JPS58210530A - 抵抗温度計 - Google Patents
抵抗温度計Info
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- JPS58210530A JPS58210530A JP57093306A JP9330682A JPS58210530A JP S58210530 A JPS58210530 A JP S58210530A JP 57093306 A JP57093306 A JP 57093306A JP 9330682 A JP9330682 A JP 9330682A JP S58210530 A JPS58210530 A JP S58210530A
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- JP
- Japan
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- resistor
- terminal
- resistance
- correction
- temperature
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
- G01K7/20—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
- G01K7/21—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit for modifying the output characteristic, e.g. linearising
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (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】
本発明は抵抗温度計に関する。
一般に、抵抗温度計の測温抵抗体として、抵抗値精度が
高く、抵抗温度係数のばらつきが小さく、経年変化の小
さいものが要求され、これらの緒特性を満足するものと
して通常は白金抵抗体が用いられている。しかし、白金
抵抗体は抵抗値を例えば10θΩ±0.1%と所定の許
容範囲内に設定するのに手間がかかり、生産性が低く、
高価であり、しかも破壊し易いなどの欠点がある。
高く、抵抗温度係数のばらつきが小さく、経年変化の小
さいものが要求され、これらの緒特性を満足するものと
して通常は白金抵抗体が用いられている。しかし、白金
抵抗体は抵抗値を例えば10θΩ±0.1%と所定の許
容範囲内に設定するのに手間がかかり、生産性が低く、
高価であり、しかも破壊し易いなどの欠点がある。
抵抗温度計において抵抗値精度は、壊れ易いセンサの互
換性を良(するためにも極めて重要である。それは、抵
抗体の温度係数はほぼ絶対温度に比例するから係数値が
小さく、従っである温度に壌ける精度に対応する温度範
囲が、例えば白金抵抗温度計の場合±1%が上2゜6℃
に対応するように、拡大されるからである。
換性を良(するためにも極めて重要である。それは、抵
抗体の温度係数はほぼ絶対温度に比例するから係数値が
小さく、従っである温度に壌ける精度に対応する温度範
囲が、例えば白金抵抗温度計の場合±1%が上2゜6℃
に対応するように、拡大されるからである。
本発明の主たる目的は、生産性が高く従って安価に製作
することができ、抵抗温度係数のばらつきが小さく、経
年変化が小さく、精度が安定な抵抗温度計を提供するこ
とにある。
することができ、抵抗温度係数のばらつきが小さく、経
年変化が小さく、精度が安定な抵抗温度計を提供するこ
とにある。
本発明の他の目的は、例えば公称100Ωの測温抵抗体
の抵抗値が、例えば0℃において115.260という
ような大きな誤差を含んでいる場合であつても高精度の
測定ができる抵抗温度計を提供することにある。
の抵抗値が、例えば0℃において115.260という
ような大きな誤差を含んでいる場合であつても高精度の
測定ができる抵抗温度計を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、1台の測定器本体に対し複
数個の温度センサを取替える場合、各温度センサの測温
抵抗体の抵抗値が多少ばらついていても、完全な互換性
をもって取替え使用することができる抵抗温度計を提供
することにある。
数個の温度センサを取替える場合、各温度センサの測温
抵抗体の抵抗値が多少ばらついていても、完全な互換性
をもって取替え使用することができる抵抗温度計を提供
することにある。
まず、本発明の原理を、s1図により説明する。
温度センサ1は測温抵抗体2と、半固定可変抵抗器から
なる補正用抵抗3と、測温抵抗体2と補正用抵抗3の一
端を共通接続したコモン端子4、測温抵抗体1の他端に
設けられた通電用端子5と測定用端子6、並び馨こ補正
用抵抗3の他端に設けられた補正用端子Tを備えている
。測定器本体8は上記各端子4. 5. 6. γに
対応する端子4’、5:6’、 7’を備え、五番こ
対応する端子同士がリード線で接続され、端子4’、
5’間には測定電流を供給するための定電流源9が接
続され、端子6’ 、 7’間には測定用抵抗10が接
続されている。
なる補正用抵抗3と、測温抵抗体2と補正用抵抗3の一
端を共通接続したコモン端子4、測温抵抗体1の他端に
設けられた通電用端子5と測定用端子6、並び馨こ補正
用抵抗3の他端に設けられた補正用端子Tを備えている
。測定器本体8は上記各端子4. 5. 6. γに
対応する端子4’、5:6’、 7’を備え、五番こ
対応する端子同士がリード線で接続され、端子4’、
5’間には測定電流を供給するための定電流源9が接
続され、端子6’ 、 7’間には測定用抵抗10が接
続されている。
測温抵抗体1は基準抵抗値R,lこ対し正の誤差NR,
をもっている。例えば0℃における抵抗値が115.2
6nであればRo=100.0On、N=0.1526
である。測定用抵抗10は抵抗値が安定しておればいか
なる抵抗値であってもよいが、通常は基準抵抗値Roに
対し10〜t、 o o o倍程度の特定の抵抗値のも
のが用いられる。補正用抵抗3はNRIとなるようあら
かじめ調節される。
をもっている。例えば0℃における抵抗値が115.2
6nであればRo=100.0On、N=0.1526
である。測定用抵抗10は抵抗値が安定しておればいか
なる抵抗値であってもよいが、通常は基準抵抗値Roに
対し10〜t、 o o o倍程度の特定の抵抗値のも
のが用いられる。補正用抵抗3はNRIとなるようあら
かじめ調節される。
定電流源9から測定電流Iを供給すれば抵抗2の両端譬
こ電圧が生じ、この電圧が温度により変化するから、電
圧を測定することにより温度を測定することができる。
こ電圧が生じ、この電圧が温度により変化するから、電
圧を測定することにより温度を測定することができる。
本発明においてはこの電圧が測定用抵抗10と補正用抵
抗3Iこより分圧され測定用抵抗10の両端の電圧を測
定電圧としている。
抗3Iこより分圧され測定用抵抗10の両端の電圧を測
定電圧としている。
いま、0℃において測定用抵抗10の両端の電圧をE(
。ンとすれば R1 となり、基準抵抗値R,の両端の電圧を測定したことと
等価になる。
。ンとすれば R1 となり、基準抵抗値R,の両端の電圧を測定したことと
等価になる。
温度T’Cに射ける測定値は、測温抵抗体1の温度係数
をαとすれば、測温抵抗体1のT’Cにあける抵抗値R
1,が R@ = Ro (1+ N ) (1+aT )−R
o(1+αT )+RoN(1+αT)・it)となる
。f+)式の第1項Ro(1+αT)は基準抵抗の値で
あってこれが測定用抵抗10に対応し、第2項RoN(
1+αT)は誤差分の値であってこれが補正用抵抗3に
対応する。
をαとすれば、測温抵抗体1のT’Cにあける抵抗値R
1,が R@ = Ro (1+ N ) (1+aT )−R
o(1+αT )+RoN(1+αT)・it)となる
。f+)式の第1項Ro(1+αT)は基準抵抗の値で
あってこれが測定用抵抗10に対応し、第2項RoN(
1+αT)は誤差分の値であってこれが補正用抵抗3に
対応する。
なお、コモン端子4.4′間のリード線の抵抗を考える
と、測定用電流のため端子4には、測定器本体のコモン
に対しいくらかの電位が生ずることになるが、補正用抵
抗3をこの現象を含めて調整することができるので、コ
モン端子として共通接続してあっても測定誤差を生ずる
ことがない。
と、測定用電流のため端子4には、測定器本体のコモン
に対しいくらかの電位が生ずることになるが、補正用抵
抗3をこの現象を含めて調整することができるので、コ
モン端子として共通接続してあっても測定誤差を生ずる
ことがない。
第2図に本発明の実施例の回路図を示す。
図において第1図と同一部分については同一参照番号を
付して説明を省略する。第一の測定用端子6に接続され
る端子6の電位は増幅度lの演算゛ 増幅器12によっ
てインピーダンス変換され、出力端13を端子6′と同
電位にしている。この出力端13と、補正用端子7に接
続される端子1′の間に、測定用抵抗10が接続される
。補正用端子7に接□続される端子1′のta位は増幅
度lの演算増幅器14でインピーダンス変換され、その
出力端15を端子1′と同電位にしている。この二つの
端子13及び15を、減算増幅器を構成する演算増幅器
16の入力抵抗17.18にそれぞれ接続し、端子13
.15間の電位差を減算増幅器の出力端19に得ている
。
付して説明を省略する。第一の測定用端子6に接続され
る端子6の電位は増幅度lの演算゛ 増幅器12によっ
てインピーダンス変換され、出力端13を端子6′と同
電位にしている。この出力端13と、補正用端子7に接
続される端子1′の間に、測定用抵抗10が接続される
。補正用端子7に接□続される端子1′のta位は増幅
度lの演算増幅器14でインピーダンス変換され、その
出力端15を端子1′と同電位にしている。この二つの
端子13及び15を、減算増幅器を構成する演算増幅器
16の入力抵抗17.18にそれぞれ接続し、端子13
.15間の電位差を減算増幅器の出力端19に得ている
。
なお、測定用抵抗10、端子T′、1及び補正用抵抗3
に流れる電流iは、測温用電流Iに比べて1/ 〜1/
と格段に小さく選ぶことができ、100
1000 従って測定用抵抗10の値を測温抵抗体2の抵抗値に対
し格段に高いものに選定することができる。
に流れる電流iは、測温用電流Iに比べて1/ 〜1/
と格段に小さく選ぶことができ、100
1000 従って測定用抵抗10の値を測温抵抗体2の抵抗値に対
し格段に高いものに選定することができる。
この場合、センサの互換性を考えれは測定用抵抗10に
例えば12にΩ±0.05%のような精度の高いものを
使用することが好ましい。
例えば12にΩ±0.05%のような精度の高いものを
使用することが好ましい。
次に、測温抵抗体2の好ましい実施例憂こついて説明す
る。
る。
未焼成のセラミック基板上に、タングステンを所定パタ
ーンにプリントして抵抗体を形成し、この抵抗体を未焼
成のセラミックで被覆したのち焼成する。このようにし
て得られた抵抗体は外気と遮断されているのに高温度の
雰囲気中にあっても酸化、変質せず経年変化がない。ま
た、高純度のタングステンを用いるときは温度係数の均
一なものが得られる。外形形状は、プレート形、ロッド
形、チューブ形など種々なものが得られる。第8図に、
ロッド形の製造過程を図示する。
ーンにプリントして抵抗体を形成し、この抵抗体を未焼
成のセラミックで被覆したのち焼成する。このようにし
て得られた抵抗体は外気と遮断されているのに高温度の
雰囲気中にあっても酸化、変質せず経年変化がない。ま
た、高純度のタングステンを用いるときは温度係数の均
一なものが得られる。外形形状は、プレート形、ロッド
形、チューブ形など種々なものが得られる。第8図に、
ロッド形の製造過程を図示する。
第4図に本発明の他の実施例の回路図を示す。
この実施例は可変抵抗器VRにより設定された値を基準
にしてヒータ電源装置(図示せず)に対しオンオフ制御
信号を出力するものであって、測温抵抗体2の値にばら
つきがある場合でも可変抵抗器VRの上限と下限が所望
の温度設定値と一致し、従って、目盛と実際の設定値を
合わせるための何らの調整作業も必要としない長所があ
る。
にしてヒータ電源装置(図示せず)に対しオンオフ制御
信号を出力するものであって、測温抵抗体2の値にばら
つきがある場合でも可変抵抗器VRの上限と下限が所望
の温度設定値と一致し、従って、目盛と実際の設定値を
合わせるための何らの調整作業も必要としない長所があ
る。
測定用抵抗20と補正用抵抗3の直列回路が測温用抵抗
体2と並列に接続され、測定端子に係る端子6′から抵
抗21を通して定電圧源22に接続されている。測定用
抵抗20と補正用抵抗3は測温用抵抗体2に比べて格段
に抵抗値が大きいので電源電圧Eは近似的に抵抗21と
測温用抵抗体2により分圧され、その分圧電圧eMをコ
ンパレータ21の非反転の力にしている。補正端子に係
る端子7′の電位は、増幅度1の演算増幅器23により
インピーダンス変換され、その出力端24の電位は端子
T′と同電位にある。定電圧電源端子22と出力端24
の間番こ、抵抗25.26及び可変抵抗器VRを直列接
続し、抵抗25と26の接続点の電圧esをコンパレー
タ2Tの反転入力に入力している。
体2と並列に接続され、測定端子に係る端子6′から抵
抗21を通して定電圧源22に接続されている。測定用
抵抗20と補正用抵抗3は測温用抵抗体2に比べて格段
に抵抗値が大きいので電源電圧Eは近似的に抵抗21と
測温用抵抗体2により分圧され、その分圧電圧eMをコ
ンパレータ21の非反転の力にしている。補正端子に係
る端子7′の電位は、増幅度1の演算増幅器23により
インピーダンス変換され、その出力端24の電位は端子
T′と同電位にある。定電圧電源端子22と出力端24
の間番こ、抵抗25.26及び可変抵抗器VRを直列接
続し、抵抗25と26の接続点の電圧esをコンパレー
タ2Tの反転入力に入力している。
このような構成において、設定電圧esに対し測定電圧
eMが高いときはコンパレータ27の出力がり。になり
、それと反対暮こ設定電圧勧よりも測定電圧ey1が低
ければコンパレータ27の出力がHiになる。 ” この実施例によれば、測温用抵抗体2が基準抵抗値R6
に対し、いかにばらついていても、測定用抵抗20の両
端の電圧は前述した+11式の第1項Ro(1+αT)
に対応しているので、抵抗21゜25.26及び可変抵
抗器VRの値をそれぞれRRRRとすると、 211 215+ 261 VR21
R25 の関係式が成立し、測温範囲と可変抵抗器VRの抵抗範
囲が定まると、各抵抗器の値が一義的に定めることがで
きる。
eMが高いときはコンパレータ27の出力がり。になり
、それと反対暮こ設定電圧勧よりも測定電圧ey1が低
ければコンパレータ27の出力がHiになる。 ” この実施例によれば、測温用抵抗体2が基準抵抗値R6
に対し、いかにばらついていても、測定用抵抗20の両
端の電圧は前述した+11式の第1項Ro(1+αT)
に対応しているので、抵抗21゜25.26及び可変抵
抗器VRの値をそれぞれRRRRとすると、 211 215+ 261 VR21
R25 の関係式が成立し、測温範囲と可変抵抗器VRの抵抗範
囲が定まると、各抵抗器の値が一義的に定めることがで
きる。
次に、温度測定範囲が高範囲であって、温度係数を二次
の項まで簡単姿こ補正する実施例を説明する。
の項まで簡単姿こ補正する実施例を説明する。
白金、タングステン、プラチナ等の純金属による抵抗体
の温度特性は厳格には二次項βT2を含み、一般に、 R=Ro(1+αT+βT2) −・+Il+と
なる。この二次項を補償して線形の温度特性を持たせる
ため、温度センサ番となる抵抗体に通常の抵抗を並列接
続することが知られている。この場合、温度センサにな
る抵抗体の値が定まれば最も良好な線形温度特性を得る
ための並列接続抵抗の値も一義的に定まる。本発明にお
いて、測定用抵抗R1の値はいかなる値にも選定し得る
がβT2の補償に適した値を選ぶこともできる。
の温度特性は厳格には二次項βT2を含み、一般に、 R=Ro(1+αT+βT2) −・+Il+と
なる。この二次項を補償して線形の温度特性を持たせる
ため、温度センサ番となる抵抗体に通常の抵抗を並列接
続することが知られている。この場合、温度センサにな
る抵抗体の値が定まれば最も良好な線形温度特性を得る
ための並列接続抵抗の値も一義的に定まる。本発明にお
いて、測定用抵抗R1の値はいかなる値にも選定し得る
がβT2の補償に適した値を選ぶこともできる。
第5図書こ、第2図の実施例に112項の補償を施こし
た実施例を示す。補償用抵抗30は、端子6′と1′の
間に接続される。この場合、測定用抵抗R1の値は抵抗
10aと抵抗30の並列抵抗値で与えられる。
た実施例を示す。補償用抵抗30は、端子6′と1′の
間に接続される。この場合、測定用抵抗R1の値は抵抗
10aと抵抗30の並列抵抗値で与えられる。
第6図に、112項の補償を施こした他の実施例を示す
。減算器31を構成する演算増幅器16の帰還抵抗32
と並列に抵抗33とスイッチ35、及び抵抗34とスイ
ッチ36を付加接続し、このスイッチ35及び36を測
定温度範囲に応じて選択的にオンオフ制御するよう構成
している。スイッチの切換温度及び抵抗値を適当に選ぶ
ことにより、(3)式に示す曲線を折線により近似する
ことができる。
。減算器31を構成する演算増幅器16の帰還抵抗32
と並列に抵抗33とスイッチ35、及び抵抗34とスイ
ッチ36を付加接続し、このスイッチ35及び36を測
定温度範囲に応じて選択的にオンオフ制御するよう構成
している。スイッチの切換温度及び抵抗値を適当に選ぶ
ことにより、(3)式に示す曲線を折線により近似する
ことができる。
本発明によれば、測温抵抗体の抵抗値に再成りの誤差が
含まれていても補正用抵抗1こよりこれを完全に補正す
ることができるので、高精度の温度測定を行うことがで
きる。従って、量産性が高く低価格の抵抗温度針を得る
ことができる。しかも、測温抵抗体の抵抗値の誤差番こ
ばらつきがある場合でも、これらを測定器本体に対し完
全な互換性をもって接続使用することができる。
含まれていても補正用抵抗1こよりこれを完全に補正す
ることができるので、高精度の温度測定を行うことがで
きる。従って、量産性が高く低価格の抵抗温度針を得る
ことができる。しかも、測温抵抗体の抵抗値の誤差番こ
ばらつきがある場合でも、これらを測定器本体に対し完
全な互換性をもって接続使用することができる。
また、実施例として述べたよう番こ、タングステンを抵
抗体とし、これをセラミックで封じたセラミックセンサ
を用いる場合は、従来の白金センサに比べて格段薯と安
価で、温度係数、経年変化が白金センサ同様番こすぐれ
、しかもきわめて堅牢で信頼性の高い抵抗温度計を得る
ことができる。
抗体とし、これをセラミックで封じたセラミックセンサ
を用いる場合は、従来の白金センサに比べて格段薯と安
価で、温度係数、経年変化が白金センサ同様番こすぐれ
、しかもきわめて堅牢で信頼性の高い抵抗温度計を得る
ことができる。
第1図は本発明の詳細な説明する回路図である。
第2図は本発明の実施例を示す回路図である。第8図は
本発明の測温抵抗体2の製造方法の説明図である。第4
図は本発明の他の実施例を示す回路図である6第5図及
び第6図は本発明のさらに他の実施例を示す回路図であ
る。 1・・・温度センサ、 2・・・測温抵抗体、3・・
・補正用抵抗、 4・・・コモン端子、5・・通m用
端子、 6・第一の測定用端子、1・・・第二の測定
用端子、 10・・・測定用抵抗。 特許出願人 杉 森 英 夫 代理人 弁理士 西 1) 新 −1(
本発明の測温抵抗体2の製造方法の説明図である。第4
図は本発明の他の実施例を示す回路図である6第5図及
び第6図は本発明のさらに他の実施例を示す回路図であ
る。 1・・・温度センサ、 2・・・測温抵抗体、3・・
・補正用抵抗、 4・・・コモン端子、5・・通m用
端子、 6・第一の測定用端子、1・・・第二の測定
用端子、 10・・・測定用抵抗。 特許出願人 杉 森 英 夫 代理人 弁理士 西 1) 新 −1(
Claims (1)
- +I) 基準抵抗値R,に対し正の誤差NR,をもつ
測温抵抗体と補正用抵抗の一端を共通接続してコモン端
子とし、上記測温抵抗体の他端に通電用及び測定用の端
子を設け、上記補正用抵抗の他端に補正用端子を設けて
なる温度センサを用い、上記補正用抵抗と直列接続した
測定用抵抗の他端を上記測定用端子と同電位になるよう
接続し、上記測定用抵抗の値R1に対し上記補正用抵抗
の値がNR1となるようにあらかじめ調節して詔き、上
記測定用抵抗の両端の電圧を測定することにより上記基
準抵抗値ROの両端の電圧と等価な電圧を測定しうるよ
うに構成された抵抗温度計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57093306A JPS58210530A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 抵抗温度計 |
| US06/499,427 US4516865A (en) | 1982-05-31 | 1983-05-31 | Resistance thermometer |
| GB08314991A GB2124384B (en) | 1982-05-31 | 1983-05-31 | Electrical resistance thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57093306A JPS58210530A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 抵抗温度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58210530A true JPS58210530A (ja) | 1983-12-07 |
| JPS635691B2 JPS635691B2 (ja) | 1988-02-04 |
Family
ID=14078648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57093306A Granted JPS58210530A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 抵抗温度計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4516865A (ja) |
| JP (1) | JPS58210530A (ja) |
| GB (1) | GB2124384B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4571095A (en) * | 1983-07-20 | 1986-02-18 | B.V. Enraf-Nonius Delft | Apparatus for measuring a temperature |
Families Citing this family (32)
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|---|---|---|---|---|
| US4877330A (en) * | 1988-02-05 | 1989-10-31 | Pacific Atlantic Products, Ltd. | Temperature sensing system |
| US5149200A (en) * | 1988-08-25 | 1992-09-22 | Terumo Kabushiki Kaisha | Temperature measuring probe and electronic clinical thermometer equipped with same |
| US5178468A (en) * | 1988-08-25 | 1993-01-12 | Terumo Kabushiki Kaisha | Temperature measuring probe and electronic clinical thermometer equipped with same |
| JP2675344B2 (ja) * | 1988-08-25 | 1997-11-12 | テルモ株式会社 | 測温用プローブ |
| NO167336C (no) * | 1989-04-25 | 1991-10-23 | Norapp Joh H Andresen | Elektronisk kretsanordning. |
| US5119265A (en) * | 1990-04-02 | 1992-06-02 | Motorola, Inc. | Semiconductor device protection circuit |
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