KR20160041691A - 압력센서의 전자파 내성 시험 장치 및 시험 방법 - Google Patents

압력센서의 전자파 내성 시험 장치 및 시험 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압력센서의 전자파 내성 시험 장치에 관한 것으로, 무향실 내부에 설치되어 테스트할 압력센서를 향해 전자파를 발생시키는 전자파 발생기와, 상기 무향실 내부에 설치되어 상기 압력센서에 전원을 공급하는 전원공급기와, 광신호(optic signal)을 통해 상기 압력센서의 출력신호 및 전원 전압레벨을 무향실 외부로 전송하는 광전송유닛과, 상기 광전송유닛으로 부터 전송된 광신호를 바탕으로 상기 압력센서의 이상 유무를 판단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 무향실 내부에서 전자파 내성 시험이 이루어지며, 압력센서의 출력 신호를 광통신을 통해 무향실 외부로 전송함으로써 노이즈의 영향 없이 전자파 내성 시험을 할 수 있어 압력센서의 전자파 내성 시험의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

압력센서의 전자파 내성 시험 장치 및 시험 방법{Testing device and method for radiated immunity testing of pressure sensor}
본 발명은 압력센서의 전자파 내성 시험 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자파 내성 시험 시 노이즈의 영향을 최소화함으로써 전자파 내성 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치에 관한 것이다.
각종 기계장치나 차량에는 다양한 용도의 압력센서가 사용되는데, 이러한 압력센서는 각종 규제 법규에 만족하는 성능을 발휘해야 한다. 따라서 압력센서의 품질이나 성능을 테스트하기 위해 한국특허공개 1997-0048207호에 개시된 바와 같이, 각종 장비를 사용해 압력센서를 시험하고 있다.
그런데 최근 기계장치나 차량의 사양이 점차 고급화됨에 따라 기계장치나 차량에 장착되는 센서들 역시 고성능의 센서들이 사용되고 있으며, 센서가 고성능화될수록 미세한 차이까지 감지할 수 있도록 예민하게 작동하게 된다. 따라서 고성능의 센서는 주변 기기나 장치의 전자파에 영향을 받게 되며, 일정량 이상의 전자파에 내성을 갖고 감지 값에 영향을 주지 않도록 설계되어야 한다.
따라서 전술한 압력센서 역시 전자파에 대한 내성을 시험하여 이상 여부를 판단하게 되는데, 전자파 내성을 시험하기 위한 전문적인 장비가 없어 전자파를 발생시킬 때 각종 노이즈의 영향으로 정확한 테스트를 하기 어려운 경우가 자주 발생한다.
한국특허공개 1997-0048207호 (공개일 1997. 07. 29)
본 발명의 목적은 전자파 내성 시험 시 노이즈의 영향을 최소화함으로써 전자파 내성 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치는, 무향실 내부에 설치되어 테스트할 압력센서를 향해 전자파를 발생시키는 전자파 발생기와, 상기 무향실 내부에 설치되어 상기 압력센서에 전원을 공급하는 전원공급기와, 광신호(optic signal)을 통해 상기 압력센서의 출력신호 및 전원 전압레벨을 무향실 외부로 전송하는 광전송유닛과, 상기 광전송유닛으로 부터 전송된 광신호를 바탕으로 상기 압력센서의 이상 유무를 판단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 광전송유닛은 상기 무향실 내부에 구비되어 상기 압력센서의 출력신호 및 전원 전압레벨을 광신호로 전환해 상기 무향실 외부로 전송하는 송신 컨버터와, 상기 무향실의 외부에 구비되어 상기 송신 컨버터로부터 광신호를 수신하는 수신 컨버터를 포함하는 것이 특징이다.
상기 송신 컨버터 및 수신 컨버터는 아날로그 옵틱 컨버터(Analog Optic Converter)를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 상기 전자파 발생기에서 발생시킬 전자파의 세기 및 주파수를 설정 및 변경하는 신호발생기와, 상기 전자파 발생기를 구동하며, 상기 신호발생기의 제어 신호에 따라 출력이 제어되는 파워앰프와, 상기 압력센서가 감지할 압력을 조절하는 압력제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 광전송유닛으로부터 전송된 광신호를 아날로그 신호로 변환하는 데이터 획득기와, 상기 데이터 획득기로부터 전송된 신호를 가공해 상기 주파수의 대역, 상기 압력센서의 출력신호 및 전원 전압레벨을 판별하고, 상기 압력센서의 전자파 내성 테스트의 fail 여부를 판정해 판정 결과를 상기 컨트롤러로 전송하는 신호처리기를 더 포함할 수 있다.
상기 신호처리기는 상기 압력센서의 내성 시험값이 하한값 미만 또는 상한값을 초과하는 경우 상기 전자파 내성 테스트를 fail로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤러는 상기 신호발생기, 압력제어기, 데이터 획득기, 신호처리기 중 어느 하나 또는 전부의 기능을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 방법은 테스트할 압력센서를 세팅하고 전자파의 전계강도의 설정하는 단계(S100)와, 상기 전계강도 설정 후 테스트할 전자파의 주파수를 설정하는 단계(S200)와, 상기 설정된 전계강도 및 주파수로 전자파를 발생하면서 상기 압력센서의 출력 신호를 모니터링하는 단계(S300)와, 상기 S300 단계에서 상기 압력센서의 출력 신호를 모니터링한 결과값이 허용 오차 범위 이내인지 판단하는 단계(S400)와, 테스트하고자 하는 모든 주파수의 테스트가 완료되었는지 판단하여 완료되었으면 테스트를 종료하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.
상기 S400 단계에서 상기 결과값이 허용 오차 범위 이내이면 테스트하고자 하는 주파수를 변경하여 상기 S200 단계로 되돌아가는 단계(S530)를 더 포함할 수 있다.
상기 S400 단계에서 상기 결과값이 허용 오차 범위 이내가 아니면 상기 압력센서의 테스트를 계속 진행할지의 여부를 판단하는 단계(S430)를 더 포함할 수 있다.
상기 S430 단계에서 상기 압력센서의 테스트를 계속 진행하는 경우 상기 주파수의 변경 여부를 판단하는 단계(S450)를 더 포함할 수 있다.
상기 S450 단계에서 주파수를 변경하지 않으면 전계강도를 변경하는 단계(S470)를 더 포함하고, 상기 S450 단계에서 주파수를 변경하면 상기 S200 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 한다.
상기 결과값이 허용 오차 범위 이내가 아닌 경우는 신호처리기에서 상기 압력센서의 내성 시험값이 하한값 미만 또는 상한값을 초과하여 전자파 내성 테스트를 fail로 판단한 경우인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치는 무향실 내부에서 전자파 내성 시험이 이루어지며, 압력센서의 출력 신호를 광통신을 통해 무향실 외부로 전송함으로써 노이즈의 영향 없이 전자파 내성 시험을 할 수 있어 압력센서의 전자파 내성 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치를 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치의 시험 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치의 시험 방법을 도시한 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치는 무향실(10) 내부에 설치되는 구성품과 무향실(10) 외부에 설치되는 구성품으로 이루어진다.
먼저, 무향실(10)의 외부에서 전체 시스템을 제어하는 컨트롤러(100)가 구비되며, 컨트롤러(100)에 의해 제어되는 신호발생기(110), 압력제어기(130)가 구비된다. 무향실(10)의 내부에는 테스트할 대상인 압력센서(132)가 설치되며, 압력센서(132)의 신호는 광전송유닛에 의해 무향실(10)의 외부로 전달된다. 광전송유닛으로부터 전달된 데이터는 데이터 획득기(160) 및 신호처리기(150)를 거쳐 컨트롤러(100)로 전송된다. 또한, 무향실(10)의 내부에는 압력센서(132)를 구동하는 전원공급기(140)가 구비된다. 압력센서(132)와 전원공급기(140), 후술할 광전송유닛의 송신 컨버터(180)는 시험 테이블(12) 상에 미리 세팅되는 것이 바람직하다.
컨트롤러(100)는 전자파 내성 시험 장치 전체를 컨트롤 및 관리하며, 전자파 발생 또는 중단, 압력센서(132)의 테스트 및 결과 처리와 관리, 광전송유닛을 통해 전달되고 신호처리기(150)에서 처리된 데이터의 저장과 압력센서(132) 이상 여부 판단, 각종 제어 요소 및 처리 결과에 대한 사용자 알림 등을 총괄한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 신호발생기, 압력제어기, 데이터 획득기 및 처리기 등이 컨트롤러와 별개로 형성된 것을 예로 하여 설명하고 있으나, 이러한 구성들은 모두 컨트롤러와 통합되어 컨트롤러가 해당 기능들을 수행할 수도 있다.
신호발생기(110)는 컨트롤러(100)의 제어 신호에 따라 파워앰프(120)가 인식할 수 있는 신호를 생성하는 역할을 하며, 파워앰프(120)의 출력에 따라 무향실(10) 내부에서는 전자파 발생기(14)에서 전자파를 발생시켜 압력센서(132)가 전자파의 영향을 받도록 한다. 신호발생기(110)는 테스트하고자 하는 주파수 범위 내에서 특정 주파수를 시험용 주파수로 설정하며, 설정값에 따라 전자파 발생기(14)에서 해당 주파수에 따른 전자파를 방출하게 된다. 신호발생기(110)는 컨트롤러(100)의 제어 신호에 따라 테스트하고자 하는 모든 주파수 대역 별로 테스트할 수 있도록 설정 시간마다 주파수를 변경한다. 또한, 신호발생기(110)는 컨트롤러(100)의 제어 신호에 따라 전계강도를 설정 및 변경하도록 신호를 생성함으로써 발생되는 전자파의 세기를 조절한다.
압력제어기(130)는 압력센서(132)가 감지할 압력을 조절하는 역할을 하며, 압력센서(132)가 감지할 수 있는 최저 임계 압력부터 최대 임계 압력까지를 감지하도록 조절한다. 즉, 압력제어기(130)는 압력센서(132)가 실제 압력센서(132)에 가해지는 압력을 감지하는 것과 동일하게 감지할 수 있도록 압력센서(132)의 압력을 조절한다.
압력센서(132)는 전원공급기(140)에 연결 또는 연결 해제되어 온 또는 오프되며, 압력제어기(130)에 의해 측정 압력이 달라지는 동안, 전자파 발생기(14)에서 발생된 전자파에 노출되는 상황에서 압력 감지 성능을 테스트하게 된다.
광전송유닛은 송신 컨버터(180)와 수신 컨버터(170)로 구성되며, 송신 컨버터(180)는 무향실(10)의 내부에 설치되어 압력센서(132) 및 전원공급기(140)에 연결된다. 광전송유닛은 압력센서(132)의 전원 온/오프 여부 및 압력센서(132)의 출력신호를 무향실(10)의 외부로 전송하는 송신 컨버터(180)와, 송신 컨버터(180)의 신호를 수신해 데이터 획득기(160)로 전송하는 송신 컨버터(180)로 구성된다. 송신 컨버터(180) 및 수신 컨버터(170)는 아날로그 옵틱 컨버터(Analog Optic Converter)로 구현되는 것이 바람직하다.
아날로그 옵틱 컨버터는 아날로그 신호를 광신호로 변환하는 장치로, 송신 컨버터(180)는 압력센서(132) 및 전원공급기(140) 신호를 광신호(Optic Signal)로 변환하여 수신 컨버터(170)로 전송하고, 수신 컨버터(170)는 송신 컨버터(180)의 광신호를 전송받아 데이터 획득기(160)로 전송한다. 광신호를 이용한 광통신은 전자파의 영향을 받지 않으므로, 광통신을 이용해 압력센서(132)의 전원 전압레벨 및 압력센서(132)로부터 출력되는 신호를 무향실(10)의 외부로 전송함으로써 압력센서(132)의 시험 결과 전송 시 다른 장치들이 전자파에 의한 영향을 받지 않도록 한다. 즉, 광통신이 아닌 일반 케이블을 사용해 외부로 신호를 전송하는 경우, 케이블 자체가 안테나의 역할을 하므로 전자기적 노이즈(전자파)를 방사할 수 있다. 따라서 다른 장치들이 노이즈의 영향을 받지 않도록 광통신을 이용해 무향실(10) 내부의 신호를 외부로 전송하는 것이 바람직하다.
데이터 획득기(160)는 광전송유닛으로부터 전달된 광신호를 아날로그 신호로 변환하여 신호처리기(150)로 전송한다. 데이터 획득기(160)는 신호처리기(150)와 별도로 구성될 수도 있고, 신호처리기(150)가 데이터 획득기(160)의 역할을 대신할 수도 있다.
신호처리기(150)는 데이터 획득기(160)로부터 전송된 신호를 가공해 어떤 주파수 대역의 입력 또는 출력 신호인지를 판별하며, 해당 신호를 바탕으로 압력센서(132)의 전자파 내성(tolerance) 테스트의 fail 여부를 판정한다. 즉, 전송된 신호가 기 설정된 내성의 상한값을 초과하거나 하한값에 미달했을 때 압력센서(132)의 전자파 내성이 정상 상태가 아님으로 판단하여 fail로 판정한다. 압력센서(132)는 전자파의 영향을 받는 상황하에서 내성 시험값이 내성의 하한값부터 상한값 사이의 범위 내에 존재해야 하며, 이를 벗어나면 전자파의 내성 범위를 벗어나게 된다. 압력센서(132)가 갖는 전자파의 내성 범위를 벗어난다는 것은 압력센서(132)가 전자파의 영향을 받아 측정값이 달라질 수 있다는 의미이므로, 압력센서(132)의 감지 신뢰성이 떨어진다는 의미가 된다. 따라서 압력센서(132)가 오류 없이 신뢰성이 유지될 수 있는지 전자파 내성 시험을 통해 판단할 수 있게 된다. 신호처리기(150)에서 압력센서(132)의 fail 여부가 판정되면, 판정 결과는 컨트롤러(100)로 전송되고, 컨트롤러(100)에서 최종적으로 압력센서(132)의 이상 유무를 결정하여 사용자에게 통보하거나 별도로 구비된 디스플레이 등에 표시할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치에 있어서, 도면을 참조하여 압력센서의 전자파 내성을 시험하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력센서의 전자파 내성 시험 장치의 시험 방법을 도시한 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 압력센서(132)의 시험이 시작되면 먼저 전계강도를 설정하게 된다(S100). 설정된 전계강도에 따라 테스트할 전자파의 세기가 결정되며, 전계강도의 설정은 컨트롤러(100)의 제어 신호에 따라 신호발생기(110)에서 이루어진다.
전계강도가 설정되면 신호발생기(110)에서는 테스트할 주파수를 설정하며(S200), 설정된 주파수 및 전계강도에 따라 파워앰프(120)의 출력이 설정되고, 전자파 발생기(14)를 통해 전자파가 발생된다.
이 때, 압력센서(132)는 전원공급기(140)를 통해 미리 전원을 공급받아 무향실(10) 내부에 설치되는 것이 바람직하다. 압력센서(132)의 출력 신호는 광전송유닛을 통해 최종적으로 컨트롤러(100)로 전달되어 모니터링되며(S300), 허용 오차 범위 이내의 결과값이 검출되면(S400) 테스트하고자 하는 주파수를 변경하면서(S530) 주파수 별로 테스트를 수행하며, 모든 주파수의 테스트가 완료되면(S500) 시험을 종료한다.
허용 오차 범위 이내의 결과값이란 전술한 신호처리기에서 Fail이 아닌 경우를 의미한다. 만약, S400 단계에서 허용 오차 범위를 벗어나면(즉, 신호처리기에서 Fail로 판단하면) 컨트롤러(100)에서는 테스트를 계속 진행할 지의 여부를 판단하게 된다(S430). 신호처리기(150)에서 Fail로 결정되면 테스트를 종료하기로 설정된 경우 바로 시험을 종료하며, 다른 주파수 대역에서도 테스트를 계속 진행하기로 설정된 경우 주파수를 변경(S450)하여 S200 단계부터 다시 테스트를 진행할 수 있다. 또는, 전계강도를 변경한 후(S470) S100 단계부터 다시 테스트를 진행할 수 있다. 이러한 설정은 사용자에 의해 컨트롤러(100)에 미리 저장될 수도 있고, 해당 상황 발생 시 사용자에게 선택하도록 할 수도 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.
10: 무향실 14: 전자파 발생기
100: 컨트롤러 110: 신호발생기
120: 파워앰프 130: 압력제어기
132: 압력센서 140: 전원공급기
150: 신호처리기 160: 데이터 획득기
170: 수신 컨버터 180: 송신 컨버터

Claims (13)

  1. 무향실 내부에 설치되어 테스트할 압력센서를 향해 전자파를 발생시키는 전자파 발생기와,
    상기 무향실 내부에 설치되어 상기 압력센서에 전원을 공급하는 전원공급기와,
    광신호(optic signal)을 통해 상기 압력센서의 출력신호 및 전원 전압레벨을 무향실 외부로 전송하는 광전송유닛과,
    상기 광전송유닛으로 부터 전송된 광신호를 바탕으로 상기 압력센서의 이상 유무를 판단하는 컨트롤러를 포함하는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광전송유닛은 상기 무향실 내부에 구비되어 상기 압력센서의 출력신호 및 전원 전압레벨을 광신호로 전환해 상기 무향실 외부로 전송하는 송신 컨버터와, 상기 무향실의 외부에 구비되어 상기 송신 컨버터로부터 광신호를 수신하는 수신 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송신 컨버터 및 수신 컨버터는 아날로그 옵틱 컨버터(Analog Optic Converter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 상기 전자파 발생기에서 발생시킬 전자파의 세기 및 주파수를 설정 및 변경하는 신호발생기와,
    상기 전자파 발생기를 구동하며, 상기 신호발생기의 제어 신호에 따라 출력이 제어되는 파워앰프와,
    상기 압력센서가 감지할 압력을 조절하는 압력제어기를 더 포함하는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광전송유닛으로부터 전송된 광신호를 아날로그 신호로 변환하는 데이터 획득기와,
    상기 데이터 획득기로부터 전송된 신호를 가공해 상기 주파수의 대역, 상기 압력센서의 출력신호 및 전원 전압레벨을 판별하고, 상기 압력센서의 전자파 내성 테스트의 fail 여부를 판정해 판정 결과를 상기 컨트롤러로 전송하는 신호처리기를 더 포함하는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 신호처리기는 상기 압력센서의 내성 시험값이 하한값 미만 또는 상한값을 초과하는 경우 상기 전자파 내성 테스트를 fail로 판단하는 것을 특징으로 하는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 신호발생기, 압력제어기, 데이터 획득기, 신호처리기 중 어느 하나 또는 전부의 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서의 전자파 내성 시험 장치.
  8. 테스트할 압력센서를 세팅하고 전자파의 전계강도의 설정하는 단계(S100)와,
    상기 전계강도 설정 후 테스트할 전자파의 주파수를 설정하는 단계(S200)와,
    상기 설정된 전계강도 및 주파수로 전자파를 발생하면서 상기 압력센서의 출력 신호를 모니터링하는 단계(S300)와,
    상기 S300 단계에서 상기 압력센서의 출력 신호를 모니터링한 결과값이 허용 오차 범위 이내인지 판단하는 단계(S400)와,
    테스트하고자 하는 모든 주파수의 테스트가 완료되었는지 판단하여 완료되었으면 테스트를 종료하는 단계(S500)를 포함하는 압력센서의 전자파 내성 시험 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 S400 단계에서 상기 결과값이 허용 오차 범위 이내이면 테스트하고자 하는 주파수를 변경하여 상기 S200 단계로 되돌아가는 단계(S530)를 더 포함하는 압력센서의 전자파 내성 시험 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 S400 단계에서 상기 결과값이 허용 오차 범위 이내가 아니면 상기 압력센서의 테스트를 계속 진행할지의 여부를 판단하는 단계(S430)를 더 포함하는 압력센서의 전자파 내성 시험 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 S430 단계에서 상기 압력센서의 테스트를 계속 진행하는 경우 상기 주파수의 변경 여부를 판단하는 단계(S450)를 더 포함하는 압력센서의 전자파 내성 시험 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 S450 단계에서 주파수를 변경하지 않으면 전계강도를 변경하는 단계(S470)를 더 포함하고, 상기 S450 단계에서 주파수를 변경하면 상기 S200 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 압력센서의 전자파 내성 시험 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 결과값이 허용 오차 범위 이내가 아닌 경우는 신호처리기에서 상기 압력센서의 내성 시험값이 하한값 미만 또는 상한값을 초과하여 전자파 내성 테스트를 fail로 판단한 경우인 것을 특징으로 하는 압력센서의 전자파 내성 시험 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111537815A (zh) * 2020-04-03 2020-08-14 中国第一汽车股份有限公司 一种电磁兼容性测试方法、装置、系统及存储介质

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