JP2544265B2 - 電流検出器 - Google Patents
電流検出器Info
- Publication number
- JP2544265B2 JP2544265B2 JP3306696A JP30669691A JP2544265B2 JP 2544265 B2 JP2544265 B2 JP 2544265B2 JP 3306696 A JP3306696 A JP 3306696A JP 30669691 A JP30669691 A JP 30669691A JP 2544265 B2 JP2544265 B2 JP 2544265B2
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- JP
- Japan
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- magnetic sensor
- voltage
- current
- power supply
- magnetic
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気回路に空隙を設けた
磁気コアの磁路に巻回されたコイルに被検出電流を導通
し、前記空隙に磁気センサを挿入して得られる検出出力
電圧を増幅してコイルに流れる電流を検出するよう構成
した電流検出器に係り、特に磁気センサを駆動する直流
定電流特性をより安定化した回路とした電流検出器に関
するものである。
磁気コアの磁路に巻回されたコイルに被検出電流を導通
し、前記空隙に磁気センサを挿入して得られる検出出力
電圧を増幅してコイルに流れる電流を検出するよう構成
した電流検出器に係り、特に磁気センサを駆動する直流
定電流特性をより安定化した回路とした電流検出器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３に電流検出器の概要図を示す。図３
において、磁気コア１には被検出電流を流すコイル２が
巻回され、磁気コア１の磁路の一部を切断して形成した
空隙１ａにはホール素子等の磁気センサ３が挿入されて
いる。コイル２に流れる被検出電流により空隙１ａ中に
生じた磁界を磁気センサ３により検出し、磁界に比例し
た検出出力信号を増幅回路４により電圧増幅するよう構
成されている。又、磁気センサ３を駆動し、磁気センサ
３の出力電圧を増幅する増幅回路４には、前記磁気セン
サ３を駆動する為の定電流回路、及び増幅回路４及び前
記磁気センサ３の検出出力信号に含まれるオフセット電
圧を任意の電圧に設定するための可変抵抗が設けられて
いる。図２に従来の電流検出器における増幅回路を示
す。従来の電流検出器の増幅回路は、演算増幅器ＩＣ
２２の２つの入力端子に磁気センサ３の２つの出力端子
がそれぞれ抵抗Ｒ２５、Ｒ２６を介して接続され、可変
抵抗ＶＲ２３及び可変抵抗ＶＲ２４の調整により、ホー
ル素子からなる磁気センサ３の出力電圧ＶＨに対する増
幅度の調整を行い、又ＶＲ２１及びＶＲ２２の調整によ
り出力電圧Ｖ Ｈ のオフセット電圧を調整するような回路
構成としていた。従来の回路に於て増幅出力電圧ＶＯは
数１で表される。
において、磁気コア１には被検出電流を流すコイル２が
巻回され、磁気コア１の磁路の一部を切断して形成した
空隙１ａにはホール素子等の磁気センサ３が挿入されて
いる。コイル２に流れる被検出電流により空隙１ａ中に
生じた磁界を磁気センサ３により検出し、磁界に比例し
た検出出力信号を増幅回路４により電圧増幅するよう構
成されている。又、磁気センサ３を駆動し、磁気センサ
３の出力電圧を増幅する増幅回路４には、前記磁気セン
サ３を駆動する為の定電流回路、及び増幅回路４及び前
記磁気センサ３の検出出力信号に含まれるオフセット電
圧を任意の電圧に設定するための可変抵抗が設けられて
いる。図２に従来の電流検出器における増幅回路を示
す。従来の電流検出器の増幅回路は、演算増幅器ＩＣ
２２の２つの入力端子に磁気センサ３の２つの出力端子
がそれぞれ抵抗Ｒ２５、Ｒ２６を介して接続され、可変
抵抗ＶＲ２３及び可変抵抗ＶＲ２４の調整により、ホー
ル素子からなる磁気センサ３の出力電圧ＶＨに対する増
幅度の調整を行い、又ＶＲ２１及びＶＲ２２の調整によ
り出力電圧Ｖ Ｈ のオフセット電圧を調整するような回路
構成としていた。従来の回路に於て増幅出力電圧ＶＯは
数１で表される。
【０００３】
【数１】 数１に電流検出器の出力電圧Ｖ ｏｕｔ の式に示すように
磁気センサの出力電圧ＶＨの増幅度は、ＶＲ２３とＶＲ
２４で調整し、オフセット電圧調整はＶＲ２１及びＶＲ
２２で調整する。（数１内にＶＲ２３及びＶＲ２４が存
在するが、増幅度を調整完了後は、単なる定数に過ぎな
い。）又、磁気センサの出力電圧ＶＨの大きさは、磁気
センサ３の駆動電流端子へ流す直流電流の値に左右さ
れ、数２に示す比例関係が成り立つ。
磁気センサの出力電圧ＶＨの増幅度は、ＶＲ２３とＶＲ
２４で調整し、オフセット電圧調整はＶＲ２１及びＶＲ
２２で調整する。（数１内にＶＲ２３及びＶＲ２４が存
在するが、増幅度を調整完了後は、単なる定数に過ぎな
い。）又、磁気センサの出力電圧ＶＨの大きさは、磁気
センサ３の駆動電流端子へ流す直流電流の値に左右さ
れ、数２に示す比例関係が成り立つ。
【０００４】
【数２】 数１及び数２を比較すると、磁気センサ３の出力電圧Ｖ
Ｈ及びオフセット電圧にはツェナーダイオードＺＤ２１
のツェナー電圧υの変動によって電流検出器の出力圧Ｖ
ｏｕｔが影響を受けることとなる。
Ｈ及びオフセット電圧にはツェナーダイオードＺＤ２１
のツェナー電圧υの変動によって電流検出器の出力圧Ｖ
ｏｕｔが影響を受けることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図２に示す増幅回路に
於て、回路内のバイアス電圧は、ツェナーダイオードＺ
Ｄ２１のツェナー電圧υであるが、正電源電圧＋Ｖが変
化した場合、ツェナーダイオードＺＤ２１へ流れる電流
の値も変化し、ツェナー電圧υも変化する。この為、前
記の数１及び数２より、電源電圧の変化により電流検出
器の出力電圧Ｖｏｕｔが影響を受け、電流の検出精度が
劣化してしまうという問題点があった。
於て、回路内のバイアス電圧は、ツェナーダイオードＺ
Ｄ２１のツェナー電圧υであるが、正電源電圧＋Ｖが変
化した場合、ツェナーダイオードＺＤ２１へ流れる電流
の値も変化し、ツェナー電圧υも変化する。この為、前
記の数１及び数２より、電源電圧の変化により電流検出
器の出力電圧Ｖｏｕｔが影響を受け、電流の検出精度が
劣化してしまうという問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、電源電
圧の変動に対し、磁気センサの出力電圧が変動すること
のないよう磁気センサであるホール素子に安定した直流
駆動電流を供給できるバイアス回路を設け、電流検出器
の出力電圧であるＶｏｕｔと、電源電圧変動に対する出
力電圧への影響をなくし、被検出電流の検出精度を向上
させた電流検出器を提供することにある。
圧の変動に対し、磁気センサの出力電圧が変動すること
のないよう磁気センサであるホール素子に安定した直流
駆動電流を供給できるバイアス回路を設け、電流検出器
の出力電圧であるＶｏｕｔと、電源電圧変動に対する出
力電圧への影響をなくし、被検出電流の検出精度を向上
させた電流検出器を提供することにある。
【０００７】即ち本発明は、閉磁路の磁気コアの磁路の
一部に空隙を設け、該空隙に磁気センサを挿入し、被検
出電流を流すコイルを前記磁気コアに巻回して前記コイ
ルに流れる電流の値を前記磁気センサにて検出し、その
出力電圧を増幅する増幅回路を設けた電流検出器におい
て、前記磁気センサを駆動するための直流定電流バイア
ス回路を、ＰＮＰ型トランジスタのコレクタと負電源間
に第２のツェナーダイオードを、前記ＰＮＰ型トランジ
スタのエミッタと正電源間に第１の抵抗を、前記ＰＮＰ
型トランジスタのベースと正電源間に第１のツェナーダ
イオードを、ベースと負電源間に第２の抵抗を接続し、
コレクタに接続した第２のツェナーダイオードの両端電
圧を演算増幅器に入力し、前記演算増幅器の出力を前記
磁気センサの駆動電流端子の一端に接続し、前記磁気セ
ンサの駆動電流端子の他端は、第２のツェナーダイオー
ドのツェナー電圧をベース入力としたＮＰＮ型トランジ
スタのコレクタに接続し構成したことを特徴とする電流
検出器である。
一部に空隙を設け、該空隙に磁気センサを挿入し、被検
出電流を流すコイルを前記磁気コアに巻回して前記コイ
ルに流れる電流の値を前記磁気センサにて検出し、その
出力電圧を増幅する増幅回路を設けた電流検出器におい
て、前記磁気センサを駆動するための直流定電流バイア
ス回路を、ＰＮＰ型トランジスタのコレクタと負電源間
に第２のツェナーダイオードを、前記ＰＮＰ型トランジ
スタのエミッタと正電源間に第１の抵抗を、前記ＰＮＰ
型トランジスタのベースと正電源間に第１のツェナーダ
イオードを、ベースと負電源間に第２の抵抗を接続し、
コレクタに接続した第２のツェナーダイオードの両端電
圧を演算増幅器に入力し、前記演算増幅器の出力を前記
磁気センサの駆動電流端子の一端に接続し、前記磁気セ
ンサの駆動電流端子の他端は、第２のツェナーダイオー
ドのツェナー電圧をベース入力としたＮＰＮ型トランジ
スタのコレクタに接続し構成したことを特徴とする電流
検出器である。
【０００８】
【作用】本発明による電流検出器を構成する増幅回路に
於て、ホール素子からなる磁気センサに加える直流駆動
電流を安定化するためその直流電流バイアス回路は、Ｐ
ＮＰ型トランジスタＴｒ １ のベースと正電源間に第１の
ツェナーダイオードＺＤ１を、又第１のツェナーダイオ
ードＺＤ１に直列にベースと負電源間に抵抗Ｒ ２ を接続
し、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のコレクタ側には第２
のツェナーダイオードＺＤ２とエミッタ側に抵抗Ｒ １ を
接続し、ＰＮＰトランジスタのコレクタ側に接続された
第２のツェナーダイオードの両端電圧を演算増幅器ＩＣ
１に入力し、一方ＰＮＰトランジスタＴｒ １ のコレクタ
出力は磁気センサの駆動電流端子側に直列に接続された
ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２のベースに入力される。従
ってＮＰＮ型トランスタＴｒ２の入力電圧は常に一定の
電圧で駆動され、ホール素子から成る磁気センサ３には
演算増幅器ＩＣ１による一定直流駆動電流が印加され
る。前段のＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のコレクタ側の
第２のツェナーダイオードＺＤ２の両端電圧をベース入
力とするＮＰＮ型トランジスタＴｒ２のコレクタ側に磁
気センサ３は直列に接続された構造であるので、磁気セ
ンサ３に加えられる電圧及び駆動電流は常に一定に保持
され、正電源側及び負電源側の電源電圧の変動があって
も磁気センサは高い精度の一定電流による駆動が可能な
磁気センサが構成される。
於て、ホール素子からなる磁気センサに加える直流駆動
電流を安定化するためその直流電流バイアス回路は、Ｐ
ＮＰ型トランジスタＴｒ １ のベースと正電源間に第１の
ツェナーダイオードＺＤ１を、又第１のツェナーダイオ
ードＺＤ１に直列にベースと負電源間に抵抗Ｒ ２ を接続
し、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のコレクタ側には第２
のツェナーダイオードＺＤ２とエミッタ側に抵抗Ｒ １ を
接続し、ＰＮＰトランジスタのコレクタ側に接続された
第２のツェナーダイオードの両端電圧を演算増幅器ＩＣ
１に入力し、一方ＰＮＰトランジスタＴｒ １ のコレクタ
出力は磁気センサの駆動電流端子側に直列に接続された
ＮＰＮ型トランジスタＴｒ２のベースに入力される。従
ってＮＰＮ型トランスタＴｒ２の入力電圧は常に一定の
電圧で駆動され、ホール素子から成る磁気センサ３には
演算増幅器ＩＣ１による一定直流駆動電流が印加され
る。前段のＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のコレクタ側の
第２のツェナーダイオードＺＤ２の両端電圧をベース入
力とするＮＰＮ型トランジスタＴｒ２のコレクタ側に磁
気センサ３は直列に接続された構造であるので、磁気セ
ンサ３に加えられる電圧及び駆動電流は常に一定に保持
され、正電源側及び負電源側の電源電圧の変動があって
も磁気センサは高い精度の一定電流による駆動が可能な
磁気センサが構成される。
【０００９】
【実施例】図１を参照して本発明による電流検出器の実
施例を説明する。増幅回路は演算増幅器ＩＣ２の２つの
入力端子に磁気センサ３の２つの出力端子がそれぞれ抵
抗Ｒ１０、Ｒ１１を介して接続されている。出力端子と
接地側との間に直列に接続された可変抵抗ＶＲ３及びＶ
Ｒ４の中点より演算増幅器ＩＣ２の入力側と接続され、
可変抵抗ＶＲ３及びＶＲ４の調整により磁気センサの出
力電圧ＶＨに対する増幅度の調整を行う。又、磁気セン
サ３に加えるバイアス電流を決める演算増幅器ＩＣ１の
両端電圧に直列に接続された可変抵抗ＶＲ１及びＶＲ２
の調整により電流検出器の出力電圧Ｖｏｕｔのオフセッ
ト電圧を調整する。
施例を説明する。増幅回路は演算増幅器ＩＣ２の２つの
入力端子に磁気センサ３の２つの出力端子がそれぞれ抵
抗Ｒ１０、Ｒ１１を介して接続されている。出力端子と
接地側との間に直列に接続された可変抵抗ＶＲ３及びＶ
Ｒ４の中点より演算増幅器ＩＣ２の入力側と接続され、
可変抵抗ＶＲ３及びＶＲ４の調整により磁気センサの出
力電圧ＶＨに対する増幅度の調整を行う。又、磁気セン
サ３に加えるバイアス電流を決める演算増幅器ＩＣ１の
両端電圧に直列に接続された可変抵抗ＶＲ１及びＶＲ２
の調整により電流検出器の出力電圧Ｖｏｕｔのオフセッ
ト電圧を調整する。
【００１０】本発明の回路に於て、磁気センサと磁気セ
ンサに直列に接続されたトランジスタＴｒ ２ に加わるバ
イアス電圧υは演算増幅器ＩＣ１の出力端子電圧であ
り、磁気センサ３の駆動電流及びオフセット電圧調整用
基準電圧として使用されている。バイアス電圧υの設定
について以下に記す。直流定電流バイアス回路を構成す
るためのＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のエミッタ側に抵
抗Ｒ １ 、ベース側には、ベースと負電源間に抵抗Ｒ ２ 、
ベースと正電源間に第１のツェナーダイオードＺＤ１、
コレクタ側に第２のツェナーダイオードＺＤ２が接続さ
れており、ＰＮＰトランジスタＴｒ１のエミッタからコ
レクタへ流れる電流は数３で示される。
ンサに直列に接続されたトランジスタＴｒ ２ に加わるバ
イアス電圧υは演算増幅器ＩＣ１の出力端子電圧であ
り、磁気センサ３の駆動電流及びオフセット電圧調整用
基準電圧として使用されている。バイアス電圧υの設定
について以下に記す。直流定電流バイアス回路を構成す
るためのＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のエミッタ側に抵
抗Ｒ １ 、ベース側には、ベースと負電源間に抵抗Ｒ ２ 、
ベースと正電源間に第１のツェナーダイオードＺＤ１、
コレクタ側に第２のツェナーダイオードＺＤ２が接続さ
れており、ＰＮＰトランジスタＴｒ１のエミッタからコ
レクタへ流れる電流は数３で示される。
【００１１】
【数３】 この電流は、直列に接続された第２のツェナーダイオー
ドＺＤ２へ流れ、ツェナー電圧υ２を生じさせる。従っ
て数３の電流Ｉ １ はほぼ一定電流値となり、この電流Ｉ
１ が第２のツェナーダイオードＺＤ２へ流れることによ
り、ツェナー電圧υ２は電源電圧変動の影響を受けない
安定した電圧となる。図１の回路例ではツェナー電圧υ
２を任意の電圧に設定する為、演算増幅器ＩＣ１の入力
にはツェナー電圧υ２の値を入力とする差動増幅回路を
形成することにより磁気センサ３に加わる電圧は一定の
値となる。又、前記したようにオフセット電圧を調整す
る基準電圧は、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のコレクタ
側第２のツェナーダイオードＺＤ２の両端電圧であるツ
ェナー電圧υ ２ を使用しており、この結果電源電圧変動
に対し影響されない安定した駆動電流が得られる。又、
磁気センサ３の駆動電流Ｉ２は数４で示される。
ドＺＤ２へ流れ、ツェナー電圧υ２を生じさせる。従っ
て数３の電流Ｉ １ はほぼ一定電流値となり、この電流Ｉ
１ が第２のツェナーダイオードＺＤ２へ流れることによ
り、ツェナー電圧υ２は電源電圧変動の影響を受けない
安定した電圧となる。図１の回路例ではツェナー電圧υ
２を任意の電圧に設定する為、演算増幅器ＩＣ１の入力
にはツェナー電圧υ２の値を入力とする差動増幅回路を
形成することにより磁気センサ３に加わる電圧は一定の
値となる。又、前記したようにオフセット電圧を調整す
る基準電圧は、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のコレクタ
側第２のツェナーダイオードＺＤ２の両端電圧であるツ
ェナー電圧υ ２ を使用しており、この結果電源電圧変動
に対し影響されない安定した駆動電流が得られる。又、
磁気センサ３の駆動電流Ｉ２は数４で示される。
【００１２】
【数４】 この磁気センサ３の駆動電流Ｉ２を示す式の中にツェナ
ー電圧υ２が含まれており、前記したようにツェナー電
圧υ２は電源電圧変動に対し安定した電圧であり、安定
した磁気センサ３への駆動電流Ｉ２が得られ、磁気セン
サ３の出力電圧ＶＨは電源電圧変動に対し極めて安定な
電圧が得られる。
ー電圧υ２が含まれており、前記したようにツェナー電
圧υ２は電源電圧変動に対し安定した電圧であり、安定
した磁気センサ３への駆動電流Ｉ２が得られ、磁気セン
サ３の出力電圧ＶＨは電源電圧変動に対し極めて安定な
電圧が得られる。
【００１３】本発明の実施例に於て、電源電圧が１５Ｖ
に対し±１０％変動した時の図２に示す従来の回路で
は、５Ｖの磁気センサの出力に対し５０ｍＶのオフセッ
ト電圧を生じていたのに対し、本発明による図１の回路
による磁気センサの出力電圧は、５Ｖ出力で電源電圧１
５Ｖが±１０％変化した時の出力の変動は１ｍＶであ
り、増幅回路を通した出力電圧変動は確段に向上し極め
て精度のよい出力電圧特性が得られるようになった。
に対し±１０％変動した時の図２に示す従来の回路で
は、５Ｖの磁気センサの出力に対し５０ｍＶのオフセッ
ト電圧を生じていたのに対し、本発明による図１の回路
による磁気センサの出力電圧は、５Ｖ出力で電源電圧１
５Ｖが±１０％変化した時の出力の変動は１ｍＶであ
り、増幅回路を通した出力電圧変動は確段に向上し極め
て精度のよい出力電圧特性が得られるようになった。
【００１４】
【発明の効果】ホール素子等の磁気センサの直流定電流
バイアス回路をトランジスタとツェナーダイオードを組
合せた回路により構成し、電源電圧変動に対し安定した
バイアス電圧υを得ることが出来、その結果、電流検出
器の出力電圧Ｖ ｏｕｔ の電源電圧変動による影響を除去
することができ、電流の検出精度の高い電流検出器を提
供することが可能となった。
バイアス回路をトランジスタとツェナーダイオードを組
合せた回路により構成し、電源電圧変動に対し安定した
バイアス電圧υを得ることが出来、その結果、電流検出
器の出力電圧Ｖ ｏｕｔ の電源電圧変動による影響を除去
することができ、電流の検出精度の高い電流検出器を提
供することが可能となった。
【図１】本発明の電流検出器に於ける増幅回路の構成を
示す回路図。
示す回路図。
【図２】従来の電流検出器に於ける増幅回路の構成を示
す回路図。
す回路図。
【図３】電流検出器の全体構成を示す概要図。
１ 磁気コア １ａ 空隙 ２ コイル ３ 磁気センサ ４ 増幅回路 ＶH 磁気センサの出力電圧 Ｒ21ないしＲ30，Ｒ1 ないしＲ15 抵抗 ＶＲ21ないしＶＲ24，ＶＲ1 ないしＶＲ4 可変抵抗 ＩＣ21，ＩＣ22，ＩＣ1，ＩＣ2 演算増幅器 ＺＤ21，ＺＤ1 ，ＺＤ2 ツェナーダイオード Ｔｒ1 ＰＮＰ型トランジスタ Ｔｒ2 ＮＰＮ型トランジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 閉磁路の磁気コアの磁路の一部に空隙を
設け、該空隙に磁気センサを挿入し、被検出電流を流す
コイルを前記磁気コアに巻回して前記コイルに流れる電
流の値を前記磁気センサにて検出し、その出力電圧を増
幅する増幅回路を設けた電流検出器において、前記磁気
センサを駆動するための直流定電流バイアス回路を、Ｐ
ＮＰ型トランジスタのコレクタと負電源間に第２のツェ
ナーダイオードを、前記ＰＮＰ型トランジスタのエミッ
タと正電源間に第１の抵抗を、前記ＰＮＰ型トランジス
タのベースと正電源間に第１のツェナーダイオードを、
ベースと負電源間に第２の抵抗を接続し、コレクタに接
続した第２のツェナーダイオードの両端電圧を演算増幅
器に入力し、前記演算増幅器の出力を前記磁気センサの
駆動電流端子の一端に接続し、前記磁気センサの駆動電
流端子の他端は、第２のツェナーダイオードのツェナー
電圧をベース入力としたＮＰＮ型トランジスタのコレク
タに接続し構成したことを特徴とする電流検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306696A JP2544265B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306696A JP2544265B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 電流検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05119077A JPH05119077A (ja) | 1993-05-14 |
| JP2544265B2 true JP2544265B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=17960210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3306696A Expired - Lifetime JP2544265B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 電流検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544265B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5284765B2 (ja) * | 2008-11-30 | 2013-09-11 | ホーチキ株式会社 | 開閉検出装置 |
| CN202583289U (zh) * | 2012-01-19 | 2012-12-05 | 邹高芝 | 穿芯式高精度闭环型霍尔电流传感器用单电源电子线路 |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP3306696A patent/JP2544265B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05119077A (ja) | 1993-05-14 |
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