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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 ?& y* d4 l) r# S" |/ J8 n
& i* v' l% D% P 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。, r6 } i+ {7 | k
$ p) `- T& [. I一、故障现象
0 M( E" `4 |) x2 y# ]0 K) e8 U) T% k k7 g
仪器外观：& d9 h& _3 C( c, D! B- V' V
9 G3 g/ P8 q9 w/ {$ \; R
% B- J# [. N* u7 @( o2 p下面是拍的故障图片
% C, g- t2 V' x5 N& e电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：
* J0 D9 ~+ y" x4 G) Y: t8 x; ^5 i: q: D1 w6 k" B1 t
8 i9 o* Y/ l/ s) `9 B& A' D
开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：( n0 z& I1 [, q2 s7 I
& S9 q, r5 t u4 j+ S3 [; B6 {
' S. p+ w4 I5 Z9 V. }; E5 U) y转换到pH档的现象，全部调节失灵：
% j# B. v" f9 Q, v9 b% q6 b6 ?
5 T, @5 p m; r0 I7 T' l
2 r) u& v( R# y, \3 w3 z) Z7 f* j再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：
8 q% s* [" d$ I% a# ?& [2 y
B3 l# x4 e$ a4 M7 W7 V4 Y+ @1 F- e3 {4 ]4 H
转换到pH档的现象，全部调节失灵：- D D/ q. W3 F \; t* i% u
/ I5 M* Z' D) k; r$ f+ ^# s1 S9 B0 z* J3 d9 F: H0 {
二、拆机步骤* P N7 l+ b [( S$ l" V: m
将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：
^% E, F" l5 }% |0 R- U! h4 L7 R% M1 B# b# K
7 x1 c0 M. g- ?& i: V& p
翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：
' y3 W/ e, X: d! ~' q% g2 t5 {- c
$ Z( U, E& |/ \; F+ k+ E结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：
8 k+ ^$ C5 S" t9 T: Q! F* p. }8 u
. z) o4 l' W/ i3 r
三、电路元件功能& R" k, X3 ]- `
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：6 E6 w& n# n- ^, l
! o' U& {1 l9 q. Z* J. q* x! l M5 o4 t- ~. C8 A
PHS-3C酸度计电路结构：
5 k, g& n' w8 x7 i; Q/ |4 D( _3 a o9 p5 J; Y$ N3 j# J
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。
& o8 e2 P$ ~6 {' o; o/ B) u/ |1 b. Z, C9 ]7 C2 G4 H
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。9 F" M! A3 r x3 J0 H. o
+ T$ m8 u: J. d+ g
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。
* F" t% }! z/ d- M) j' D" X1 w( m
3 U u8 o: A6 Q6 M本机电路板：
' Z7 i: w2 Z+ a5 z0 l% P, _
+ {2 _9 R* O: |( ?" ^: Q
' m/ |6 h2 ~' ]% e- `, D$ a+ z0 X
7 r- j6 H8 I! j0 l( o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：; }) f, C8 N# r/ N3 n
: i, a) i, h: \2 q( z
( L+ d4 l1 P& N \( A7 WPCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：2 D3 ~( k6 f B) y2 R r& q& M
. p" U# q+ |7 y4 `
( R! i& ]- v2 O" P
1、电源电路% q: R4 l [3 X/ l
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：* p9 j+ o# _- k! a0 R: k- Q: R
! E+ r0 n+ G# |- y" i0 j( W5 w2 q- x3 m! t
变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：
4 A9 u& \( x1 X% s A$ Z1 R5 F( G
5 G' s9 Y- P+ L, [3 z/ U- J/ v A; R7 y+ n( J
8只二极管分别作两组电源的全波整流：: A5 U9 |. q X. J+ x
' |8 w% Z7 ?/ a$ g' |& s
- W5 \& @. L8 B7 [* S三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电：
- S" e9 {/ w! G! A$ K& g# K
, }2 N( C, J) D1 O5 O, I! k* y- ^" j: m& r7 O
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：2 A2 e, u2 t0 |6 P, Q
8 E2 @1 O3 \1 B: j# `, \
$ Q, x6 N2 R. [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。) V' g6 d: H/ F
2 p5 Z. p+ [, x( m
（未完，楼下继续）9 ?% j4 k5 P3 Q, e+ A V
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
: ]+ A6 z+ h4 U% s/ L% h% y1 ]/ J5 o
9 H* y9 x& \4 L A4 B4 J5 j2 i2 l2 s
（接楼上，继续发：）
. @3 V! p% X( {- T; f( P/ l, B) o; O/ f
2、信号输入电路0 K$ C/ a. u. \1 m( ?$ C7 I+ k
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：9 J' J4 O. |: U/ e0 U
" g. i* m: V5 J4 P
/ S3 c j3 B. tLM385 Z2.5提供2.5V基准电压：# w5 f5 v& X$ ^2 n) K9 `. |
, {/ b" m# k, `6 D7 J+ t
* f' p4 U5 k" h) ]' @ `3、A/D电路
h( U' E. ]" J: 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）；
J$ m5 [ O; S4 ?( @; V 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：' M* Q8 E9 b8 c; F& w! m) p/ S4 ~
$ K) i H E9 K% D, X5 W
4 D L6 b' L0 ~4 U5 T- a, x4、LED显示电路
% O# q! ~4 s, v. e: y" ~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：" F& ]% T% X" p. e8 w4 F
& L* s1 E/ N) `! B" {
F: W; t7 h5 a8 R$ }
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：
* q- `# P) v& u6 [0 o
/ c5 b* K. A p
9 N' I2 q" w! f, Y+ Y6 MULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：3 N& J$ G5 O# K
. c& `: E- U/ O5 b3 X
/ O( E& p( b2 [. E: @& C+ v D5、其它元件
! q! P: W, H3 m3 M! J, i5 H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：( l" ?6 @% o9 \( d) q/ j1 [) |+ H
! W7 T- I+ R+ y- A
+ s- d4 l, b2 J" x. v# `! U
橘黄色的是A/D的旁路电容：
$ C. c9 _7 u+ g5 F+ T5 H5 F( C) T2 \" A# x( E3 j1 H
+ u. [; D3 x& N) K5 l0 ?天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：
' }$ W Z, d+ c' ?7 L, }
5 n7 t6 {) M# i. Y" z/ A) S' K/ S: G1 B& n
mV档与pH档切换的波段开关：
1 |6 o# M" }5 Q* C4 H, t8 \' H5 K, `+ f
6 l6 E/ x* l K' h# }3 \
调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：% ^5 Q4 ~ Y6 M1 q, k
4 h+ {8 n+ r8 U* r" [( D5 S5 ?+ G8 ~' a. L
调定位的精密多圈电位器（1.5K）：
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* z4 I1 k; f( {0 v: t2 w( C i& N: W* |$ H; ?
（未完，楼下继续。）8 |% W/ E2 X' r: O$ P3 r4 H& H
2014/7/9 23:30:54登录后回复
+ A5 E U, o- ^+ J+ Q8 H8 v* N) B- B! j% X9 J V0 p
（接楼上，继续发）
$ x: B. ^9 j1 D6 a
1 o& c; C0 X5 J9 m6 ~: [拆下电路板四颗固定螺丝：$ C! s# T9 A( Q: d' Z- c/ H' O
+ B% {8 A1 X3 n6 {& j% v/ e
: @" m% D) P; V, M p拔下交流低压电插线：- V1 {4 q0 R7 K5 P
$ `0 _8 ?3 Y7 Q. ~* o. n& a4 O: [2 ? R; D/ x( b4 K
拔下与电位器、波段开关相连的插线：( X$ a2 _. A2 V
3 {7 E }3 x( G+ p5 S+ d
' K* |; s5 @( V3 j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）： J; A- T6 b5 [: w3 v# K/ r
- ]' L1 Q% L5 E8 e8 f: S* h6 _
( A Z- K0 d8 K) p3 d. e" w6 J# S四、故障原因分析及排除: `* I) a. Z5 H
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 L t' k% R- E% S
) h1 M- [7 V/ u& K5 h4 w1、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 {8 g" R8 t1 H8 K q3 k7 X
# C S& S, ~2 t
4 O0 n8 t: e0 T1 v0 F7 X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：
" [! O/ B/ i: m4 Q- C' @1 b/ v$ w% T
/ a9 p T. D+ V* h2 f8 _) C
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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. [; {* o% h7 K/ G, H6 `9 N% F& x# k$ F4 ` a" t) @2 `
在仪器通电情况下，用万用表检查：
( \2 q" ^# p3 ~# G& _; I" u8 a2 u2 n" U+ D; `# S3 \
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：9 Y0 ]- c$ s2 `. M
) z3 e2 O- e+ o5 M* O
9 H" ?3 d2 {( @8 W! W②、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。. R; h! p% _2 V% {
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5 _6 p9 J% d4 D! P⑤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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检查结论：输入电路及IC是好的。 q* O) [& P8 Y- O, {+ u) i
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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：/ g1 l: a8 R; V; S! i
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( ~# f4 t5 c9 Y, i( k8 X- O9 g 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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9 E/ U- H. S0 b3 J 关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。2 `( q2 ?! {+ J% N5 u% D7 m+ c
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结束语：
: |8 G. I2 m9 w: z2 ]+ U 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。
8 n4 S# p8 |) U/ r' B! L+ u2014/7/9 23:56:36 & h- _% x& k; @# W
|6 L' m v1 D9 T- f* f; Q, O; ~2 U( K/ [
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