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主题：【第七届原创】拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数值故障

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发表于：2014/07/09 23:29:32 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

维权声明：本文为sc360xp原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。

拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数显故障

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。

一、故障现象

仪器外观：

下面是拍的故障图片
电极接口处插上短路插头（内部短路的Q9插头）：

开机后，mV档出现随机数值（应该为0）：

转换到pH档的现象，全部调节失灵：

再开一次机，mV档依然出现随机值（应该为0）：

转换到pH档的现象，全部调节失灵：

二、拆机步骤
将仪器翻到背面，卸下6颗固定螺钉：

翻开机壳，机壳内部亮晃晃的，有防静电铝膜镀层：

结构由两部分组成，是见过的仪器中，最方便维修的：

三、电路元件功能
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：

PHS-3C酸度计电路结构：

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。

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。

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。

本机电路板：

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：

PCB板上有版本标示，是雷磁PHS-3C（02）版：

1、电源电路
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：

变压器次级有8V+8V双绕组和单独的一组8V电源：

8只二极管分别作两组电源的全波整流：

三端稳压器78L05与79L05构成±5V稳压电源，给输入IC供电：

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：

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。

（未完，楼下继续）

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（接楼上，继续发：）

2、信号输入电路
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：

LM385 Z2.5提供2.5V基准电压：

3、A/D电路
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）；
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：

4、LED显示电路
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：

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：

ULN2003AN是美国TI公司达林顿管阵列，驱动LED显示模块：

5、其它元件
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：

橘黄色的是A/D的旁路电容：

天蓝色整流滤波电解电容，见到国产老品牌“天和”，很亲切：

mV档与pH档切换的波段开关：

调温度补偿电位器（680Ω）、调斜率电位器（47K）：

调定位的精密多圈电位器（1.5K）：

（未完，楼下继续。）

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2014/7/10 9:17:39 Last edit by sc360xp

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2014/7/9 23:56:36 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

（接楼上，继续发）

拆下电路板四颗固定螺丝：

拔下交流低压电插线：

拔下与电位器、波段开关相连的插线：

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）：

四、故障原因分析及排除
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。

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：

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：

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：

在仪器通电情况下，用万用表检查：

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：

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）：

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。

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。

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）。

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。

检查结论：输入电路及IC是好的。

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：

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。

关于仪器校核，论坛已有许多文章，就不再赘述了。

结束语：
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。

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2014/7/10 13:53:33 Last edit by sc360xp