JPS61167875A - 信号処理装置 - Google Patents
信号処理装置Info
- Publication number
- JPS61167875A JPS61167875A JP60007175A JP717585A JPS61167875A JP S61167875 A JPS61167875 A JP S61167875A JP 60007175 A JP60007175 A JP 60007175A JP 717585 A JP717585 A JP 717585A JP S61167875 A JPS61167875 A JP S61167875A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- amplifier
- gain
- converter
- output voltage
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、マルチプレクサを介して選択的にアンプに取
り込まれた複数のアナログ測定電圧を増幅して積分形の
A/D変換器に加え、デジタル信号に変換するように構
成された信号処理装置に関するものである。
り込まれた複数のアナログ測定電圧を増幅して積分形の
A/D変換器に加え、デジタル信号に変換するように構
成された信号処理装置に関するものである。
(従来の技術)
第2図は、従来のこのような信号処理装置の一例の要部
を示す構成構成図であり、記録計の例を示している。第
2図において、H、Lは熱電対ヤ直流電圧などの入力端
子であり、H端子は抵抗R1およびスイッチswIを介
してアンプ1に接続され、し端子は共通電位点に接続さ
れている。2は熱雷対の冷接点温度を補償するための温
度信号を出力する温度センサであり、その出力端子はス
イッチS W 2を介してアンプ1に接続されている。
を示す構成構成図であり、記録計の例を示している。第
2図において、H、Lは熱電対ヤ直流電圧などの入力端
子であり、H端子は抵抗R1およびスイッチswIを介
してアンプ1に接続され、し端子は共通電位点に接続さ
れている。2は熱雷対の冷接点温度を補償するための温
度信号を出力する温度センサであり、その出力端子はス
イッチS W 2を介してアンプ1に接続されている。
このような温度センサ2としては、例えばトランジスタ
のVbeの温度変化を利用したものが、用いbれる。R
tは3端子A、B、bを有する測温抵抗体であり、端子
Aには基準電流を加える定電流源3が接続され、端子す
は抵抗R2を介して共通電位点に接続されている。4は
mmm抵抗体動の端子A 、Bfilの電位差に基づ
いて抵抗値(Ω)を温度値(’C)に変換する信号変換
回路であり、その出力端子はスイッチS W 3を介し
てアンプ1に接続されている。SW4は共通電位点をア
ンプ1に接続するためのスイッチである。これらスイッ
チS W +〜SW4はアンプ1の入力を切り換えるマ
ルチプレクサを構成している。アンプ1の出力は抵抗R
3および加算器5を介して例えば積分形のA/D変換器
6に加えられ、デジタル信号に変換される。7は正極性
の基準電圧を出力する基準電圧源であり、8は負極性の
基準電圧を出力する基準電圧源である。基準電圧源7の
出力電圧はA/D変換器6の積分器の放電電流を設定す
る基準としてA/D変換器6に加えられるとともに、基
準電圧源8の出力電圧の基準として基準電圧′a8に加
えられている。基準電圧源8の出力電圧は抵抗R4およ
び加算器5を介してA/D変換器6に加・えられ、A/
D変換器6を電圧零を中心とする正極性および負極性の
電圧に対応させるためのオフセット電流を設定する基準
として用いられている。
のVbeの温度変化を利用したものが、用いbれる。R
tは3端子A、B、bを有する測温抵抗体であり、端子
Aには基準電流を加える定電流源3が接続され、端子す
は抵抗R2を介して共通電位点に接続されている。4は
mmm抵抗体動の端子A 、Bfilの電位差に基づ
いて抵抗値(Ω)を温度値(’C)に変換する信号変換
回路であり、その出力端子はスイッチS W 3を介し
てアンプ1に接続されている。SW4は共通電位点をア
ンプ1に接続するためのスイッチである。これらスイッ
チS W +〜SW4はアンプ1の入力を切り換えるマ
ルチプレクサを構成している。アンプ1の出力は抵抗R
3および加算器5を介して例えば積分形のA/D変換器
6に加えられ、デジタル信号に変換される。7は正極性
の基準電圧を出力する基準電圧源であり、8は負極性の
基準電圧を出力する基準電圧源である。基準電圧源7の
出力電圧はA/D変換器6の積分器の放電電流を設定す
る基準としてA/D変換器6に加えられるとともに、基
準電圧源8の出力電圧の基準として基準電圧′a8に加
えられている。基準電圧源8の出力電圧は抵抗R4およ
び加算器5を介してA/D変換器6に加・えられ、A/
D変換器6を電圧零を中心とする正極性および負極性の
電圧に対応させるためのオフセット電流を設定する基準
として用いられている。
A/D変換器6で変換されたデジタル信号は、フォトカ
プラなどの信号絶縁回路9を介してマイクロプロセッサ
やデジタル回路などで構成された演算回路10に加えら
れる。演算回路10は、例えばSW4をオンにした状態
でのA/D変換器6のデジタル信号出力を基準にした測
定結果に対するソフトウェアによる自動零点補償や熱電
対の出力電圧の温度信号への変換、測定信号に対するリ
ニヤライズなどの必要な演算処理を行う。このようにし
て演算された結果は、図示しない記録部に加えられて記
録される。
プラなどの信号絶縁回路9を介してマイクロプロセッサ
やデジタル回路などで構成された演算回路10に加えら
れる。演算回路10は、例えばSW4をオンにした状態
でのA/D変換器6のデジタル信号出力を基準にした測
定結果に対するソフトウェアによる自動零点補償や熱電
対の出力電圧の温度信号への変換、測定信号に対するリ
ニヤライズなどの必要な演算処理を行う。このようにし
て演算された結果は、図示しない記録部に加えられて記
録される。
(発明が解決しようとする問題点)
しかし、このような従来の構成によれば、A/D変換器
6のスパンを基準電圧源7.8の出力電圧に従って設定
しているために、これら基準電圧源7.8を含む周辺回
路を長期間にわたって高精度、高安定度を保たなければ
ならず、回路構成が複雑になるとともに高価な回路部品
を用いなければならないことからコストが轟くなるとい
う欠点がある。
6のスパンを基準電圧源7.8の出力電圧に従って設定
しているために、これら基準電圧源7.8を含む周辺回
路を長期間にわたって高精度、高安定度を保たなければ
ならず、回路構成が複雑になるとともに高価な回路部品
を用いなければならないことからコストが轟くなるとい
う欠点がある。
本発明は、このような点に着目したものであって、その
目的は、比較的簡単な回路構成で精度の高い測定が行え
る信号処理装置を提供することにある。
目的は、比較的簡単な回路構成で精度の高い測定が行え
る信号処理装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
このような目的を達成する本発明は、マルチプレクサを
介して選択的にアンプに取り込まれた複数のアナログ測
定電圧v1を増幅して積分形のA/D変換器に加え、デ
ジタル信号に変換するように構成された信号処理装置に
おいて、複数のアナログ測定電圧Viとともに共通電位
点の電圧VZおよびA/D変換器のフルスパンに対応し
た既知の基準電圧VFをマルチプレクサを介して選択的
にアンプに加え、アンプのゲインを第1のゲインG1に
設定してVZ +VFを測定するとともに第2のゲイ
ンG2に設定してVi、VZを測定し、これら各測定結
果VZ (G1)、VF (Gl)、Vi (G2)
、VZ (G2)に基づイテVi =[(Vi
(G2) VZ (G2))/(VF (G1
)−VZ (G1))]VFで表わされる演算を行う
ことを特徴とする。
介して選択的にアンプに取り込まれた複数のアナログ測
定電圧v1を増幅して積分形のA/D変換器に加え、デ
ジタル信号に変換するように構成された信号処理装置に
おいて、複数のアナログ測定電圧Viとともに共通電位
点の電圧VZおよびA/D変換器のフルスパンに対応し
た既知の基準電圧VFをマルチプレクサを介して選択的
にアンプに加え、アンプのゲインを第1のゲインG1に
設定してVZ +VFを測定するとともに第2のゲイ
ンG2に設定してVi、VZを測定し、これら各測定結
果VZ (G1)、VF (Gl)、Vi (G2)
、VZ (G2)に基づイテVi =[(Vi
(G2) VZ (G2))/(VF (G1
)−VZ (G1))]VFで表わされる演算を行う
ことを特徴とする。
(実施例)
以下、図面を用いて詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例の要部を示す構成説明図で
あり、第2図と同一部分には同一符号を付けている。第
1図において、測温抵抗体Rtの端子Aは抵抗R5を介
して電圧−■が加えられる端子11に接続されるととも
に抵抗R6およびスイッチS W sを介してアンプ1
に接続され、端子Bは抵抗R7およびスイッチS W
eを介してアンプ1に接続され、端子すは抵抗Rsを介
して共通電位点に接続されるとともに抵抗Reおよびス
イッチS W ?を介してアンプ1に接続されている。
あり、第2図と同一部分には同一符号を付けている。第
1図において、測温抵抗体Rtの端子Aは抵抗R5を介
して電圧−■が加えられる端子11に接続されるととも
に抵抗R6およびスイッチS W sを介してアンプ1
に接続され、端子Bは抵抗R7およびスイッチS W
eを介してアンプ1に接続され、端子すは抵抗Rsを介
して共通電位点に接続されるとともに抵抗Reおよびス
イッチS W ?を介してアンプ1に接続されている。
ここで、抵抗R8としては、抵抗値が既知で測定物理量
による抵抗値の変化が少ない安定度の高い抵抗体を用い
るようにする。また、アンプ1には、スイッチSWeを
介してA/D変換器6のフルスパン入力に対応した基準
電圧VFを発生する基準電圧源12が接続されている。
による抵抗値の変化が少ない安定度の高い抵抗体を用い
るようにする。また、アンプ1には、スイッチSWeを
介してA/D変換器6のフルスパン入力に対応した基準
電圧VFを発生する基準電圧源12が接続されている。
A/D変換器6には従来の基準電圧源7の代わりに電圧
子Vが加えられる端子13が接続され、加算器5には従
来の基準電圧WA8の代わりに切換スイッチS W s
および抵抗Rs +R+。を介して電圧−■が加えら
れる端子14が接続されている。ここで、スイッチSW
I〜SWsはマルチプレクサを構成している。
子Vが加えられる端子13が接続され、加算器5には従
来の基準電圧WA8の代わりに切換スイッチS W s
および抵抗Rs +R+。を介して電圧−■が加えら
れる端子14が接続されている。ここで、スイッチSW
I〜SWsはマルチプレクサを構成している。
このように構成された装置の動作について説明する。
まず、直流電圧みよび熱電対の出力電圧viの測定にあ
たっては、アンプ1のゲインを第1のゲインG1(例え
ば1)に設定した状態でスイッチSW4およびSW日を
順次選択的にオンにして共通電位点の電圧VZおよび基
準電圧源12の出力電圧VFを測定するとともに、アン
プ1のゲインを直流電圧および熱雷対の出力電圧V:の
測定に必要な第2のゲインG2に設定した状態でスイッ
チS W +およびS W aを順次選択的にオンにし
て直流電圧または熱雷対の出力電圧Vtl3よびアンプ
1のオフセットを補償するための共通電位点の電圧VZ
を測定し、これら各測定結果VZ(G1)、VF (G
1) 、Vi (G2) 、VZ (G2)を演算回路
10に格納する。そして、演算回路1oにおいて、これ
ら各測定結果VZ (G1)、VF (G1)、Vi
(G2)、VF (G2)j5J:tF既知の基準
電圧源12の出力電圧値VFに基づいて第(1)式で示
すような演算を行う。
たっては、アンプ1のゲインを第1のゲインG1(例え
ば1)に設定した状態でスイッチSW4およびSW日を
順次選択的にオンにして共通電位点の電圧VZおよび基
準電圧源12の出力電圧VFを測定するとともに、アン
プ1のゲインを直流電圧および熱雷対の出力電圧V:の
測定に必要な第2のゲインG2に設定した状態でスイッ
チS W +およびS W aを順次選択的にオンにし
て直流電圧または熱雷対の出力電圧Vtl3よびアンプ
1のオフセットを補償するための共通電位点の電圧VZ
を測定し、これら各測定結果VZ(G1)、VF (G
1) 、Vi (G2) 、VZ (G2)を演算回路
10に格納する。そして、演算回路1oにおいて、これ
ら各測定結果VZ (G1)、VF (G1)、Vi
(G2)、VF (G2)j5J:tF既知の基準
電圧源12の出力電圧値VFに基づいて第(1)式で示
すような演算を行う。
Vi−[(Vi (G2)−VZ (G2)]/(V
F (G1)−VZ (Gl))]VF (1)
このように構成することにより、基準電圧源12以外の
各回路は、これら4カ所の電圧を測定する・期間におい
てのみ特性が変化しなければよく、比較的簡単な回路構
成とすることができ、回路部品も安価なものを用いるこ
とができることからコストの低減も図れる。
F (G1)−VZ (Gl))]VF (1)
このように構成することにより、基準電圧源12以外の
各回路は、これら4カ所の電圧を測定する・期間におい
てのみ特性が変化しなければよく、比較的簡単な回路構
成とすることができ、回路部品も安価なものを用いるこ
とができることからコストの低減も図れる。
また、熱電対の冷接点濃度を補償するための温度センサ
2の出力電圧VJの測定にあたっては、前述と同様にア
ンプ1のゲインを1にしてVZ(Gl)、VF (G
1)を測定するとともに、アンプ1のゲインを温度セン
サ2の出力電圧の測定に必要なゲインGに設定した状態
でスイッチsw2およびSW4を順次選択的にオンにし
て温度センIJ−2の出力電圧VJおよびアンプ1のオ
フセットを補償するための共通電位点の電圧VZを測定
し、これら各測定結果VZ (G1)、VF (G1
)、VJ (G2)、VZ (G2)を演算回路10に
格納する。そして、演算回路1oはこれら各測定結果V
Z (G1)、VF (G1)、VJ (G2)、
VF (G2)および既知の基準電圧源12の出力電
圧1直VFに基づいて第(2)式で示すような演算を行
う。
2の出力電圧VJの測定にあたっては、前述と同様にア
ンプ1のゲインを1にしてVZ(Gl)、VF (G
1)を測定するとともに、アンプ1のゲインを温度セン
サ2の出力電圧の測定に必要なゲインGに設定した状態
でスイッチsw2およびSW4を順次選択的にオンにし
て温度センIJ−2の出力電圧VJおよびアンプ1のオ
フセットを補償するための共通電位点の電圧VZを測定
し、これら各測定結果VZ (G1)、VF (G1
)、VJ (G2)、VZ (G2)を演算回路10に
格納する。そして、演算回路1oはこれら各測定結果V
Z (G1)、VF (G1)、VJ (G2)、
VF (G2)および既知の基準電圧源12の出力電
圧1直VFに基づいて第(2)式で示すような演算を行
う。
VJ = [(VJ (G2) VZ (G2))
/(VF (G1)−VZ (G1))]VF
(2)ざらに演算回路10は、このようにして演算され
た電圧vJ@温度信号(’C)に変換する。
/(VF (G1)−VZ (G1))]VF
(2)ざらに演算回路10は、このようにして演算され
た電圧vJ@温度信号(’C)に変換する。
次に、測温抵抗体R1による温度測定について説明する
。81瀾抵抗体Rtには、端子11から一定の電圧−■
を加える。この状態で、アンプ1のゲインを一定に保ら
ながらスイッチS W s 、 S W 6、 S
W y 、 S W aを順次選択的にオンにし、測
温抵抗体Rtの各端子A、B、b(1)電圧VA 、V
a、vbおよび共通電位点の電圧VZを測定してこれら
各測定結果V^ 、Va 、vb、v、を演算回路1
0に格納する。そして、演算回路10において、これら
各測定結果V^ 、vB eVb−VZおよび既知の
抵抗値Rsに基づいて第(3)式で示ずような演算を行
う。
。81瀾抵抗体Rtには、端子11から一定の電圧−■
を加える。この状態で、アンプ1のゲインを一定に保ら
ながらスイッチS W s 、 S W 6、 S
W y 、 S W aを順次選択的にオンにし、測
温抵抗体Rtの各端子A、B、b(1)電圧VA 、V
a、vbおよび共通電位点の電圧VZを測定してこれら
各測定結果V^ 、Va 、vb、v、を演算回路1
0に格納する。そして、演算回路10において、これら
各測定結果V^ 、vB eVb−VZおよび既知の
抵抗値Rsに基づいて第(3)式で示ずような演算を行
う。
Rj = [(VA +Vb −2Va ) / (V
b VZ)]Rs (3) そしてさらに、演算回路10は、このようにして演算さ
れた抵抗値Rt (Ω)を湯度信号(’C)に変換す
る。
b VZ)]Rs (3) そしてさらに、演算回路10は、このようにして演算さ
れた抵抗値Rt (Ω)を湯度信号(’C)に変換す
る。
このように構成することにより、従来の測温抵抗体R(
を用いた温度測定装置に必要であった測温抵抗体Rtに
基準電流を加えるための定電流源および測温抵抗体Rt
の端子A 、8間の電位差に基づいて抵抗値(Ω)を
濃度値(’C)に変換する信号変換回路は不要になり、
回路構成が比較的簡単になるとともに、長期間にわたっ
て高精度“、高安定度が必要な回路部品も少なくてよく
、コストの低減を図ることができる。
を用いた温度測定装置に必要であった測温抵抗体Rtに
基準電流を加えるための定電流源および測温抵抗体Rt
の端子A 、8間の電位差に基づいて抵抗値(Ω)を
濃度値(’C)に変換する信号変換回路は不要になり、
回路構成が比較的簡単になるとともに、長期間にわたっ
て高精度“、高安定度が必要な回路部品も少なくてよく
、コストの低減を図ることができる。
ところで、第1図の構成において、測温抵抗体の抵抗値
測定動作時の測定電圧vA 、VB 、vb。
測定動作時の測定電圧vA 、VB 、vb。
VZに関連したアンプ1の出力は、零から正極性の範囲
のみになる。これは、A/D変換器6がフルスパンで正
、負の両極性の範囲のアナログ入力信号をデジタル信号
に変換できるように構成されている場合、1/2の分解
能で変換することになってしまう。そこで、第1図の装
置では、切換スイッチS W sにより抵抗Rsまたは
R+oを選択的に加算器5に接続してA/D変換器6に
加えるオフセット量を変えるようにしている。すなわち
、例えば抵抗Rsを接続した場合にはA/D変換器6は
フルスパンで零を中心にして正、負両極性の範囲のアナ
ログ入力信号をデジタル信号に変換することができ、例
えば抵抗RIGを接続した場合にはA/D変換器6はフ
ルスパンで零から正極性の範囲のアナログ入力信号をデ
ジタル信号に変換できて、分解能を高めることができる
。
のみになる。これは、A/D変換器6がフルスパンで正
、負の両極性の範囲のアナログ入力信号をデジタル信号
に変換できるように構成されている場合、1/2の分解
能で変換することになってしまう。そこで、第1図の装
置では、切換スイッチS W sにより抵抗Rsまたは
R+oを選択的に加算器5に接続してA/D変換器6に
加えるオフセット量を変えるようにしている。すなわち
、例えば抵抗Rsを接続した場合にはA/D変換器6は
フルスパンで零を中心にして正、負両極性の範囲のアナ
ログ入力信号をデジタル信号に変換することができ、例
えば抵抗RIGを接続した場合にはA/D変換器6はフ
ルスパンで零から正極性の範囲のアナログ入力信号をデ
ジタル信号に変換できて、分解能を高めることができる
。
なお、上記実施例では、変換抵抗体として温度を測定物
理量とする測部抵抗体を用いる例を示したが、圧力や歪
に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗体などであっても
よく、これら変換抵抗体よりなる測定系統を複数設けて
おいてマルチプレクサで切り換えるようにしてもよい。
理量とする測部抵抗体を用いる例を示したが、圧力や歪
に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗体などであっても
よく、これら変換抵抗体よりなる測定系統を複数設けて
おいてマルチプレクサで切り換えるようにしてもよい。
また、上記実施例では、信号処理装置を記録計に組み込
んだ例について説明したが、データロガ−などにも組み
込むことができるものである。
んだ例について説明したが、データロガ−などにも組み
込むことができるものである。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な回
路構成で精度の高い測定が行える信号処理装置が実現で
きる。
路構成で精度の高い測定が行える信号処理装置が実現で
きる。
第1図は本発明の一実施例を用いた記録計の要部を示す
構成説明図、第2図は従来の信号処理装置を用いた記録
計の一例の要部を示す構成構成図である。 1・・・アンプ、2・・・温度センサ、5・・・加算器
、6・・・A/D変換器、9・・・信号絶縁回路、10
・・・演算回路、12・・・基準電圧源、Rt・・・測
温抵抗体、R3・・・基準抵抗。
構成説明図、第2図は従来の信号処理装置を用いた記録
計の一例の要部を示す構成構成図である。 1・・・アンプ、2・・・温度センサ、5・・・加算器
、6・・・A/D変換器、9・・・信号絶縁回路、10
・・・演算回路、12・・・基準電圧源、Rt・・・測
温抵抗体、R3・・・基準抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 マルチプレクサを介して選択的にアンプに取り込まれた
複数のアナログ測定電圧Viを増幅して積分形のA/D
変換器に加え、デジタル信号に変換するように構成され
た信号処理装置において、複数のアナログ測定電圧Vi
とともに共通電位点の電圧V_ZおよびA/D変換器の
フルスパンに対応した既知の基準電圧V_Fをマルチプ
レクサを介して選択的にアンプに加え、アンプのゲイン
を第1のゲインG1に設定してV_Z、V_Fを測定す
るとともに第2のゲインG2に設定してVi、V_Zを
測定し、これら各測定結果V_Z(G1)、V_F(G
1)、Vi(G2)、V_Z(G2)に基づいて Vi=[{Vi(G2)−V_Z(G2)}/(V_F
(G1)−V_Z(G1)}]V_Fで表わされる演算
を行うことを特徴とする信号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60007175A JPH063465B2 (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60007175A JPH063465B2 (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 信号処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61167875A true JPS61167875A (ja) | 1986-07-29 |
JPH063465B2 JPH063465B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=11658736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60007175A Expired - Fee Related JPH063465B2 (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 信号処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH063465B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004245851A (ja) * | 2004-05-17 | 2004-09-02 | Shimadzu Corp | 検出信号処理装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5632211U (ja) * | 1979-08-18 | 1981-03-30 | ||
JPS5645756U (ja) * | 1979-09-19 | 1981-04-24 | ||
JPS5750783Y2 (ja) * | 1977-07-25 | 1982-11-06 |
-
1985
- 1985-01-18 JP JP60007175A patent/JPH063465B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5750783Y2 (ja) * | 1977-07-25 | 1982-11-06 | ||
JPS5632211U (ja) * | 1979-08-18 | 1981-03-30 | ||
JPS5645756U (ja) * | 1979-09-19 | 1981-04-24 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH063465B2 (ja) | 1994-01-12 |
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