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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 - }/ Q& d1 \1 K& P
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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( A: s+ n: u- q; K
6 B. p/ l, h6 e; _. @仪器外观：
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- c! Q3 h4 i9 D( l5 `" I5 E6 {6 G: V u
下面是拍的故障图片
9 `5 i) Z1 P* F5 b4 c# n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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- z) @; c w9 e7 b/ e/ k8 Z. x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）：7 c) H2 T6 m; R
- W; n5 r3 i1 J5 F1 p8 Q6 f- r; |
/ ?* A/ S5 m, k5 G6 t! b# z- @转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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- c/ a1 L! U5 J3 ^4 g; p/ r二、拆机步骤
2 M4 r' E4 ^6 w; T) L将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：0 f+ B( l6 d. B: ^. G z
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翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：$ Q3 w- {2 g/ j! x: l- \5 E
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; a/ D5 i, W% `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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3 \6 M8 `( n# o" x三、电路元件功能( Z$ }, Q! }, ]
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：. h2 K4 X. h; V
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0 j' X; a( \6 ^6 cPHS-3C酸度计电路结构：. F1 p6 K/ H% m( g6 a2 ?+ y- w% J4 x
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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。
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9 @3 S0 X g1 i/ N3 x8 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。
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1 J, [' X, G5 W2 O1 |+ QPHS-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：' G0 \; F+ L% q
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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：* b) H5 X8 v) C0 _9 a. p, I0 u
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PCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：
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3 n6 i2 Y( Q. L7 `1、电源电路5 J8 `1 q7 N% n w7 _
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：" S3 j, P/ z3 w8 K( E- C6 r5 p3 p
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变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：
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: X( N( ]. R9 D# H. C7 o2 X7 d, V; L/ O# h. y' d% f
8只二极管分别作两组电源的全波整流：
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( b8 Z1 f/ j: c1 d9 ?) A
4 U5 a5 A/ i4 u5 z. n) E p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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; { V% R: a! 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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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。 f3 p& Q6 x }
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（未完，楼下继续）1 c O" H: V7 b6 Q
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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4 ?% g0 ^' x: `" f$ b9 W( q& x7 ^. @& W1 u5 m7 w5 Y
1 o% Q4 A Q4 i3 c' ~1 Y# S7 _ （接楼上，继续发：）; {4 X. F" l! d* Z8 o/ ?$ M9 x; U
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2、信号输入电路$ K2 ]* N1 J5 Q( y6 j, f
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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7 ^/ j& V. z: lLM385 Z2.5提供2.5V基准电压： j3 f) M- [" `
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1 k# f: {6 F9 U, Y' x! n9 C3、A/D电路. T R; U& O/ X
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）；1 ?/ k$ M- ~1 T
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：0 U" }5 B# a+ W3 ]! A( _" D: O2 Q
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4、LED显示电路2 E2 M& U1 O( 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：1 C* M" l; }" {8 Z3 T" m
) Z6 L: ]. e5 w" m/ K$ a7 F+ N& H! {9 T- G
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：6 S& V+ G R$ w! I0 B2 T5 S
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4 x+ S& ]9 q- Z) e5 O9 Q3 WULN2003AN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
% v) k; t1 F0 d% z8 r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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$ e# |# N8 Y& t; k, s% i6 [橘黄色的是A/D的旁路电容：0 }/ M0 f' V |
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: q4 b$ s: `/ N. J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：
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: R8 O3 H, h: W! M* ~% l* R; E/ ~8 J" m7 E' {7 O
调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：
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调定位的精密多圈电位器（1.5K）：) L+ A" j- l3 j6 \
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* T; f7 X, J! A$ @% G: _/ V. v6 v（未完，楼下继续。）
# \: F: k2 u8 T5 f, y; ?2014/7/9 23:30:54登录后回复 8 F3 e% ?6 l# L
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（接楼上，继续发）0 y- N; i; q* |! V
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拆下电路板四颗固定螺丝：
6 j" O" [- A% C z) Q+ w; _: k; |6 {: a- t
) f% ]9 j& _, z拔下交流低压电插线：
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' V2 U+ a' v; l$ r- p" n拔下与电位器、波段开关相连的插线：
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; ?) z/ H( y& [# G) {; n D3 A: J C: S
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! f& a2 R8 e! z2 L% X
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四、故障原因分析及排除. e/ ]! a3 n7 b# U1 @
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。; ?$ f/ z1 K, [2 j4 t- S
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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：3 Z2 K$ B7 s/ Q2 l2 j) T& ?
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. L* u: v; i: f- r3 p3 F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：+ E, z" V2 M. M
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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：
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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：1 S( d8 z- Y+ t* j/ g/ d% k0 ?
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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）：# J7 i% w' z" N) t: m* A
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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。$ q {4 ]/ c9 G! @7 G
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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）。
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( D6 N3 Z8 I# f⑥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。+ T- e! C: x- V/ t! y1 ~, O
8 \$ ?& F; t8 D' v% j3 b检查结论：输入电路及IC是好的。! x6 \8 F5 @7 i e$ w
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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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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：, N0 a$ E# g( k# t8 H, S
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。- m9 ]6 }: j' l+ M; z5 ?
2014/7/9 23:56:36 ' j. T3 k7 q9 G
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