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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 1 e* |$ R" v2 @; V
* h5 |0 f/ Z! ^% x3 N$ q 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。
" X& V, M6 Z! d; x3 v0 ]) G6 X; Z6 K* ^5 F: X* x. \7 P
一、故障现象 D6 i9 n } v. }
$ M# t, Z U! q) ^仪器外观：5 b2 h+ X; I7 O/ U6 w
& Q' ^6 M: ]! v2 b4 @
7 G6 A$ o$ R" R* {5 I/ q4 ]5 b( u下面是拍的故障图片& M/ }, U- @1 b8 q" N$ |
电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：
! _! ]/ E3 Y7 x; A3 w
3 f) l L& l7 o1 z' ?% u! ^
: g# K# h7 H- V! A开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：
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% F I* Z& c0 U8 E2 m% A+ \' ], g6 c% Z; E- D$ `& X5 Z9 c. V) N
转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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1 V: c r6 }9 \' i$ h3 P ]& D; n. n1 d2 G `* R5 _
再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：7 R- K7 y ~1 c+ r( g4 L9 I
3 P" }7 I3 B' d7 \$ e$ h
2 d: u s& n* h$ _& c9 p C5 x转换到pH档的现象，全部调节失灵：/ l' m5 J+ s8 _$ T; F
5 r1 H# ?- _9 S$ a4 y
7 |; c& N d8 [( ?4 Z二、拆机步骤; W# \" L6 d0 X% g/ M
将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：
2 L/ q/ e9 a% ?: T+ N& L& _# o
( ^1 g5 d+ F! M$ c- M+ v% q& l% h
5 E1 Y# _5 J/ C' e0 N* Q
: z% l% ]; B/ M翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：
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( h, ~4 X5 V7 [/ S1 B4 c/ j( \# L: E0 ?/ n
结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：3 |6 l7 ^6 S; R8 [3 h- E. l7 p: L' |
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% T; S. U" r" b8 S" g三、电路元件功能4 C; F' T i& x0 F8 a
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：
- ^9 m' ~7 u- l) g$ ~7 @6 g, n; h+ ^- n5 k! C& a
& C- O7 E! m7 rPHS-3C酸度计电路结构：
% q9 f1 S) e& c7 D$ n, K* j6 F" Y2 m( L: V B
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% o& X( |) M0 b4 Y: o2 |2 h
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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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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。: \* W& `% Y9 m3 q) J( f
; ?( ?; _: p \. F# A' v: U* Q4 C本机电路板：) u- n' f5 A9 P6 V
6 u; G! `$ W8 K* a
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5 f$ p7 B: H& j; n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：1 l5 y( i- s* S4 W- {7 h. ^& w
2 K) |8 u' J& C- z9 L
5 Y- H4 K; R. r7 NPCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：$ ^" @ w) {* t u3 }; |
8 q1 f! d7 e# A U+ E
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1、电源电路
+ z$ M4 M" r' ^4 H& f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：9 C5 ^4 ?& B6 |2 j& z7 r8 N2 x; E
6 x$ H+ b( t- q7 {! c: Q) W) I4 ?- y+ p% V* J0 ?$ j
变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：
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% `& W% h1 u4 u* H* S" s
8只二极管分别作两组电源的全波整流：
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4 o6 W; ?% r0 H2 u) P% {
三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电： j; }; J1 [0 ~- }
8 ?7 X- o$ k7 t; |
# R1 x. Z6 W& T: t" A, a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：, f* h% k8 o g- W" a( j
# G$ u( l% K0 T5 |7 \" _$ ]
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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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) I- \' x k" j$ M9 y; m2 s（未完，楼下继续）, N, n/ H, }& L
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6 t6 B- y+ F9 @1 t: A+ O2 j) @
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6 T/ @5 Y9 i" x1 {
8 Y) E# i, t5 `5 g5 H& A （接楼上，继续发：）; e) ]/ L/ J$ Q* S3 m+ ^1 @6 ~( z q
8 u6 {1 _: a$ B. W7 i2、信号输入电路
% f7 M5 P6 M1 M% 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：
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) V( ]- @% ^) _# f- g) qLM385 Z2.5提供2.5V基准电压：* G; ^- l- N7 f9 F$ y1 Q2 D
6 M' R! L" X% l- x
5 b: c: l* I7 P* |3、A/D电路
( x: X5 }6 H3 C 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）；
, }3 y0 d. |4 H/ y7 e* `8 z0 K- f) ` 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：
) b3 T5 ]& @8 @
; n5 ?. q+ A( r7 P: k- d# L- _# K# Y, g* L/ v3 D5 |
4、LED显示电路
+ f( A# P" y8 x6 \! U& U& |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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; T" l& |+ u7 ?3 s5 _5 h* s4 w& ~5 K+ A l1 ~
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：& K/ B& N6 {$ h
2 J" r. R/ w q8 Z' r# Y0 s& n; y+ U+ Q* ?, _* I
ULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：1 _+ d' Q2 _& d U
3 l) L- e2 z) a1 A R$ q+ W" Q. S+ e6 C, z1 _
5、其它元件
. a. l0 \! u. v6 ^3 n. r" _+ Q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：. E1 x" i2 C6 Y4 n* d
4 Y+ w$ |0 y) N6 {
8 G- w3 G$ G9 \6 a1 o1 C' O橘黄色的是A/D的旁路电容：/ v" Y" K1 t* w
. @1 A5 H1 f& ~* C+ M, [- U6 P* V/ |. F) j6 C2 [
天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：. q( V0 |& l; U* F. Y6 }6 j
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" N# j+ @9 V+ r+ o+ VmV档与pH档切换的波段开关：
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, B0 C: T/ ]: F& }. _( f) c3 w5 N' M* \
调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：
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7 u4 Y0 L+ {- r3 V" W+ [
调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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% u) q D: K' A（未完，楼下继续。）
, _, L- d! T0 k- i" T' W" e( ^2014/7/9 23:30:54登录后回复 + j& z1 J' x$ Z8 y/ V
% |! P0 D3 l S2 a（接楼上，继续发）8 E# v. U5 k4 C' r* @( @
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拆下电路板四颗固定螺丝：- C L* f6 ^( B+ B) u6 f
3 I) C8 e2 ^. L4 { [
, _) w# m0 Z9 N' G" ~拔下交流低压电插线：8 W2 z/ i T$ ]4 P5 U( a
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4 f2 q& l' H$ l1 P7 R' P
拔下与电位器、波段开关相连的插线：
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: V* c# w; _% z8 s
! A, k7 r8 X1 l" I# H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）：! Z6 a: m6 }1 [# J N; g
; h5 B$ Z: y% @3 Y$ f; j7 Z W
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四、故障原因分析及排除0 D1 L) g% L/ _2 \. B3 W/ M8 g
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。% b8 i* A# p( a. \5 a- b2 R
3 | c% g- a& Q# h& L, @2 D( A6 O. e) Q1、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：8 z4 k7 T6 p( i% ?9 i
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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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( v5 ~! L) N: 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：$ i' l2 q" m+ j( K
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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 D) U* N, Q; B/ t$ G; ^
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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）：" F- d9 K( n; A7 w5 p* G0 z
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% [! |- ]: P8 Q' Y/ o" O③、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 M) O5 \7 K1 k. t8 j5 P④、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。$ m- p$ r4 v# c
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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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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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+ J5 [% P& U! u: c1 Y7 K检查结论：输入电路及IC是好的。3 e% N: |4 C3 i/ {" U& Z3 O
3 d- N* T; r: p& |4 J$ r+ c2、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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$ P$ _ V5 n0 T& D3 D 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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3 s! b# C8 g6 n3 L结束语：& k R7 B0 x* R8 ?9 i
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。
& |2 ^! Q% t2 C. |2014/7/9 23:56:36 " A# k; I$ i- n0 @6 B7 ?' s
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