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拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障 : M& I; N2 z' a& G/ N( l
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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# w/ d! _% m- j5 T# X" k
) u7 {. Q3 s# W% {- j D: C仪器外观：
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下面是拍的故障图片
7 C1 x6 T4 P& X/ A+ [电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：+ J. A) F0 Z F! \' w9 ?
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4 u( o8 I5 ]& i6 Q- _1 R开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：& E3 y; Y! {0 \: ]2 t! c
( W( t% ]% d+ c( h/ O9 w& |0 ^# g. t$ ^) }9 g; ~7 y
转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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( s8 R* j* C& W: h% b7 y) d4 N- J再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：
) H0 R- I4 o7 d; o+ B% e9 I$ `( F# k. q$ j; r
+ a* A& X. Z; {4 F; }
转换到pH档的现象，全部调节失灵：
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( o2 S; H. p* A* D" k z二、拆机步骤
% {4 Q3 b( l! a: ]将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：" E: z, Y$ a) g* ]% t" R% C# Q
$ f# \( \0 u# C1 g0 s" ~3 X. I7 M
4 a L# z, D' v7 [2 ~. |2 r翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：' ]& }0 T; {6 S1 S% @2 G
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结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：
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三、电路元件功能 T9 {* T1 f& _6 y) _9 M- M8 {
PHS-3C酸度计作为一款国产经典的仪器，跨度长达近30年，第一代PHS-3C酸度计电路原理图如下：
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( ^ w f. H4 o T
, D2 o- \) k4 x5 a. OPHS-3C酸度计电路结构：$ x2 B& W9 s4 ^2 B$ P
- o1 M# |5 ?( k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。: `, L! d8 [2 O' [
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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。: W1 {. G/ X/ E! c% ]& C
; T: q- G" y8 i! hPHS-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。6 V" ]) G& K2 m4 e
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本机电路板：. u8 s% D6 w9 _7 c- S
" ^7 T& O- c, x! y& _0 [
, K4 c! A/ Z) n) q
, q' y5 `+ t! f* f8 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：: L* i) t. x/ O: W8 U" Y; {, P6 _
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* Z3 [" }( o# ^7 }+ X) o% j' O1、电源电路
3 ~( C3 S7 D7 o" i3 K( S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：) N% ^. N0 W6 `9 |+ c! Z( E
4 W& S2 a! G: U3 R6 u& L4 S( Z. b& a1 {
变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：' M$ `5 u* f1 }" P
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8只二极管分别作两组电源的全波整流：
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三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电：1 b9 V% K& X' j3 ?" [: s# R/ N7 r
1 q+ G5 E: G% w, Y: ?, N4 [
+ @, @" j, w1 e( l+ m2 h1 ?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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3 m4 D4 y; W' u8 \（未完，楼下继续）7 a6 Z4 V. X' ^+ n8 ^
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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9 ?3 h5 w, a5 N% l1 u, i# k% A) ], \ j5 o% w
& n8 [9 D, L" x' V （接楼上，继续发：）
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2、信号输入电路
) d3 z) \. `4 |" w9 |" c) _, ^ 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：+ Q$ x- ]0 }3 v
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LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：9 X; d3 S8 F8 u& x
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3、A/D电路
5 _. K3 c' Z2 I9 L+ ?# p 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）；
) Z) M8 i" S' z( V ]8 y8 C5 K2 y 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：
" T0 T. o; S# b) c+ Q1 i- K3 P3 }: X. g5 I I4 [
. M8 Y1 l, N9 M- n5 Y* c4、LED显示电路
) |4 [2 n1 U W4 ]+ J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：5 u1 e5 |, t- w3 l( R9 c
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* o6 ^4 k2 w/ [( l7 GMC14513BCP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：* `( ?7 Z8 t9 H& y2 V* {2 O g
: e' M$ I; i$ h/ Q
, O( g/ y) H* Q& p NULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：) \9 c! t) q, N0 X: j7 L
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! }/ P- g( h g9 ~( e5 y5、其它元件1 b4 n; T4 K6 L D. N$ x
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：
' Q9 u4 ]" F+ ~" y% `' j1 I+ W$ |! f& o, H3 c, y
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橘黄色的是A/D的旁路电容：
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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：
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# {' t% d0 K) S! k) i: p* l7 `, emV档与pH档切换的波段开关：
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* I, Z* d7 I2 V调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：& @6 c; m" @1 b1 o2 q
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调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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（未完，楼下继续。）* R' r* u* G& {
2014/7/9 23:30:54登录后回复 q9 B6 }+ R6 ]2 K
8 I: V8 g9 Y' p; V- P（接楼上，继续发）
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% s! J. R& o7 K# T1 L+ }拆下电路板四颗固定螺丝：+ f g" M: ^) x7 |! C
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拔下交流低压电插线：
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拔下与电位器、波段开关相连的插线：4 G4 n; S8 ~; g" k# g; `
7 r) r" g% r, q0 t0 ?9 q7 R3 I
4 Q& @' u4 E6 t+ V/ Z: z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' U8 e% s; \2 B2 R- W
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& x: R4 N! @. X2 z# C" k四、故障原因分析及排除
1 J1 M# s) L1 m. R& N9 m0 U 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。$ g- L( N, l4 g1 i: V
* x% a" m6 Q/ \, ~3 O5 c* R1、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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& B( B- A5 J2 M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：4 R: V9 n4 O% `3 x6 ?- z
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* A! d$ V1 m. k4 d/ t& W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：+ ]3 s+ _% ] D* [
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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：- T* g, F, U; U' w- f: t. F. F
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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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* v( _ C+ {. L: N4 d: |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。9 i, l$ A$ E1 n, w
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4 s3 f% U) t$ g! B④、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。# S$ ^2 F$ U2 s8 X
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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）。: D2 }) T7 D& i
* [# M+ e( b3 |. v# T/ N2 Y3 B, X1 ~. i
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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8 ~/ o! X- ?3 \3 O2、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：: e2 l# X- N* i5 C/ x2 y
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5 c: d4 y( j A 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。5 j6 z! c4 A5 h
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! }9 [! r4 S6 n6 k6 h( } 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：! B: {: e0 }% d2 l
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。, }; d( a# B$ x
2014/7/9 23:56:36
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