拆解PHS-3C酸度计，手把手教你排除随机数值故障

sc360xp

2014/07/09

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电化学综合讨论

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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sc360xp

第1楼2014/07/09

（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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sc360xp

第2楼2014/07/09

（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。