JPS60209133A - 圧力変換器 - Google Patents
圧力変換器Info
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- JPS60209133A JPS60209133A JP60005092A JP509285A JPS60209133A JP S60209133 A JPS60209133 A JP S60209133A JP 60005092 A JP60005092 A JP 60005092A JP 509285 A JP509285 A JP 509285A JP S60209133 A JPS60209133 A JP S60209133A
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- Japan
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- transducer
- pressure
- housing
- elastomer
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/04—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/006—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of metallic strain gauges fixed to an element other than the pressure transmitting diaphragm
- G01L9/0064—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of metallic strain gauges fixed to an element other than the pressure transmitting diaphragm the element and the diaphragm being in intimate contact
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (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】
〔発明の要約〕
水1.5インチ程度の極めて低い圧力を測定する変換器
につき開示する。液密エラストマーバリヤに回旋部を形
成して、比較的大きい直線的変位をもたらすようにした
バリヤを最小質量の剛性検知部材に結合して、その変位
を検知部材を変換器ハウジングに接続するネック部の上
に装着されたひずみ計によって検知する。
につき開示する。液密エラストマーバリヤに回旋部を形
成して、比較的大きい直線的変位をもたらすようにした
バリヤを最小質量の剛性検知部材に結合して、その変位
を検知部材を変換器ハウジングに接続するネック部の上
に装着されたひずみ計によって検知する。
本発明は、水165〜5インチ程度の圧力差を検知しう
るが、極めて頑丈かつ安価である改良された低圧変換器
に関するものである。さらに詳細には、本発明は、頑丈
な検知部材に結合されたエラストマーバリヤからなる複
合ダイヤフラムを備え、検知部材をエラストマーバリヤ
に対する支持体として作用させると共に変位力の集中装
置またはコレクタとして作用させるような低圧変換器に
関するものである。変位力は検知部材を変換器ハウジン
グに接続する狭いネック部に集中し、ここでひずみ計に
より検出される。
るが、極めて頑丈かつ安価である改良された低圧変換器
に関するものである。さらに詳細には、本発明は、頑丈
な検知部材に結合されたエラストマーバリヤからなる複
合ダイヤフラムを備え、検知部材をエラストマーバリヤ
に対する支持体として作用させると共に変位力の集中装
置またはコレクタとして作用させるような低圧変換器に
関するものである。変位力は検知部材を変換器ハウジン
グに接続する狭いネック部に集中し、ここでひずみ計に
より検出される。
従来極めて低い圧力を測定しうる変換器は一般に脆い装
置であった。何故なら、極めて低い圧力において変換に
利用しうるエネルギは極めて低く、したがって極めて感
度の良い装置を必要としたからである。このように脆く
かつ感度の良い装置は、製造困難かつ高価である。さら
に、極めて低い圧力で操作する場合、検知バリヤを変位
させる際に消費されるエネルギは極めて多く、殆んどひ
すみ検知部材に出力を与えず、したがってひずみ計から
は極めて低い電気出力しか得られない。
置であった。何故なら、極めて低い圧力において変換に
利用しうるエネルギは極めて低く、したがって極めて感
度の良い装置を必要としたからである。このように脆く
かつ感度の良い装置は、製造困難かつ高価である。さら
に、極めて低い圧力で操作する場合、検知バリヤを変位
させる際に消費されるエネルギは極めて多く、殆んどひ
すみ検知部材に出力を与えず、したがってひずみ計から
は極めて低い電気出力しか得られない。
したがって、本発明の目的は、水1.5〜5インチ程度
という極めて低い圧力でさえ検知しうるような低圧変換
器を提供することである。
という極めて低い圧力でさえ検知しうるような低圧変換
器を提供することである。
−G’hに、本発明の変換器は、エラストマーバリヤの
材質よりも剛質の材料で形成された検欠部材にエラスト
マーバリヤを結合させて構成した複合ダイヤフラムから
なり、極めて低い圧えから生ずる僅かな変位力でさえひ
ずみ針によイ測定のため集中させる。
材質よりも剛質の材料で形成された検欠部材にエラスト
マーバリヤを結合させて構成した複合ダイヤフラムから
なり、極めて低い圧えから生ずる僅かな変位力でさえひ
ずみ針によイ測定のため集中させる。
さらに詳細には、本発明によれば、電気信月を伝送する
ための一体的手段を備えるハウジングと;このハウジン
グに周辺部が接続されて沼密バリヤを形成するエラスト
マーバリヤと;エラストマーバリヤの材質よりも実質的
に剛い材料で形成され、かつハウジング内に固定装着さ
れた環状部と、エラストマーバリヤに接続されて、この
エラストマーバリヤに対し圧力を印加した際に変位する
可動パドルと、このパドルを前記環状部に接続する狭い
接続ネック部とからなる検知部材と;接続ネック部に位
置しかつ一体的手段に電気接続されて検知部材の変位を
検知する電気信号を伝送するひずみ針装置とを備えるこ
とを特徴とする水1.5〜5インチ程度の圧力を測定す
る圧力変換器が提供される。
ための一体的手段を備えるハウジングと;このハウジン
グに周辺部が接続されて沼密バリヤを形成するエラスト
マーバリヤと;エラストマーバリヤの材質よりも実質的
に剛い材料で形成され、かつハウジング内に固定装着さ
れた環状部と、エラストマーバリヤに接続されて、この
エラストマーバリヤに対し圧力を印加した際に変位する
可動パドルと、このパドルを前記環状部に接続する狭い
接続ネック部とからなる検知部材と;接続ネック部に位
置しかつ一体的手段に電気接続されて検知部材の変位を
検知する電気信号を伝送するひずみ針装置とを備えるこ
とを特徴とする水1.5〜5インチ程度の圧力を測定す
る圧力変換器が提供される。
本発明の圧力変換器は頑丈かつ安価であって、引張応力
の発生を防止し、かつ低圧において検知部材の比較的大
きい直線的変位を、可能にする。さらに、本発明の変換
器によれば、ひずみエネルギのほぼ全部を剛質検知部材
により吸収して長時間にわたるエラストマーバリヤの変
形を減少させ、か(して誤差を減らすと共に再現性を増
大させる。
の発生を防止し、かつ低圧において検知部材の比較的大
きい直線的変位を、可能にする。さらに、本発明の変換
器によれば、ひずみエネルギのほぼ全部を剛質検知部材
により吸収して長時間にわたるエラストマーバリヤの変
形を減少させ、か(して誤差を減らすと共に再現性を増
大させる。
本発明の完成した変換器10を第1図および第2図に示
し、これは2つの部分、すなわち低正側】1と高圧側1
2とにおけるハウジングと、装着ブラケット13と、配
線具14とからなっている。好ましくは、ハウジング部
材11および12は成形プラスチックで形成される。高
圧側ハウジング12には、センサを大過圧入力から保護
するよう、最大変位の開所に過負荷停止部29を設ける
。同様に低圧側ハウジング11は、同じ目的の過負荷停
止部30を備える。配線具14は慣用の設計であり、ひ
ずみ計25を付勢して、ひずみ計25からの信号を慣用
の回路板(図示せず)まで伝送する。
し、これは2つの部分、すなわち低正側】1と高圧側1
2とにおけるハウジングと、装着ブラケット13と、配
線具14とからなっている。好ましくは、ハウジング部
材11および12は成形プラスチックで形成される。高
圧側ハウジング12には、センサを大過圧入力から保護
するよう、最大変位の開所に過負荷停止部29を設ける
。同様に低圧側ハウジング11は、同じ目的の過負荷停
止部30を備える。配線具14は慣用の設計であり、ひ
ずみ計25を付勢して、ひずみ計25からの信号を慣用
の回路板(図示せず)まで伝送する。
変換器ハウジング部材11および12ば、それぞれボー
ス(図示せず)を収容するための取付部31および31
を有する。取付部31および31′ は配管32およ
び32′ を包囲し、これら配管は変換器10の内部に
連通して、この変換2:(を高圧源および低圧源に接続
し、その圧力差を変換器により検知する。
ス(図示せず)を収容するための取付部31および31
を有する。取付部31および31′ は配管32およ
び32′ を包囲し、これら配管は変換器10の内部に
連通して、この変換2:(を高圧源および低圧源に接続
し、その圧力差を変換器により検知する。
変換器10の内部部材はエラストマーバリヤ15と、検
知部材16と、ガスケット17とを備える。ハウジング
部材11および12にばざら穴部18を設けて、ねじ1
9とナツト2oとにより全アセンブリを結合することが
できる。
知部材16と、ガスケット17とを備える。ハウジング
部材11および12にばざら穴部18を設けて、ねじ1
9とナツト2oとにより全アセンブリを結合することが
できる。
変換器の内部部材は、穴部18と整列してねじ19を賞
通させるための対応開孔部を有する。
通させるための対応開孔部を有する。
変換器を組み立てる際、エラストマーバリヤ15と検知
部材16とを互いに結合して複合ダイヤフラムを形成す
る。エラストマーバリヤ15は、その性質上、伸縮また
は変形に対し敏感である。したがって、これが吸収する
エネルギは長時間にわたり変化して、変換器出方が一定
入力圧の下で時間と共に増大するような「クリ−ビー」
センサをもたらす極めて剛質の検知部材16に対するエ
ラストマーバリヤ15の結合ば、バリヤ15による極め
て低いエネルギ吸収をもた4す。かくして、生ずるクリ
ープが著しく減少する。
部材16とを互いに結合して複合ダイヤフラムを形成す
る。エラストマーバリヤ15は、その性質上、伸縮また
は変形に対し敏感である。したがって、これが吸収する
エネルギは長時間にわたり変化して、変換器出方が一定
入力圧の下で時間と共に増大するような「クリ−ビー」
センサをもたらす極めて剛質の検知部材16に対するエ
ラストマーバリヤ15の結合ば、バリヤ15による極め
て低いエネルギ吸収をもた4す。かくして、生ずるクリ
ープが著しく減少する。
エラストマーバリヤ15は好ましくはシリコーンゴムで
作成されるが、たとえばブナゴムのような他の適するエ
ラストマー材料も使用することもできる。エラストマー
バリヤ15をカラー34の周りでハウジング部材11お
よび12に接続して、液密バリヤを形成する。エラスト
マーバリヤ15には回旋部21 (第4図参照)を設け
、この回旋部ば引張応力の発生を防止しかつ低圧下でバ
リヤの比較的大きい直線的変位をもたらすよう作用する
。回旋部21は、エラストマーバリヤ15にその検知表
面33とそのカラー34との間で形成されたトラフ状の
リングであり、これにより変換器ハウジング内に固定さ
れる。回旋部21は、エラストマーバリヤ15が1氏圧
下で比較的大きい距離で変位するのを可能にし、しかも
エラストマー自身に顕著な引張力を与えない。第2図か
ら判るように、エラストマーバリヤ15の表面33は変
換器10の低圧側の方向に僅かに片寄り、その結果変換
器が陰圧の程度を測定しうるような僅かの予備負荷をも
たらす。
作成されるが、たとえばブナゴムのような他の適するエ
ラストマー材料も使用することもできる。エラストマー
バリヤ15をカラー34の周りでハウジング部材11お
よび12に接続して、液密バリヤを形成する。エラスト
マーバリヤ15には回旋部21 (第4図参照)を設け
、この回旋部ば引張応力の発生を防止しかつ低圧下でバ
リヤの比較的大きい直線的変位をもたらすよう作用する
。回旋部21は、エラストマーバリヤ15にその検知表
面33とそのカラー34との間で形成されたトラフ状の
リングであり、これにより変換器ハウジング内に固定さ
れる。回旋部21は、エラストマーバリヤ15が1氏圧
下で比較的大きい距離で変位するのを可能にし、しかも
エラストマー自身に顕著な引張力を与えない。第2図か
ら判るように、エラストマーバリヤ15の表面33は変
換器10の低圧側の方向に僅かに片寄り、その結果変換
器が陰圧の程度を測定しうるような僅かの予備負荷をも
たらす。
検知部材16は、エラストマーバリヤ15の材質よりも
ずっと剛質の材料で形成される。検知部材16は、好ま
しくはたとえばアルミニウムのような金属薄板からスタ
ンピングされる。
ずっと剛質の材料で形成される。検知部材16は、好ま
しくはたとえばアルミニウムのような金属薄板からスタ
ンピングされる。
穴部22を、組み立ての際のねじ19を通すために設け
る。複数の穴部23を設けて検知部月16の質量を減少
させると共に、その加速感度を最小化させる。図示する
ように、検知部材16は単一の金属片で作成されかつ環
状部26とパドル27とからなり、これらを互いに接続
ネック部24により結合する。部材16を金属円板から
スタンピングする場合、パドル27は狭い接続ネック部
24以外ば環状部26から完全に分離される。組み立て
られた変換器において、環状部26は完全に固定され、
ねじ19とナツト20とによりハウジング部材11と1
2との間に固定される。他方、パドル27ばエラストマ
ーバリヤ15にしっかり結合され、その結果圧力が液密
バリヤ15に印加されると変位する。パドル27が変位
すると、これは力をネック部24に付与し、このネック
部は一端部が固定環状部26に結合されかつ他端部が変
位自在なパドル27に結合されているので屈曲する。
る。複数の穴部23を設けて検知部月16の質量を減少
させると共に、その加速感度を最小化させる。図示する
ように、検知部材16は単一の金属片で作成されかつ環
状部26とパドル27とからなり、これらを互いに接続
ネック部24により結合する。部材16を金属円板から
スタンピングする場合、パドル27は狭い接続ネック部
24以外ば環状部26から完全に分離される。組み立て
られた変換器において、環状部26は完全に固定され、
ねじ19とナツト20とによりハウジング部材11と1
2との間に固定される。他方、パドル27ばエラストマ
ーバリヤ15にしっかり結合され、その結果圧力が液密
バリヤ15に印加されると変位する。パドル27が変位
すると、これは力をネック部24に付与し、このネック
部は一端部が固定環状部26に結合されかつ他端部が変
位自在なパドル27に結合されているので屈曲する。
パドル27は固定環状部26に対しネック部24により
接続されているので、歪みをその変位に際しネック部2
4に付与する。バリヤ15とパドル27との変位により
発生した力は、支持ネック部に集中してひずみ計25に
より検出される。ひずみ計25は、好ましくは高度にド
ープされた半導体型であるが、ホイル型のひずみ計も使
用することができる。ひずみ計25は、第5図に図示し
たように配線具14に接続される。この回路はり、C電
圧を与えてひずみ計25を付勢すると共に、配線具14
に対しひずみ計25により発生した比例電圧信号をリレ
ーする。
接続されているので、歪みをその変位に際しネック部2
4に付与する。バリヤ15とパドル27との変位により
発生した力は、支持ネック部に集中してひずみ計25に
より検出される。ひずみ計25は、好ましくは高度にド
ープされた半導体型であるが、ホイル型のひずみ計も使
用することができる。ひずみ計25は、第5図に図示し
たように配線具14に接続される。この回路はり、C電
圧を与えてひずみ計25を付勢すると共に、配線具14
に対しひずみ計25により発生した比例電圧信号をリレ
ーする。
接続部35は小さい励起信号(たとえば+5ボルトの信
号)を部材16の表面に溶接された薄いリードによりひ
すみ計25の下端部に与える。ひずみ計25の上端部お
よびひずみ計25′の右端部を同様なリードにより接続
部3Gに接続し、かつひずみ計25′ の左端部を同様
なリードにより回路の共通接続部37に接続し、かくし
て検知部材16に半ホイートストンブリッジを完成する
。接続部35および37を、抵抗体39と40および出
力38を有する標準的回路板(図示せず)に接続して、
ホイートストンブリッジを完成する。
号)を部材16の表面に溶接された薄いリードによりひ
すみ計25の下端部に与える。ひずみ計25の上端部お
よびひずみ計25′の右端部を同様なリードにより接続
部3Gに接続し、かつひずみ計25′ の左端部を同様
なリードにより回路の共通接続部37に接続し、かくし
て検知部材16に半ホイートストンブリッジを完成する
。接続部35および37を、抵抗体39と40および出
力38を有する標準的回路板(図示せず)に接続して、
ホイートストンブリッジを完成する。
ひずみ計25および25 を、絶縁接着剤によりネック
部24に堅固に結合して短絡を防止する。この接着剤を
、さらに同じ目的でひずみ計と接続部35.36および
37との間のリードに設ける。
部24に堅固に結合して短絡を防止する。この接着剤を
、さらに同じ目的でひずみ計と接続部35.36および
37との間のリードに設ける。
配線具14を、ひずみ計25および25′ に対し、接
続部35.36および37にて電気接続する。好ましく
は、検知部材16における接続部35.36および37
はピン28により配線具14に電気接続され、これらピ
ンはハウジング部材12中へ組み込みうるが、他の任意
適当な電気接続手段を使用することもできる。
続部35.36および37にて電気接続する。好ましく
は、検知部材16における接続部35.36および37
はピン28により配線具14に電気接続され、これらピ
ンはハウジング部材12中へ組み込みうるが、他の任意
適当な電気接続手段を使用することもできる。
本発明の上記構成によれば、極めて低い圧力差にも敏感
であり、しかも極めて頑丈かつ安価である低圧変換器が
得られる。
であり、しかも極めて頑丈かつ安価である低圧変換器が
得られる。
第1図は本発明による完成変換器の側面図、第2図は本
発明による変換器の各部材の分解図、 第3図は検知部材の平面図、 第4図はエラストマーバリ十部材の側面図、第5図はひ
ずみ計の略配線図である。 10、 、 、変換器 11,12.、、ハウジング部
材1.3.、、ブラケット 14.、、配線具15、、
、エラストマーバリヤ 16. 、 、検知部+;+1
7、、、ガスケット 18.’、、穴部19、 、 、
ねじ 20.、、ナンド21、、、回旋部 22.23
. 、 、穴部24、、、ネック部 25. 、 、ひ
ずみ計26、、、環状部 27.、、パドル 28、、、ピン 29,30.、、停止部31、、、ホ
ース 32.、、配管 a3..:検知表面 34.、、カラ一部35.36.
37.、、接続部 38.、、出力39.40.、、抵
抗体
発明による変換器の各部材の分解図、 第3図は検知部材の平面図、 第4図はエラストマーバリ十部材の側面図、第5図はひ
ずみ計の略配線図である。 10、 、 、変換器 11,12.、、ハウジング部
材1.3.、、ブラケット 14.、、配線具15、、
、エラストマーバリヤ 16. 、 、検知部+;+1
7、、、ガスケット 18.’、、穴部19、 、 、
ねじ 20.、、ナンド21、、、回旋部 22.23
. 、 、穴部24、、、ネック部 25. 、 、ひ
ずみ計26、、、環状部 27.、、パドル 28、、、ピン 29,30.、、停止部31、、、ホ
ース 32.、、配管 a3..:検知表面 34.、、カラ一部35.36.
37.、、接続部 38.、、出力39.40.、、抵
抗体
Claims (7)
- (1)電気信号を伝送するための一体的手段(35゜3
6、37)を備えるハウジング(lO)と;このハウジ
ングに周辺部が接続されて、液密バリヤを形成するエラ
ストマーバリヤ(15)と;エラストマーバリヤの材質
よりも実質的に剛い材料で形成され、かつハウジング内
に固定装着された環状部(2G)と、エラストマーバリ
ヤ(15)に接続されてこのエラストマーバリヤに対し
圧力を印加した際に変位する可動パドル(27)と、こ
のパドルを前記環状部に接続する狭い接続ネック部(2
4)とからなる検知部材(16)と;接続ネック部に位
置しかつ一体的手段に電気接続されて検知部)Aの変位
を検知する電気信号を伝送するひずみ計装置(25,2
5’ )とを備えることを特徴とする水1.5〜5イン
チ程度の圧力を測定するための圧力変換器。 - (2) エラストマーバリヤに回旋部(21)を形成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の変換器
。 - (3)検知部材に複数の開孔部(23)を設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の変
換器。 - (4)エラストマーバリヤをハウジング内に入れて、陰
圧を測定し得るよう僅かな予備負荷を与えたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記
載の変換器。 - (5)ハウジングが一体的な過負荷停止部(29゜30
)を備えることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
第4項のいずれかに記載の変換器。 - (6) ひずみ計装置が2個のひずみ計(25,25)
からなり、これらを電気接続して半ホイートストンブリ
ッジを形成することを特徴とする特i!l−請求の範囲
第1項乃至第5項のいずれかに記載の変換器。 - (7) 一体的手段が端子ピン(35,36,37)か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第6
項のいずれかに記載の変換器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/571,443 US4545255A (en) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | Low pressure transducer |
US571443 | 1995-12-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60209133A true JPS60209133A (ja) | 1985-10-21 |
Family
ID=24283720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60005092A Pending JPS60209133A (ja) | 1984-01-17 | 1985-01-17 | 圧力変換器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4545255A (ja) |
JP (1) | JPS60209133A (ja) |
CA (1) | CA1228749A (ja) |
DE (1) | DE3501445A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60111129A (ja) * | 1983-11-21 | 1985-06-17 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 圧力センサ |
FR2622008B1 (fr) * | 1987-10-15 | 1990-01-19 | Commissariat Energie Atomique | Jauges de contrainte a fluage reglable et procede d'obtention de telles jauges |
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