旁路电容：( `& l% m. e7 A c
/ w4 d) S8 h7 l
J" p3 {' o4 G4 l/ ^天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：! U. t! w1 l, b, W. @1 O* n
6 V+ ]- g2 G0 O6 K; U# {& D. J( o4 b/ y, P6 _
mV档与pH档切换的波段开关：
; m, e1 G! J( {$ N6 y0 e9 _% Z4 @1 m$ `# U! T2 X% L8 j
7 h2 G# r$ n+ o4 g4 a/ r调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：' n" ~( s5 [( A! J$ F
$ h: T! J8 ~! }+ D0 X
. M; I5 H2 z. v( r1 ?: D3 p, Y调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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( w- U: _7 N8 L2 v. j3 S& K' D1 y m5 @8 q9 z5 M
（未完，楼下继续。）! q8 ]1 A1 u; z4 a$ c& M7 G/ b
2014/7/9 23:30:54登录后回复 6 w- M" _% f7 \6 R) p+ f
* R4 Y( f" t$ H( B（接楼上，继续发）
: f# H0 a9 h8 L; `" s2 I' J" G+ p G' P5 C1 B+ P' F* u0 ?
拆下电路板四颗固定螺丝：# r# z0 p1 z, h3 ^. `9 ^) g( H8 Y' o9 y
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- I7 F1 b* L" X1 ?) U- p: E+ L拔下交流低压电插线：6 Z: J, y/ ^; o. d$ D# X
) J- O- X" K9 F
( R* r& v B. ^拔下与电位器、波段开关相连的插线：" b% h8 W: D6 n6 y& e2 K- B: y
( j2 M$ M( e+ L0 F' e$ F4 z' \
7 D# {7 b' |7 u. B$ \: u3 @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）：
) p& A# p, Q( B- ?1 L2 j u" P; t
- A8 R9 b) w+ F: ~! y; {7 B4 E6 |8 X% d1 }+ v, q% z$ c7 m
四、故障原因分析及排除
~' t+ w4 j2 u( q3 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。; |4 e% }( J2 R6 [3 Y/ q# U
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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：
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% ~8 F- ?: {# D- c) U' e$ v; d 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：! _' L) W: F. D9 j/ n: J8 p; T
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在仪器通电情况下，用万用表检查：
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9 r+ R( U, h: @; U①、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：1 i! I! F0 S- E2 j" L/ A8 B
, w) J6 a( W) }+ o e) y
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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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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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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）。* g. x" Q$ y: f. k: L
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L5 x/ U" n% Q' [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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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：
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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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: ?, e$ r9 A8 B 关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。% K# w! K& u6 s. e- |0 g3 t3 d7 ?
$ W% b. \2 Z3 }( U f u4 W结束语：4 Q$ ~! x. Z& V% j! ^
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。
3 ?. b0 |+ }1 ?1 z2014/7/9 23:56:36
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