目前3D打印设备在医疗行业、骨骼制造、文物制造、工业制造、汽车零件制造、航空航天以及国防、教育、地理信息系统等领域都有着较为广泛的应用[1]。但是由于其结构设计、电路设计、软件设计尚处于不成熟阶段，因此机械结构失效，电气故障、软件运行失常较为常见，特别是电气故障中的接口部分的故障常常难以维修，与打印喷头关联的电气部件损坏往往导致整个电路板的更换。3D打印机中的温度控制系统至关重要，其不仅能监测打印机的正常工作，更直接关系到打印结果和质量[2]。本文提出了一种采用逐步逼近法的热敏电阻开发编程技术，以实现打印机温度精准控制的目的，通过此方法可对正常电路进行校准，亦可对采集端ADC7被击穿后的故障进行软件校正维修，避免了整个电路板的更换，实现损坏电路板的再利用。

1 系统结构组成

3D打印机从控制结构来看，包含软件和硬件两大部分。软件包括三维设计软件（Pro/E、SolidWorks、UG 等）、控制软件(Repetier-Host、replicatorG 等)和切片软件(skeinforge、slic3r、cura等)。 硬件是实现 3D打印的执行部件，组成见图1。

那只是表面的繁荣，昙花一现。高文鹏说，你是老抛光了，你应该知道，咱们抛光厂端的多是钟表五金厂的饭碗，而目前大陆的钟表订单主要来自欧洲。

2 测温系统的工作原理

2.1 温度采集系统

  

图1 3D打印机硬件系统组成

 

注：1—3D打印机主板（控制执行机构完成3D打印工作）；2—机架（固定各功能部件）；3—打印头出料系统（对加热丝进行加热并且挤出加热丝）；4—X轴步进电机（实现打印头的左右方向移动）；5—Z轴步进电机（实现打印头的上下方向移动）；6—开关电源（用于设备供电）；7—热床（打印模型附着平台）；8—Y轴步进电机（实现打印头的前后方向移动）。

单片机的温度采集电路（图2）中，R2为固定阻值电阻，采用的是4.7 kΩ；R为NTC热敏电阻；R1为保护电路电阻，理论上越大越好，但在制作电路时常常将此电阻省去，因此会导致mosfet场效应管的击穿；Vmeasured为采集输入端口。电路中R1与R2串联，当R1温度变化使阻值发生变化时，Vmeasured端的电压会随之发生变化。

通过单片机内部封装ADC转换模块将模拟量电压值转换成数字信号，单片机根据内部程序比对数据，显示并采用模糊PID控制喷头温度。通常影响温度精准的因素有固定电阻随环境阻值变化、热敏电阻的阻值变化曲线、ADC分辨率、ADC转换时间、热敏电阻头文件表、程序中计算函数、控制温度PID参数设置等。

  

图2 采集电路示意图

2.2 NTC传感器曲线特征

NTC（Negative Temperature Coefficient）传感器是随温度上升电阻值呈指数关系递减，具有负温度系数的热敏电阻传感器。热敏电阻的阻值随温度变化的规律为

 

通过查阅文献，模型的拟合公式为[3]

式（4）中：n 为表的实际行数；Pi，0为第 i行的电压采样值 （V）；Pi，1为第i行的电压采样值所对应的温度值（℃）；r为前次测量的电压采样值（V），开机时为0；C为插值计算后的显示温度值（℃）。

对购买的NTC传感器进行加热，并采用智能温控仪对温度进行监控及万用表测量传感器电阻值，随着温度的变化得出的阻值对应数据（图3）。随着温度的升高，传感器阻值不断的减小。将测量的数据进行曲线拟合可以看出，温度与阻值成指数规律变化。

  

图3 NTC传感器阻值与温度变化曲线

2.3 温度与采集电压

以修改头文件方法进行试验验证，采用高速相机对智能温控仪温度显示与repetier-host软件温度显示进行拍摄。当软件显示温度大于实际温度时，表明传感器表头文件中此温度对应的数值偏大，反之数值偏小。采用多点逐步逼近法来调整参数值，使软件显示温度与实际温度达到允许范围内。根据现有的测量点进行插值运算求出其他温度对应的数值，继续采用多点逐步逼近法调整所有参数值，使工作范围温度实现精准测量。图6为修改头文件后软件显示温度与仪表显示温度对比图。

  

图4 温度与采集电压曲线

式（1）中：RT1为在绝对温度T1下的阻值；B为负温度系数（采用的传感器B值为3 950）。T1=T+273.15。

根据NTC热敏电阻传感器的负温度系数特性，将固定电阻R2与热敏电阻进行串联。当温度升高时热敏电阻阻值成指数减小，电路中热敏电阻两端电压值降低，根据电压变化推算出温度值。在固件程序中2个文件共同决定了测量温度的精确值，temperature.cpp文件是电压温度计算方法及温度PID控制函数；thermistortables.h文件是传感器表头文件，包含R2不同阻值以及NTC传感器不同型号的参数表格。

1.2 环境污染加剧。农业污染的最大特点是隐蔽性强和具有长期性。建国初期我国使用的666等剧毒农药残留在土壤中的化学成分到现在还没有完全分解。化肥农药和含激素生产剂虽然保护了农产品的高产，缩短了农产品的生长期，降低了单位农产品的生产成本，但直接影响农产品的品质，降低了农产品的市场竞争力，并威胁农业安全甚至直接危害人体健康。

 

Function函数中的温度测量函数实现方式是通过加载头文件中的表格，根据实际测量电压值推算出对应的电阻值，然后乘以一个参数值，再与表格中的值进行二次差分计算，计算出当前温度值，通过对函数计算方法的修改可以实现测量温度的校准。但是该方法需要算出精确的关系式，相对修改头文件表比较繁琐。其输出的显示温度值为内插温度算法：当 i∈{1，2，3，…，n}，且 Pi，0＞r时，存在

取n=5可得出关系式为

 

3 NTC的应用编程

国家重大体制的改革，使原国土资源部门的事权发生了根本性的变化，单纯的行政管理职能已转为对自然资源所有权的行使主体。为自然资源综合管理提供服务支撑，未知空间很大。

3.1 通过修改头文件方式校正温度

在头文件表格中，以二维数组方式进行储存，它是式（3）的离散化表达，适合储存于单片机的存储器中。数组中前部分数值是经过数模转换后的参数，后一部分是对应的温度值。加热头测温系统进行温度测量时，程序自动加载表头文件，将转换后的测量值与表中数值对比计算，实时显示此时的温度。根据电压随温度变化式以及表格数据可推算出对应的公式。但对于已经损坏的芯片来说，推算式的方法不适用。可采用试凑的方法修改表头文件参数对测温进行校正。先修改几个参数使温度测量准确，根据这几个参数值，由式，计算出其他温度对应的近似值，最后根据多点逐步逼近法来微调参数值。

3.2 通过修改功能函数方式校正温度

式（2）中，系数 a=（an，an-1，…，a1，a0）T，U[U，1]T，n 的大小由非线性特性复杂程度决定。

 

若 Pi，0＜r时，存在

 

他们毕业才一年，省吃俭用也就攒了两万块，本来想租个大点的房子，换个环境，但现在情况特殊，两万块齐齐地邮了回去。

4 应用与分析

4.1 维修原理

采用多点逐步逼近法，对时间、温度与显示温度进行数据采集记录，温度越高，采集的电压值越大，当显示温度大于时间温度时将参数减小，可比对表格其他数据进行修改。多次测量、比对、修改，直到显示温度与时间温度达到允许误差内，见图5。

  

图5 维修原理图

4.2 试验数据对比

对加热头进行加热，采用XMTD-7411数显温控仪进行温度测量，并得出不同温度下的电压值（图4）。测量电压为NTC传感器两端的电压，当温度升高时电阻值减小，分压电压变小。通过对比分析，可知电压随温度变化规律符合电路系统。将测量的数据进行曲线拟合可知，采集电压与温度变化成非线性关系。

  

图6 软件显示温度与实测温度对比图

 

注：软件显示的温度分别为 199.7，212.3，224.7，232.3 ℃。

由试验结果可知，修改头文件后能够实现软件显示温度和实际温度基本相同，达到对打印温度系统矫正的目的。

4.3 数据分析

表1列出了软件显示温度与智能仪表显示温度的对比值，可以看出温度在27～240℃误差不大。

近几年，许多学者对联合模型表现出了极大的兴趣，并进行了相关联合模型的研究。李正华等于2011年提出了汉语词性标注与依存句法分析相结合的联合模型，Jun等[3]等提出了分词、词性标注以及依存句法分析三者相结合的联合模型。

 

表1 软件显示温度与实测温度对比值

  

注：T0为智能仪表测温；T为软件显示温度。

 

T0/℃ T/℃27 27.5 33 33.7 41 41.2 53 52.9 67 67.5 74 69.2 87 86.5 95 95.0 101 101.3 108 107.7 119 119.6 123 122.4 125 126.3 129 130.1 T0/℃132 136 138 140 145 150 157 176 179 184 188 192 194 197 T/℃133.7 137.0 140.4 142.9 147.8 150.3 157.5 180.1 181.8 183.5 186.9 190.3 193.5 196.8

塑料作为3D打印最为成熟的材料[4]，常用材料是PLA及ABS，工作温度在180～240℃，在此温度范围内最大误差比为在此误差范围内能够实现打印机的正常工作。由此可见，采用修改传感器表头文件的方式能够实现3D打印头温度系统的校正，采用软件编程修改的方法能够解决一些硬件故障问题。该方法可以解决很多软件控制的智能设备存在的一些硬件故障问题。

HPV感染与肺癌预后相关性的机制暂不明确。既往研究提示，HPV阳性肺癌组织中HPV E6、E7癌蛋白的过度表达会下调p53蛋白，导致HPV阳性肺癌患者预后更好[23]。也有研究提出，HPV感染相关恶性肿瘤的主要特征为p53退化和p16上调，导致野生型TP53[24]和p16[25]基因携带几率增大，无病生存率提高。同时，遗传学研究提示，相比未感染HPV的肿瘤细胞，HPV感染肿瘤细胞的染色体畸变率和染色体增倍体出现几率明显降低，对放疗和化疗的敏感性明显升高，预后更好[26]。未来仍需进一步深入的基础研究来阐述HPV感染与肺癌预后相关性的可能机制。

5 结论

综上所述，3D打印机温度系统的硬件故障及其温度校正可以通过修改软件程序的方法进行解决。使用多点逐步逼近法对3D打印机表头文件数据修改校正，能够实现打印机温度的精准控制，而且是一种快捷有效的方法。本文通过修改软件解决硬件故障问题，探索了一种3D打印机智能化自维护、自诊断的方法。

参考文献：

[1]刘金畅.3D打印技术以及应用趋势[J].电脑知识与技术，2014，10（34）：8315-8316.

[2]孔庆芳.3D打印机中的温度控制研究 [J].天津科技，2016，43（2）：49-51.

[3]陈丽，刘益剑，郭爱琴，等.PSO算法在3D打印喷头温度传感器非线性特征校正中的应用[J].南京师范大学学报：工程技术版，2016，16（4）：57-60.

[4]陈庆，曾军堂，陈韦坤.3D打印塑料材料技术现状和发展趋势[J].新材料产业，2015（6）：27-32.