JPH08178788A - 圧力発信器の校正装置 - Google Patents
圧力発信器の校正装置Info
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Abstract
路上で信号伝送を行う圧力発信器の校正処理を自動的に
行うこと。 【構成】圧力発信器に圧力を印加し、印加圧力値を計測
する圧力制御ユニットと、圧力発信器の出力信号を検出
し圧力発信器と通信を行う発信器通信ユニットと、両ユ
ニット間の同期を取りながら発信器の特性を測定する制
御装置ユニットを備えた圧力発信器の校正装置。
Description
送路上で信号伝送を行う圧力発信器において、圧力発信
器の特性の測定、およびその調整などの校正処理を行う
校正装置に係り、特に、校正処理を自動的に行う圧力発
信器の校正装置に関する。
圧力センサを内蔵して、各種プラントの圧力を物理量を
検出し、その値を電気信号に変換し、伝送路を介して上
位機器へ伝送するものである。
ログ信号の場合に、規格化されており、フィールド機器
と上位機器との間は、4〜20mAのアナログ電流信号
の伝送が行われている。
器との間は、アナログ信号での一方向通信が行われてい
た。
により、マイクロプロセッサ内蔵のフィールド機器が開
発され実用化されてきている。これによれば、前記伝送
路上で一方向のアナログ信号の通信のほかに、双方向の
ディジタル信号の通信を行い、フィールド機器のレンジ
設定,自己診断などを遠隔から指令できるようになって
きている。
種影響値補正を実施することにより、性能面でも、±
0.2%/FSから±0.1%/FSに向上してきてい
る。
場合、図6に示すように、圧力発生器,圧力計,圧力基
準器,直流電源,電圧計(電流計),ハンドヘルドター
ミナルなどの各種機器を接続して圧力発信器の校正作業
を行う必要があった。
所から取外して計器室などで校正作業を実施したり、前
記のすべての各種機器をプラントの発信器設置場所まで
運んで校正作業を実施していた。
器の出力値の測定,圧力発信器の出力誤差の計算、およ
び、圧力発信器の調整などの校正作業を人手で行ってい
た。この場合、校正作業に大きな費用と時間を費やす、
作業上の誤りにより動作確認・精度確認作業の信頼性が
低下するという問題があった。そこで、圧力発信器の校
正処理を行う装置を1つの筐体内に内蔵し、可搬式構造
として、圧力発信器をフィールドに設置したまま校正作
業が実施できるようにし、かつ、校正装置の圧力発信器
に対して、圧力印加,印加圧力値の計測,発信器出力値
の読み取り,誤差計算,発信器出力の調整などといった
一連の校正処理を自動化した校正装置が開発されてい
る。
技術にあっては、作業上の誤りにより動作確認・精度確
認作業の信頼性が向上したにも拘らず、校正対象とする
圧力発信器を間違えて、校正作業を実施し圧力発信器に
過大な圧力を印加するといった面での配慮がなされてお
らず、その過大な圧力の大きさによっては、圧力発信器
のセンサを破損してしまうという問題があった。
まま校正作業が実施できるようにするために、校正装置
の内部にバッテリーを内蔵しているが、装置の消費電力
が大きいことにより、容量の大きいバッテリーを使用し
ていた。このため、校正装置全体の重量が重くなり、可
搬式であっても、持ち運びしづらいという問題があっ
た。特に、圧力発信器と通信を行うインターフェイスユ
ニットを、複数の通信プロトコルに対応させるため、複
数ユニット内蔵させた場合に、装置の消費電力が大きく
なり、問題となっていた。
圧力発信器のゼロ点(スパン点)などの調整を行う場
合、圧力発信器の0%(100%)出力に相当する圧力
値に対して、その偏差が±0.05%/FS 以内の圧力
には制御を行う必要があり、その範囲内に圧力を制御す
るのが困難であり、また、圧力制御に時間がかかるとい
う問題もあった。
は、実用面での各種処理について配慮されていないとい
う問題があった。
置を1つの筐体内に内蔵し、可搬式構造とすることによ
り、フィールドに設置された圧力発信器を定期的に取外
し、計器室などで実施しているメンテナンス作業をフィ
ールドに設置したまま実施できるようにし、さらに、前
記の実用面での問題を解決することを目的としている。
に、本発明は、圧力発信器に圧力を印加するのと同時に
印加圧力値を計測する圧力制御ユニットと、圧力発信器
の出力信号を検出するのと同時に圧力発信器と通信を行
う発信器通信ユニットと、前記両ユニット間の同期をと
り制御しながら発信器の特性を測定する制御装置ユニッ
トとで構成し、前記一連の校正処理を自動化して、人手
を介在することなく校正処理を行うことにより、作業上
の誤りをなくすことができるようにしたものである。
し、可搬式構造とすることにより、1台の装置だけで圧
力発信器の校正処理を実施することができるようにし、
かつ、前記圧力発信器の校正を行う装置をメンテナンス
作業をフィールドに設置したまま実施できるようにした
ものである。
たは、印加圧力値と圧力発信器の出力信号との関係など
から、校正対象圧力発信器を間違えても、圧力発信器に
過大な圧力を印加する前に、その異常状態を検出し、過
大な圧力を印加するのを未然に防ぐようにしたものであ
る。
ニットに対し、該当する発信器通信ユニットを使用する
時間だけ通電することにより、装置全体を低消費電力化
し、容量の小さいバッテリーでの使用を可能としたもの
である。
能と、手動で圧力値を微調整する手段とを設け、圧力発
信器に印加する圧力を短時間で、目標圧力値に安定させ
るようにしたものである。
は、圧力制御ユニット,発信器通信ユニットを制御装置
ユニットがコントロールすることにより、自動的に、目
標圧力値になるまで圧力発信器へ圧力を印加し、圧力値
の計測と圧力発信器の出力値の計測を行い、誤差演算
し、圧力発信器の出力誤差を出力することができる。こ
こで、目標圧力値に安定しない場合、目標圧力値近くに
なった時点で圧力印加を停止し、手動で校正装置と圧力
発信器との間の配管の容積を変えることにより、圧力値
を微調整でき、短時間で目標圧力値にすることができ
る。
値を発信器通信ユニットを介して読みだし、設定値の照
合を実施した後に校正動作を開始するようにし、かつ、
印加圧力値と圧力発信器の出力信号とを圧力制御ユニッ
トと発信器通信ユニットを介して読みだし、その関係が
大きくずれた場合に圧力印加を停止するようにして、誤
操作によっても、圧力発信器に過大な圧力を印加しない
ようにすることができる。
し、そのリレー接点により発信器通信ユニット全体への
通電を制御することにより、該当する発信器通信ユニッ
トを使用する時間だけ通電することができる。
明する。
の校正装置の内部装置構成図、及びその外観図である。
ントにおけるプロセスの圧力,差圧などの物理量を検出
してその値を上位機器へ伝送するものである。
20mAのアナログ電流信号であるアナログタイプ、
(2)4〜20mAのアナログ電流信号であり、その信
号にディジタル信号をのせて双方向の通信を行うインテ
リジェントタイプ、(3)通信データ及び圧力発信器2
のデータをディジタル信号のみで送るディジタルタイプ
が有る。
リジェントタイプ上でディジタル信号の通信を行う通信
プロトコルには、4〜20mAのアナログ電流信号にデ
ィジタル信号を重畳したり、4〜20mAのアナログ電
流信号とディジタル信号を切替えて出力したりするもの
がある。
のようにディジタル信号の“1”,“0”に対応する2
種類の周波数信号のほか、振幅変調のように信号の大き
さで“1”,“0”に対応するもの、位相変調のように
2種類の位相が、“1”,“0”に対応するもの等が用
いられている。
一対の信号線150を用いて配線され、前記4〜20m
Aのアナログ電流信号などの信号伝送と圧力発信器への
動作電力の供給とを前記一対の信号線150を介して行
っている。
の信号線150を取外し、校正装置1内に内蔵された複
数の発信器通信ユニット12の中の1つと接続する。こ
の複数の発信器通信ユニット12は圧力発信器2の信号
処理手段に応じて選択される。
離し、校正装置1内の2次側の接続口と接続している。
正対象となる圧力発信器2の設定値などのデータを読み
だし、校正装置1で実施した圧力発信器の校正データを
外部コンピュータ3へ出力するといった外部コンピュー
タ3との情報交換を行うためのインターフェイスを制御
装置ユニット13内に内蔵している。
スとしては、RS−232−Cなどのシリアル通信、ま
たは、フロッピーディスケットなどの記憶媒体のドライ
バなどがある。
内には、校正対象となる圧力発信器2の情報(例えば1
日に校正を実施する台数分の圧力発信器の設定値、及び
その校正データ)を記憶するためのメモリを内蔵してい
る。
せておけば、圧力発信器2が設置されているプラントの
場所まで、校正装置1と共に外部コンピュータを持ち運
ぶ必要がない。
明する。
続口と接続し、校正対象の圧力発信器2に印加する最大
圧力値よりも大きな圧力を校正装置1へ供給する。
ロールバルブを制御することにより、2次側の接続口を
介して圧力発信器に印加する圧力を制御するのと同時
に、内蔵するセンサで印加圧力値を計測する。
400mmH2O のレンジから0〜70kgf/cm2 のレン
ジまでを測定範囲として、複数個内蔵され、測定圧力範
囲に応じて切替えられる。
と接続し、圧力発信器2の動作電力を供給するととも
に、圧力発信器2の電流出力信号を検出する。圧力発信
器2がディジタル信号の通信を行えるインテリジェント
タイプである場合、発信器通信ユニット12は、圧力発
信器2の電流出力信号の検出だけでなく、ディジタル信
号の通信で、圧力発信器2の測定圧力レンジ,ダンピン
グ時間などの設定値の読みだしと、圧力発信器2への調
整指令等が可能となる。
タル信号の通信プロトコルに対応して、複数設置するこ
とができる。
一実施例を示す。
源ユニット15から供給される24Vの直流電源をもと
に、リレー121を介して電源122で作られる電圧に
より動作する。
らの接点信号により、電源ユニット15から供給される
24Vの直流電源と電源122との間を切離すため、前
記接点信号で発信器通信ユニット12への通電を制御で
きる。
1に動作電力を供給するとともに、圧力発信器1の出力
値である電流値を検出する。この出力値は、アナログ・
ディジタル変換器124を介してマルチプロセッサユニ
ット(MPU)125に伝えられ、制御装置ユニット1
3からの指令により、通信インターフェイス127を介
して制御装置ユニット13に出力される。また、圧力発
信器がインテリジェントタイプである場合、MPU12
5から通信インターフェイス126,ディストリビュー
タ123のルートで前記ディジタル通信を行う。
発信器2が設置されているプラントの場所で校正作業が
行えるように、1日に実施する台数分の校正作業を実施
できる容量のバッテリーを内蔵し、直流電源を介して、
校正装置1内の各ユニットに電力を供給している。ま
た、外部のAC電源より、内蔵する充電回路を介して、
前記バッテリーを充電することができる。
ト13からの指令により、外部コンピュータ3から読み
だし内蔵メモリに記憶している校正対象の圧力発信器の
設定値などのデータ、及び校正処理の処理シーケンスな
どを表示し、キーボードを使った対話形式のキー入力で
選択を行うことができる。
ニット11,発信器通信ユニット12,操作表示ユニッ
ト14、及び外部コンピュータ3とのインターフェイス
などを含め、校正装置1全体の動作をコントロールして
いる。
し、図2に示すように可搬式構造としている。
作手順を示した図を用いて説明する。
0を取外し、校正装置1内に内蔵された複数の発信器通
信ユニット12の中の1つと接続し、配管プラントから
配管151を切り離し、校正装置1内の2次側の接続口
と接続し、校正装置1は、外部コンピュータ3等のデー
タ処理機器を接続する。
圧力発信器2の信号処理手段に応じて選択されるが、こ
の選択を誤った場合には、接続ミスを伝えるためにエラ
ー信号が発せられる。このエラー信号は操作表示ユニッ
ト14に表示されるものであったり、操作者の注意を喚
起するための音声によるものであったりする。図3に示
すユニットの場合はLEDが点灯することにより、エラ
ー信号が確認できる。次に、校正を実施する圧力発信器
の台数、及びその設定値などのデータを読みだし(設定
値ダウンロード)、内蔵メモリに記憶する。校正時には
校正を実施した圧力発信器の校正データを内蔵メモリに
記憶する。
ータ3等のデータ処理機器に接続し、校正を行った圧力
発信器の確認、及びその設定値の確認を行う。この行程
で、校正結果の確認,校正作業のやり忘れや圧力発信器
の異常を確認することが出来る。
フローチャートを用いて説明する。制御装置ユニット1
3は、内蔵メモリに記憶している校正対象の複数台の圧
力発信器2の設定値などのデータの中で、例えばプラン
トにおいて圧力発信器の設置場所を意味するTAGデー
タなどの複数台の代表データを、操作表示ユニット14
の表示部に表示し、キーボードを使用して、校正対象と
なる圧力発信器2を選択する。
器2がインテリジェントタイプであった場合、校正対象
である圧力発信器2の通信プロトコルに対応した発信器
通信ユニット12に通電する。そして発信器通信ユニッ
ト12を介して、圧力発信器2の各種設定値をディジタ
ル通信で読みだし、発信器通信ユニット12内のメモリ
に記憶している各種設定データと比較,照合を行い校正
対象の圧力発信器2が接続されていることを確認する。
ここで、校正対象でない圧力発信器2が接続されていた
場合、前記設定値の照合で判定でき、以後の校正動作へ
は移行しないため、誤った接続をしていた場合でも圧力
発信器に圧力を印加する前に、誤操作を認識できる。
合には、発信器通信ユニット12を介して、圧力発信器
2の各種設定値の読みだしを行えないが、圧力の印加中
に印加圧力値と圧力発信器の出力信号とを圧力制御ユニ
ット11と発信器通信ユニット12を介して読みだし、
その関係が大きくずれた場合に圧力印加を停止させる。
正対象の圧力発信器を間違えるようなことがあっても、
圧力発信器に過大な圧力を印加するのを未然に防ぐこと
ができるという効果がある。
ユニット11を介して圧力発信器へ圧力を印加し、発信
器通信ユニット12を介して印加圧力に対応した圧力の
発信出力(4〜20mAの電流信号)を検出することに
より圧力発信器2の出力の特性を測定する。
2の出力の0%,25%,50%,75%,100%相
当の圧力を選んで、順に前記特性の測定を実施すると圧
力発信器の非直線性を含めた測定をすることが出来る。
印加した場合を例として、以下に説明する。
出力の0%相当の圧力値を圧力発信器2に印加するよう
に、圧力制御ユニット11へ指令し、それと同時に圧力
制御ユニット11が検出する前記印加圧力を読みだす。
検出した時点で、制御装置ユニット13は、圧力制御ユ
ニット11へ圧力印加の停止指令を行い、圧力発信器2
へ印加した圧力が安定するのと、発信器通信ユニット1
2を介して読みだす圧力発信器2の出力値が安定するの
を確認した後、圧力発信器2に印加している圧力値と圧
力発信器2の出力値を再度読みだす。
標値である0%相当の圧力と一致していなかった場合、
制御装置ユニット13は、図5に示す特性カーブより、
検出した圧力値と目標圧力値との差をもとに、検出した
出力値に対しての補正値を算出し補正を加える。
との差により、圧力発信器2の出力の0%における誤差
を算出し、その値を操作表示ユニット14の表示部に表
示する。この誤差算出に当たって圧力発信器の性能が、
±0.1%/FS であり、前記特性カーブで近似するこ
とによって生じる前記補正値の誤差は、圧力発信器の性
能と比べ問題とならないほど小さいため、印加する圧力
が目標値と一致していなくても、圧力発信器の特性が測
定できるので、短時間で測定が行えるという効果があ
る。
て誤差が大きい場合に、圧力発信器を調整する作業につ
いて説明する。
御装置ユニット13は、前記目標圧力値を圧力発信器の
出力の0%(100%)相当の値にして、前記処理を実
行し、目標圧力値になった時点で発信器通信ユニット1
2を介して圧力発信器2へ通信でゼロ点(スパン点)調
整指令を行い、圧力発信器2に対して調整処理を実行す
る。この調整指令は、発信器通信ユニット12から圧力
発信器に対して、ディジタル通信にて行われる。ここ
で、圧力発信器の精度を維持するためには、目標圧力値
に対して±0.1%/FSよりも小さな±0.05%/F
S以下の誤差内に圧力を安定させる必要がある。よっ
て、低い圧力レンジの場合、圧力を上記範囲内に制御す
るのには、時間がかかるため、目標圧力値近くになった
時点で圧力印加を停止し、手動で校正装置と圧力発信器
との間に設置されたバルブ5で配管の容積を変えること
により、圧力値を微調整できる。この場合、短時間で目
標圧力値にすることができるという効果がある。
2の特性を測定する処理を実施し、制御装置ユニット1
3は、調整前後の特性値をデータとして、前記内蔵メモ
リに記憶する。
発信器の特性測定,調整処理を自動的に行えるという効
果がある。
記内蔵メモリに記憶した調整前後の特性値を読みだすこ
とにより、外部コンピュータ3において、圧力発信器1
の特性変化値,調整の有無、などのメンテナンスデータ
を管理することができるという効果もある。
に、本発明による圧力発信器の校正装置を用いて校正作
業を実施することにより、一連の校正処理を人手を介在
することなく実施でき、かつ、誤操作などによっても圧
力発信器に危害を加えることがなくなるため、校正作業
の時間の短縮と精度確認作業の信頼性維持ができるとい
う効果がある。
に内蔵し可搬式構造としており、小さい容量のバッテリ
ーで長時間の動作が可能であるため、フィールドに設置
された圧力発信器を取外すことなく、フィールドに設置
したまま容易に校正作業が実施できるという効果があ
る。
成図。
図。
示す内部構成図。
例を示す図。
タ、4…圧力ボンベ、11…圧力制御ユニット、12…
発信器通信ユニット、13…制御装置ユニット、14…
操作表示ユニット、15…電源ユニット。
Claims (6)
- 【請求項1】圧力発信器に印加する圧力を制御する手段
と、圧力発信器に印加する圧力を計測する手段と、圧力
発信器の電気的な出力信号を計測する手段とを有し、計
測した圧力発信器への印加圧力値と、計測した発信器の
出力値とから、圧力発信器の誤差を測定し、誤差が大き
い場合に校正処理を行う装置において、前記圧力発信器
に印加する圧力を制御し計測する圧力制御ユニットと、
前記圧力発信器の出力信号の検出を行う少なくとも1台
の発信器通信ユニットと、前記圧力制御ユニットと発信
器通信ユニットを制御し前記校正処理を前記発信器通信
ユニットと前記圧力制御ユニットに指令し前記校正処理
を自動化する制御装置ユニットとで構成し、かつ、前記
発信器通信ユニットと圧力発信器との間で使う通信プロ
トコルに対応した発信器通信ユニットを各通信プロトコ
ル毎に設け、少なくとも1台の発信器通信ユニットを校
正装置に内蔵する構成にし、発信器プロトコルに応じて
前記発信器通信ユニットを選択する機能と、前記選択さ
れた発信器通信ユニットだけを通電する手段とを備えた
ことを特徴とする圧力発信器の校正装置。 - 【請求項2】請求項1記載の圧力発信器の校正装置にお
いて、前記発信器通信ユニットに内部電源を遮断するリ
レーを内蔵し、前記制御装置ユニットから前記リレーを
制御することにより、前記選択された発信器通信ユニッ
トだけを通電する手段を実現することを特徴とする圧力
発信器の校正装置。 - 【請求項3】圧力発信器に印加する圧力を制御する手段
と、圧力発信器に印加する圧力を計測する手段と、圧力
発信器の電気的な出力信号を計測する手段とを有し、計
測した圧力発信器への印加圧力値と、計測した発信器の
出力値とから、圧力発信器の誤差を測定し、誤差が大き
い場合に校正処理を行う装置において、前記圧力発信器
に印加する圧力を制御し計測する圧力制御ユニットと、
前記圧力発信器の出力信号の検出を行う少なくとも1台
の発信器通信ユニットと、前記圧力制御ユニットと発信
器通信ユニットを制御し前記校正処理を前記発信器通信
ユニットと前記圧力制御ユニットに指令し前記校正処理
を自動化する制御装置ユニットとで構成し、前記圧力制
御ユニットがある一定時間内に一定圧力に制御する機能
と、前記選択された発信器通信ユニットから発信器の出
力値,設定値を読みだす機能とを備え、前記圧力制御ユ
ニットがある一定時間内に一定圧力に制御する機能と併
用して、圧力制御を行っている期間内に、前記制御装置
から前記圧力制御ユニットに対して圧力制御を停止する
機能と、手動で圧力値を微調整する手段とを設け、圧力
制御することを特徴とする圧力発信器の校正装置。 - 【請求項4】圧力発信器に印加する圧力を制御する手段
と、圧力発信器に印加する圧力を計測する手段と、圧力
発信器の電気的な出力信号を計測する手段とを有し、計
測した圧力発信器への印加圧力値と、計測した発信器の
出力値とから、圧力発信器の誤差を測定し、誤差が大き
い場合に校正処理を行う装置において、前記圧力発信器
に印加する圧力を制御し計測する圧力制御ユニットと、
前記圧力発信器の出力信号の検出を行う少なくとも1台
の発信器通信ユニットと、前記圧力制御ユニットと発信
器通信ユニットを制御し前記校正処理を前記発信器通信
ユニットと前記圧力制御ユニットに指令し前記校正処理
を自動化する制御装置ユニットとで構成し、前記圧力発
信器へ印加している圧力と圧力発信器の出力信号との誤
差が一定値を超えた場合に圧力の加圧を中断し、誤設定
により圧力発信器に過大な圧力が印加されるのを防止す
る機能を備えたことを特徴とする圧力発信器の校正装
置。 - 【請求項5】圧力発信器に印加する圧力を制御する手段
と、圧力発信器に印加する圧力を計測する手段と、圧力
発信器の電気的な出力信号を計測する手段とを有し、計
測した圧力発信器への印加圧力値と、計測した発信器の
出力値とから、圧力発信器の誤差を測定し、誤差が大き
い場合に校正処理を行う装置において、前記圧力発信器
に印加する圧力を制御し計測する圧力制御ユニットと、
前記圧力発信器の出力信号の検出を行う少なくとも1台
の発信器通信ユニットと、前記圧力制御ユニットと発信
器通信ユニットを制御し前記校正処理を前記発信器通信
ユニットと前記圧力制御ユニットに指令し前記校正処理
を自動化する制御装置ユニットとで構成し、前記圧力発
信器の内部に設定されている設定値を前記発信器通信ユ
ニットを介して読みだす機能と、前記読みだした発信器
設定値と校正装置の内部に設定されている設定値とを比
較し不一致の場合に前記圧力発信器へ圧力の加圧を中止
する機能とを備え、誤設定により発信器に過大な圧力が
印加されるのを防止する機能を備えたことを特徴とする
圧力発信器の校正装置。 - 【請求項6】請求項1,2,3,4,5項記載の圧力発
信器の校正装置において、等しい間隔の複数の圧力値を
発信器の誤差を測定する測定ポイントとし、前記圧力制
御ユニットの制御圧力値と前記測定ポイントの圧力値と
の偏差を検出する機能と、発信器通信ユニットを介して
受信する発信器の出力値に対して、校正装置内に記憶し
た特性カーブから前記偏差に対応した補正値を校正装置
内で換算し、発信器の出力値に補正を行う機能とを備
え、発信器の誤差検出を行うことを特徴とする圧力発信
器の校正装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31792694A JP3329968B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 圧力発信器の校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31792694A JP3329968B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 圧力発信器の校正装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH08178788A true JPH08178788A (ja) | 1996-07-12 |
JP3329968B2 JP3329968B2 (ja) | 2002-09-30 |
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ID=18093583
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31792694A Expired - Fee Related JP3329968B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 圧力発信器の校正装置 |
Country Status (1)
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