TWI692621B - 具校正功能之電子秤與應用於其上的校正方法 - Google Patents

具校正功能之電子秤與應用於其上的校正方法 Download PDF

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    • G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
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Abstract

本發明為一種具校正功能之電子秤與應用於其上的校正方法。該電子秤包含有一秤盤、一記憶單元、一第一重量感應器與一第二重量感應器。該秤盤具有一置放範圍。該第一重量感應器與該第二重量感應器相對於該置放範圍呈現為對稱。該方法包含下列步驟：將兩標準重物同時置放於該置放範圍中。由該第一重量感應器進行量測而產生一第一讀值，由該第二重量感應器進行量測而產生一第二讀值。根據該第一讀值與該第二讀值定義一第一參數、一第二參數、一第一校正係數與一第二校正係數。將該第一校正係數與該第二校正係數以一校正算式記錄於該記憶單元。

Description

具校正功能之電子秤與應用於其上的校正方法
本發明是有關於一種具校正功能之電子秤與應用於其上的校正方法，且特別是有關於一種相較於習知技術確實可有效減少校正工時與人力負擔的電子秤及其校正方法。
電子秤是一種藉由電子重量感應器來進行重量量測的電子裝置，其運作是將待秤物的重量轉換為電壓或電流的類比訊號後，再進行濾波、放大處理並轉換為數位訊號，而於螢幕上以數字方式顯示出量測的結果。由於電子秤操作簡單且量測精確，故已在各領域裡被廣泛地應用，例如市場、超商、藥局、銀樓、郵局、實驗室等，為現代生活不可或缺的電子產品。
請參見第1圖，為習知的一電子秤100的示意圖。由其外觀可知，該電子秤100具有一秤盤11與一主體10，該秤盤11設置於該主體10上，用以置放一待秤重物(未顯示於圖式)以進行量測。該主體10還具有一操作介面12與一顯示介面13，分別用以提供使用者操作與顯示其量測結果。在該主體10內設置有一特定數量的重量感應器(未顯示於圖式)，用以感測該待秤重物之重量。
就習知的結構設計而言，主要是以一支架組(未顯示於圖式)從下方來承載該秤盤11，該支架組能將該待秤重物相對於該秤盤11的下壓作用力反應至該重量感應器上，以使該重量感應器加以感測。由此可知，除了重量感應器本身的敏感度與規格外，秤盤11、支架組與重量感應器之間的結構關係將是量測作業 精確度高低的重要因素。
若將重量感應器的數量設計為單個，其設置的位置通常是位於秤盤11之中央。而若將重量感應器的數量設計為兩個或更多個，則其設置的位置通常是相對於秤盤11的範圍呈現出對稱分佈。一般來說，通常是將待秤重物以置放於該秤盤11之中央的方式來進行量測，以避免其重量分配不均造成傾斜而影響量測結果，但該秤盤11的整個範圍在設計上仍是可提供置放與量測的有效位置。
是以，現今的電子秤就可能會因為使用者的不當操作所造成的機械損壞或相關元件的表現效能等問題，使其量測的精確度下降。如此，電子秤就必須透過校正方能繼續使用，特別是針對誤差容忍度較小(例如不能超過幾公克或幾毫克)的量測，校正的工作就更顯重要。
目前已知的一種校正方法，是將秤盤11上的一置放範圍110分成一特定數量(例如9個)的區域或位置，之後以一顆砝碼依序放在這些區域或位置上，並逐一讀取其量測結果，也就是找出同一砝碼在不同區域或位置上的讀值。由於砝碼的重量已知，而有傾斜或量測精確度問題的電子秤在不同的區域或位置上的讀值有可能不同，因而可比較在各區域或位置的讀值與已知的正確值之間的關係進行線性調整。
舉例來說，可能有的區域或位置的讀值偏高，就應予以調降；或可能有的區域或位置的讀值偏低，就應予以調升。接著，將所得到的調整經驗整理成一校正算式並存回電子秤中，使得該電子秤之後所產生的每個量測結果都要再套用該校正算式後，所得的數值才會被輸出至該顯示介面上加以顯示，作為最後的結果。其次，可再採用不同重量的砝碼重新進行上述的校正過程以作為驗證。
然而，這樣的校正方法不僅步驟繁瑣、效率低、工作時間長而不符合產業的成本考量，所產生的校正結果也不見得 正確，故無法為一般的生產工廠所接受。
是以，如何解決此一問題以促進其校正及應用上的便利性，即為本案發展的主要目的。
本發明之目的在於提出一種具校正功能之電子秤與應用於其上的校正方法。該電子秤及其校正方法特別是利用兩個具有相同重量的標準重物進行同時置放，並以兩個重量感應器進行量測，不需要繁複的計算即可完成校正程序，從而相較於習知技術可有效減少校正工時與人力負擔。
本發明為一種電子秤校正方法，應用於一電子秤上。該電子秤包含有一秤盤、一記憶單元、一第一重量感應器與一第二重量感應器，該秤盤具有一置放範圍，該第一重量感應器與該第二重量感應器相對於該置放範圍呈現為對稱。該方法包含下列步驟：將兩標準重物同時置放於該置放範圍中，且該兩標準重物具有相同的一標準重量；由該第一重量感應器進行量測而產生一第一讀值，並由該第二重量感應器進行量測而產生一第二讀值；定義一第一參數為該第一讀值除以該標準重量；定義一第二參數為該第二讀值除以該標準重量；定義一第一校正係數為該第一參數的倒數；定義一第二校正係數為該第二參數的倒數；以及將該第一校正係數與該第二校正係數以一校正算式記錄於該記憶單元中。其中該校正算式為一第三讀值與該第一校正係數之乘積加上一第四讀值與該第二校正係數之乘積，其中該第三讀值為由該第一重量感應器對一待秤重物進行量測之結果，該第四讀值為由該第二重量感應器對該待秤重物進行量測之結果。
本發明另一方面為一種具校正功能之電子秤，包含有一秤盤、一第一重量感應器、一第二重量感應器、一處理單元以及一記憶單元。該秤盤具有一置放範圍，用以提供具有相同的一標準重量的兩標準重物進行同時置放。該第一重量感應器用以對該兩標準重物進行量測而產生一第一讀值。該第二重量感應器 用以對該兩標準重物進行量測而產生一第二讀值，該第一重量感應器與該第二重量感應器相對於該置放範圍呈現為對稱。該處理單元用以將該第一讀值除以該標準重量而定義為一第一參數，將該第二讀值除以該標準重量而定義為一第二參數，將該第一參數的倒數定義為一第一校正係數，將該第二參數的倒數定義為一第二校正係數，並將該第一校正係數與該第二校正係數產生成一校正算式。該記憶單元用以記錄該校正算式。其中該校正算式為一第三讀值與該第一校正係數之乘積加上一第四讀值與該第二校正係數之乘積，其中該第三讀值為由該第一重量感應器對一待秤重物進行量測之結果，該第四讀值為由該第二重量感應器對該待秤重物進行量測之結果。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例並配合所附圖式進行詳細說明。
100、200‧‧‧電子秤
10、20‧‧‧主體
11、21‧‧‧秤盤
110、210‧‧‧置放範圍
12、22‧‧‧操作介面
13、23‧‧‧顯示介面
21a‧‧‧中心點
24‧‧‧處理單元
25‧‧‧記憶單元
261‧‧‧第一重量感應器
262‧‧‧第二重量感應器
31、32‧‧‧標準重物
第1圖，為習知的電子秤100的示意圖。
第2圖，為本發明的電子秤200的功能方塊示意圖。
第3圖，為第2圖中的秤盤21的俯視圖。
第4圖，為本發明的電子秤校正方法的流程圖。
以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。此外，實施例中之圖式係省略不必要或以通常技術即可完成之元件，以清楚顯示本發明之技術特點。
現以一較佳實施例進行本發明所提出的具校正功能之電子秤與應用於其上的校正方法之說明。請參見第2圖，為該較佳實施例的一電子秤200的功能方塊示意圖。如第2圖所示，該電子秤200主要包含有一秤盤21、一處理單元24、一記憶單元25、一第一重量感應器261、一第二重量感應器262、一操作 介面22與一顯示介面23，於第2圖中並示意了這些單元的連接關係。
須注意的是，本發明的該電子秤200於硬體設計上相較於習知的電子秤裝置並無太大差異，也就是包括了其外觀及相關單元的運作功能等，皆可和第1圖中的電子秤100相同。是以，該電子秤200亦可具有一主體20，而包括該處理單元24、該記憶單元25、該第一重量感應器261與該第二重量感應器262是設置於該主體20中，而該秤盤21、該操作介面22與該顯示介面23則是設置於該主體20上或外露於該主體20。該秤盤21用以提供重物之置放，該操作介面22用以提供操作，而該顯示介面23則用以顯示相關的結果。
承上所述，該第一重量感應器261與該第二重量感應器262因應該秤盤21的下壓所感應到的電壓或電流的類比訊號，將會透過相關的低通濾波器、放大器、類比/數位訊號轉換器等(未顯示於圖式)進行濾波、放大與轉換之處理，而所產生的數位訊號將提供該處理單元24做進一步的處理與應用。當然，除了必要的電路結構外，該電子秤200亦須搭配設置適用的應力規的機構組件，但此為一般習知結構設計，於此不多贅述。
請參見第3圖，為該秤盤21的俯視圖。如第3圖所示，該秤盤21具有一置放範圍210，意即在該置放範圍210內都可提供置放以進行有效量測。該第一重量感應器261與該第二重量感應器262是設置在該秤盤21的下方(如虛線圓圈所示)，從而能對該秤盤21的下壓作用力加以感測。於此實施例中，該第一重量感應器261與該第二重量感應器262是以具有相同的重量感應規格之設計進行說明，也就是其型號、敏感度等皆相同。
本發明的其一特徵在於，該第一重量感應器261與該第二重量感應器262是相對於該置放範圍210呈現為對稱。例如在第3圖中，該第一重量感應器261與該第二重量感應器262是分別位於該置放範圍210的一中心點21a兩側之相同距離的位 置上，亦即呈現出左右方向(或水平方向)上的對稱。該兩重量感應器261、262的對稱設置方式與本發明所要進行的校正方法有關。本發明的電子秤校正方法亦為一種線性調整，且特別是一種使用兩個重量感應器的校正方法。
在第3圖中還示意了兩標準重物31、32於該置放範圍210中的置放情形。於此實施例中，該兩標準重物31、32是在校正階段時所使用的兩元件，可採用重量為已知的一般砝碼或是其他具有相同功效之重物。本發明的另一特徵在於，為了有效執行該電子秤校正方法，必須使用具有相同的一標準重量的兩標準重物31、32，例如兩個皆為100公克的砝碼，或是兩個皆為200公克的砝碼。
承上所述，本發明所提出的該電子秤校正方法為於該電子秤200中設置成一韌體以提供執行，或是於該電子秤200的一快閃記憶體(未顯示於圖式)中儲存成一校正程式以提供執行。詳細來說，使用者可藉由操作該操作介面22，例如按壓或長按特定的按鍵就可進行包括電源啟動、顯示歸零與進入校正功能等程序，進而可使該韌體或該校正程式被執行以開始校正運作。關於該電子秤校正方法將詳細說明如後。
請參見第4圖，為本發明所提出的該電子秤校正方法的流程圖。首先，將該電子秤200置放於一水平面上後，啟動該電子秤200，並將該電子秤200所顯示的讀值歸零(步驟S1)；其次，將兩標準重物31、32同時置放於該置放範圍210中(步驟S2)；接著，由該第一重量感應器261進行量測而產生一第一讀值，並由該第二重量感應器262進行量測而產生一第二讀值(步驟S3)；接著，由該處理單元24根據該第一讀值與該第二讀值定義一第一參數、一第二參數、一第一校正係數與一第二校正係數(步驟S4)；之後，由該處理單元24將該第一校正係數與該第二校正係數以一校正算式記錄於該記憶單元25中(步驟S5)。
在所述步驟S1中，將待校正的電子秤200置放在水 平面上是為確保秤盤21不會因為傾斜而影響了對內部的重量感應器261、262的感應。使用者可先操作該操作介面22來將該電子秤200歸零，即該顯示介面23顯示的讀值為零。其次，此一步驟還更進一步包括利用該操作介面22將後續所要使用的標準重物31、32所代表的標準重量加以輸入與記錄以待後續計算之用，並利用該顯示介面23查看輸入情形。舉例來說，若使用的是兩個100公克的砝碼就輸入該標準重量為100。
在所述步驟S2中，該兩標準重物31、32是同時進行置放，而同時由該第一重量感應器261與該第二重量感應器262進行量測。此外，為增進量測的效果，該兩標準重物31、32於該置放範圍210中之置放是採相對於該置放範圍210呈現為對稱的方式進行，或相對於該第一重量感應器261與該第二重量感應器262呈現為對稱的方式進行。於此實施例中，如第3圖所示，此兩種方式皆採用，也就是該兩標準重物31、32是分別位於該置放範圍210的一中心點21a兩側之相同距離的位置上，且亦分別相對於該第一重量感應器261與該第二重量感應器262有相同的距離。
需說明的是，本發明的置放方式並不限於此，或是使用者可將該兩標準重物31、32置放在該置放範圍210內的任何位置上。舉例來說，可將該兩標準重物31、32分別置放在該第一重量感應器261與該第二重量感應器262的正上方，或是置放在沒有任何對稱關係的位置上。但可理解的是，有對稱樣式的置放方式是較佳的，因為這可避免重物在秤盤21上出現力矩相對較大之情形，而產生影響量測的傾斜。
在所述步驟S3中，該第一重量感應器261所得的該第一讀值加上該第二重量感應器262所得的該第二讀值即代表所測到的該兩標準重物31、32的總重量。詳細來說，一般若以兩個重量感應器作設置時，秤盤上的待測物的重量會平均分攤至兩重量感應器上，也就是兩重量感應器所測得的結果的相加即代表 待測物的重量。然而，依待測物的置放位置或重量感應器的設置位置之不同，通常兩重量感應器所測得的結果會有所不同。
其次，該第一讀值與該第二讀值產生後可被傳輸至該處理單元24做進一步處理，或可先記錄於一動態隨機存取記憶體(未顯示於圖式)中而由該處理單元24加以存取。於此實施例中，此時該顯示介面23所顯示的讀值為做加總後的數值(即該第一讀值加上該第二讀值)，該第一讀值與該第二讀值不會各別顯示。當然，於其他實施例亦可設計該顯示介面23可同時顯示各別的讀值與加總後的數值。
在所述步驟S4中，由該處理單元24根據已知的該標準重量、該第一讀值與該第二讀值進行計算以定義出相關的參數及校正係數。詳細來說，該第一參數的定義為該第一讀值除以該標準重量；該第二參數的定義為該第二讀值除以該標準重量；該第一校正係數的定義為該第一參數的倒數；該第二校正係數的定義為該第二參數的倒數。
在所述步驟S5中，所形成的該校正算式為一第三讀值與該第一校正係數之乘積加上一第四讀值與該第二校正係數之乘積，其中該第三讀值為由該第一重量感應器261對一待秤重物(未顯示於圖式)進行量測之結果，該第四讀值為由該第二重量感應器262對該待秤重物進行量測之結果。
詳細來說，本發明的該第一校正係數與該第二校正係數是針對該電子秤200所產生的權重調整，也就是該電子秤200雖然可能會因為存在問題而無法精確量測，但可藉由量測後的適當修正(特別是線性調整)，讓最後顯示的結果可盡量接近於真實值。當該處理單元24將該校正算式記錄於該記憶單元25後，本發明的校正程序實際上已經完成，也就是該校正算式是要提供給後續量測的工作之用，例如對該待秤重物之量測。該待秤重物可為重量為已知或未知的一重物。
是以，為確認其校正的結果，本發明的該校正方法 還可進一步包含下列步驟：移除該兩標準重物31、32，並將該待秤重物置放於該置放範圍210中；接著，該第一重量感應器261對該待秤重物進行量測而產生該第三讀值，該第二重量感應器262對該待秤重物進行量測而產生該第四讀值，並由該處理單元24將該第三讀值與該第四讀值代入該校正算式進行計算，並產生代表該待秤重物之重量的一校正結果；最後，由該顯示介面23顯示該校正結果。
可以理解的是，若未經該校正算式的計算，該第一重量感應器261所得的該第三讀值加上該第二重量感應器262所得的該第四讀值即為該待秤重物的重量，但本發明設定須經該校正算式計算後所產生的結果才代表該待秤重物的重量。類似地，該第三讀值與該第四讀值產生後可被傳輸至該處理單元24做進一步處理，或可設計先記錄於一動態隨機存取記憶體中而由該處理單元24加以存取。該第三讀值與該第四讀值可各別顯示在該顯示介面23上，或可設計成不會顯示。
若設計該標準重量為W1，該第一讀值為X1，該第二讀值為X2，該第一參數為A1，該第二參數為A2，該第一校正係數為C1，該第二校正係數為C2，該第三讀值為X3，該第四讀值為X4，該校正結果為Y，則上述的計算可列式如下：A1=X1/W1 (式1)
A2=X2/W1 (式2)
C1=1/A1 (式3)
C2=1/A2 (式4)
Y=X3×C1+X4×C2 (式5)
是以，上述之式5即為該校正算式。
進一步舉例來說，若W1為100，X1為105，X2為98，則A1為1.05，A2為0.98。其次，C1為1/1.05，C2為1/0.98。接著，假設對實際重量為100(公克)的一待秤重物進行量測，且設定X3為55，X4為48，則所得到的Y就約為101.36(公克)(即算式 55/1.05+48/0.98)。
此一舉例僅為大致的示意，但也可清楚得知若沒有經過校正，則所得的值是103(公克)(即算式55+48)其誤差是遠大於有經過校正的該Y值，即101.36(公克)。是故，確實能藉由本發明的此一線性調整方式來有效改善電子秤的量測結果，使其更接近於真實值。
由上述的說明可知，本發明的調整特徵在於該兩校正係數的取得，且其值是被設定在1左右，以減少不必要的計算複雜度。此外，於存在機械問題下所進行的量測，可能會使重量感應器測到較真實值為偏高或偏低的誤差。是以，本發明的該兩校正係數的設定大致是使量測偏高者乘以小於1的校正係數，使量測偏低者乘以大於1的校正係數，而產生類似於內插法的補償效果，但本發明並不限於此。
承上所述，若所產生的該兩校正係數皆為1時，也就是不論有無經該校正算式之計算，其結果都是該第三讀值加上該第四讀值。此一情況或可代表電子秤原本的量測結果就已是精確的而無須再被校正。根據多次實驗與分析後可確認，本發明的此一線性調整方式確實能達到符合需求的校正結果。
本發明於上述實施例是以具有相同的重量感應規格之兩重量感應器261、262進行說明，但本發明並不限於此，也就是本發明亦能以不同的重量感應規格來設計第一重量感應器與第二重量感應器。詳細來說，可將此兩重量感應器的重量感應規格以某一倍數之比例差異加以選取。例如若第一重量感應器是選用10公斤的重量感應規格時，則第二重量感應器就可以選用1公斤的重量感應規格，如此能互相搭配產生更大的敏感度範圍而有較佳的量測結果。
本發明還可根據上述的實施例做進一步的變化。舉例來說，上述的各種讀值或顯示結果是透過該顯示介面23的顯示來完成，但這些數據或結果亦可傳輸至其他具有顯示功能的電 子裝置加以呈現。是以，此種方式所設置的電子秤將設有相關的傳輸介面，並可透過有線或無線的信號連接方式與電腦或智慧型手機進行傳輸，從而亦可顯示相關的結果。
綜上所述，本發明所提出之具校正功能之電子秤與應用於其上的校正方法確實改善了習知的電子秤的校正方法所存在的步驟繁瑣、效率低、工作時間長而不符合產業的成本考量等問題。本發明僅需以兩個具有相同重量的標準重物或砝碼同時置放於秤盤上，且只須進行一次置放，不須要進行繁複的計算即可完成校正程序，有效地減少了校正作業所需的工時與人力的負擔。另外，也由於本發明有效地縮短了校正程序的步驟，故除了人工方式之校正外，亦能為使用自動化設備或人工智慧等進行自動校正的技術提供了良好的發展基礎。
是故，本發明能有效解決先前技術中所提出之相關問題，而能成功地達到本案發展之主要目的。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
21‧‧‧秤盤
210‧‧‧置放範圍
21a‧‧‧中心點
261‧‧‧第一重量感應器
262‧‧‧第二重量感應器
31、32‧‧‧標準重物

Claims (8)

  1. 一種電子秤校正方法，應用於一電子秤上，該電子秤包含有一秤盤、一記憶單元、一第一重量感應器與一第二重量感應器，該秤盤具有一置放範圍，該第一重量感應器與該第二重量感應器相對於該置放範圍呈現為對稱，而該方法包含下列步驟：將兩標準重物同時置放於該置放範圍中，且該兩標準重物具有相同的一標準重量；由該第一重量感應器進行量測而產生一第一讀值，並由該第二重量感應器進行量測而產生一第二讀值；定義一第一參數為該第一讀值除以該標準重量；定義一第二參數為該第二讀值除以該標準重量；定義一第一校正係數為該第一參數的倒數；定義一第二校正係數為該第二參數的倒數；以及將該第一校正係數與該第二校正係數以一校正算式記錄於該記憶單元中；其中該校正算式為一第三讀值與該第一校正係數之乘積加上一第四讀值與該第二校正係數之乘積，其中該第三讀值為由該第一重量感應器對一待秤重物進行量測之結果，該第四讀值為由該第二重量感應器對該待秤重物進行量測之結果；其中該方法還包含下列步驟：移除該兩標準重物；將該待秤重物置放於該置放範圍中；以及將該第三讀值與該第四讀值代入該校正算式以進行計算，並產生代表該待秤重物之重量的一校正結果。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子秤校正方法，其中該方法為於該電子秤中設置成一韌體以提供執行，或是於該電子秤的一快閃記憶體中儲存成一校正程式以提供執行。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子秤校正方法，其中該方 法還包含下列步驟：將該電子秤置放於一水平面上；以及啟動該電子秤，並將該電子秤所顯示的讀值歸零。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子秤校正方法，其中該兩標準重物於該置放範圍中之置放為相對於該置放範圍呈現為對稱，或相對於該第一重量感應器與該第二重量感應器呈現為對稱。
  5. 一種具校正功能之電子秤，包含有：一秤盤，具有一置放範圍，用以提供具有相同的一標準重量的兩標準重物進行同時置放；一第一重量感應器，用以對該兩標準重物進行量測而產生一第一讀值；一第二重量感應器，用以對該兩標準重物進行量測而產生一第二讀值，該第一重量感應器與該第二重量感應器相對於該置放範圍呈現為對稱；一處理單元，用以將該第一讀值除以該標準重量而定義為一第一參數，將該第二讀值除以該標準重量而定義為一第二參數，將該第一參數的倒數定義為一第一校正係數，將該第二參數的倒數定義為一第二校正係數，並將該第一校正係數與該第二校正係數產生成一校正算式；以及一記憶單元，用以記錄該校正算式；其中該校正算式為一第三讀值與該第一校正係數之乘積加上一第四讀值與該第二校正係數之乘積，其中該第三讀值為由該第一重量感應器對一待秤重物進行量測之結果，該第四讀值為由該第二重量感應器對該待秤重物進行量測之結果；其中該處理單元用以將該第三讀值與該第四讀值代入該校正算式以進行計算，並產生代表該待秤重物之重量的一校正結果。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具校正功能之電子秤，其中該兩標準重物於該置放範圍中之置放為相對於該置放範圍呈現為對稱，或相對於該第一重量感應器與該第二重量感應器呈現為對稱。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之具校正功能之電子秤，還包含有：一操作介面，用以提供包含電源啟動、顯示歸零與進入校正功能的操作；以及一顯示介面，用以顯示該校正結果。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之具校正功能之電子秤，其中該第一重量感應器與該第二重量感應器具有相同或不同的重量感應規格。
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