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3D打印機(jī)里的熱敏電阻是什么
熱敏電阻是在3D打印機(jī)上測(cè)量溫度的最常見設(shè)備?？刂拼蛴C(jī)噴嘴和加熱床的溫度對(duì)于成功打印至關(guān)重要。幾種傳感器類型可以提供此數(shù)據(jù)，其中包括熱電偶和電阻溫度檢測(cè)器 (RTD)。熱敏電阻器已經(jīng)開始主導(dǎo)3D打印市場(chǎng)，因?yàn)樗鼈兒?jiǎn)單、成本低且易于與控制器板集成。
在哪里可以找到它們
熱敏電阻可以在3D打印機(jī)的多個(gè)位置找到。在典型的打印頭或熱端，打印機(jī)的噴嘴被擰入一塊金屬(通常包裹在硅膠套中)，這會(huì)使燈絲升溫并熔化。連接到此塊的是兩對(duì)電線。第一個(gè)為加熱塊的元件供電，而第二個(gè)連接到嵌入塊內(nèi)部空間的熱敏電阻，以便可以準(zhǔn)確測(cè)量其溫度。
熱敏電阻在加熱床上的位置不太明顯。通常，它夾在打印表面和加熱元件之間，看不見。在帶有加熱外殼的打印機(jī)上，您也可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)測(cè)量打印空間溫度的打印機(jī)。
在所有情況下，連接到每個(gè)熱敏電阻的導(dǎo)線對(duì)都被引回到控制器板上。當(dāng)它們加熱時(shí)，它們的電阻會(huì)發(fā)生變化，而這些變化會(huì)被打印機(jī)的固件檢測(cè)到并根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行映射以計(jì)算溫度。
類型
有兩種類型的熱敏電阻。在3D打印機(jī)中發(fā)現(xiàn)的那些被稱為負(fù)溫度系數(shù) (NTC) 設(shè)備，這意味著它們的電阻會(huì)隨著加熱而降低。相比之下，正溫度系數(shù) (PTC) 熱敏電阻會(huì)隨著溫度升高而增加電阻，并且通常用作自恢復(fù)電熔斷器。
經(jīng)典的3D打印機(jī)熱敏電阻是“NTC 3950 100k”類型。“NTC”后面的數(shù)字與用于描述熱敏電阻溫度/電阻曲線形狀的系數(shù)有關(guān)。特征形狀是由研究人員Steinhart 和 Hart在 1960 年代建立的，三個(gè)系數(shù)(a、b 和 c)仍然以它們的名字命名。這些通常被簡(jiǎn)化為單個(gè)值 B 或 β，其值通常在 3,500 到 4,500 之間。
識(shí)別和修復(fù)問題
有了與熱敏電阻相關(guān)的所有數(shù)據(jù)和計(jì)算，我們希望我們的熱敏電阻測(cè)量精度在 1% 以內(nèi)。然而，情況并非總是如此。在3D打印論壇上，發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差高達(dá) 15°C 的情況并不少見，在某些情況下，可能會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 15°C 的問題。
以下是可能導(dǎo)致此類錯(cuò)誤的幾個(gè)因素：
隨時(shí)間漂移：所有熱敏電阻都會(huì)隨時(shí)間變化，尤其是長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫下。這會(huì)導(dǎo)致電阻增加，從而導(dǎo)致記錄或顯示的溫度低于實(shí)際溫度。對(duì)于熱敏電阻本身，制造商聲稱每年的變化小于 0.2 °C。然而，許多事表明漂移比制造商聲稱的要高，盡管這可能是由于其他組件的退化。
容差：熱敏電阻的性能往往相當(dāng)一致，但它們的容差會(huì)隨著溫度的升高而降低。某些3D打印機(jī)熱端中使用的熱敏電阻在較高溫度下的準(zhǔn)確度可能為 +/-3%，當(dāng)打印 ABS 等材料時(shí)，這相當(dāng)于 +/-5°C。
校準(zhǔn)數(shù)據(jù)不正確：對(duì)于安裝的熱敏電阻，應(yīng)用的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可能不正確。這有可能導(dǎo)致最大的差異，有時(shí)差異很大，它們會(huì)立即顯現(xiàn)出來(lái)!
連接電路：打印機(jī)主板上的不合格組件或連接電纜中異常高的電阻也可能有軸承。這些也會(huì)隨著時(shí)間的推移而改變和漂移。
PID 調(diào)整不當(dāng)：這會(huì)導(dǎo)致打印機(jī)的熱端或熱床溫度波動(dòng)，并且在某些情況下，與報(bào)告的內(nèi)容不一致。在大多數(shù)打印機(jī)上，執(zhí)行快速 PID 自動(dòng)調(diào)整會(huì)有所幫助。
熱敏電阻*或部分故障：實(shí)際溫度的大量低報(bào)可能是有問題的熱敏電阻造成的。在較舊的打印機(jī)(或未啟用熱保護(hù)的打印機(jī))上，這可能會(huì)導(dǎo)致熱失控，甚至可能引發(fā)火災(zāi)。傳感器本身可能會(huì)出現(xiàn)故障，但最有可能的問題是電線損壞或松動(dòng)。熱敏電阻線相對(duì)脆弱，必須小心避免損壞，例如在更換噴嘴時(shí)。