傳感器原理與工程應(yīng)用考試題庫_第1頁
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文檔簡介

傳感器原理與工程應(yīng)用習(xí)題一、單項選擇題1(條件)對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量,這樣的測量稱為(C)A.組合測量 B.靜態(tài)測量C.等精度測量 D.零位式測量1.1在直流電路中使用電流表和電壓表測量負(fù)載功率的測量方法屬于(B。A.直接測量 B.間接測量C.組合測量 D.等精度測量2、1屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)的是(B)A.重復(fù)性 B.固有頻率 C.靈敏度 D.漂移不屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是(B )A.重復(fù)性 B.固有頻率 C.靈敏度 D.漂移以下那一項不屬于電路參量式傳感器的基本形式的(D )A.電阻式 B.電感式C.電容式 D.電壓式2.2傳感器的主要功能是(A 。A.檢測和轉(zhuǎn)換 B.濾波和放大C.調(diào)制和解調(diào) D.傳輸和顯示電阻式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成(B )變化的傳感器A.電子 B.電壓 C.電感 D.電阻電阻應(yīng)變片配用的測量電路中,為了克服分布電容的影響,多采用(D )。A.直流平衡電橋 B.直流不平衡電橋C.交流平衡電橋 D.交流不平衡電橋電阻應(yīng)變片的初始電阻數(shù)值有多種,(B)。A、60Ω B、120Ω C、200Ω D、350Ω電阻應(yīng)變片式傳感器一般不能用來測量下列那些量(D )A、位移 B、壓力 C、加速度 D、電流直流電橋的平衡條件為(B)A.相鄰橋臂阻值乘積相等 B.相對橋臂阻值乘積相等C.相對橋臂阻值比值相等 D.相鄰橋臂阻值之和相全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的(C 。A.不變 B.2倍 C.4倍 D.6倍、影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K的主要因素是(B。A.導(dǎo)電材料電阻率的變化 B.導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化C.導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化 D.導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化3.7、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有(A、B。A.電阻絲有溫度系數(shù) B.試件與電阻絲的線膨脹系C.電阻絲承受應(yīng)力方向不同 D.電阻絲與試件材料不同3.8、直流電橋平衡的條件是(A。A相臨兩臂電阻的比值相等 B相對兩臂電阻的比值相等C相臨兩臂電阻的比值不相等 D所有電阻都相等4感量將(A。A.增大 B.減小 C.不變 D.無法確4.1、差動螺線管式電感傳感器配用的測量電路有(C)。A.直流電橋 B.變壓器式交流電橋C.差動相敏檢波電路 D.運(yùn)算放大電路4.2、差動變壓器屬于( D)。A.電容式傳感器 B.壓電式傳感器C.電阻式傳感器 D.電感式傳感器、渦流式壓力傳感器利用渦流效應(yīng)將壓力的變化變換成線圈的(D)A.電阻變化 B.電容變化C.渦流變化 D.阻抗變化下列不是電感式傳感器的是 D 。A 變磁阻式自感傳感器 B 電渦流式傳感器C 變壓器式互感傳感器 D 霍爾式傳感(磁電式傳感器)下列傳感器中不能做成差動結(jié)構(gòu)的是 A 。A 電阻應(yīng)變式B自感式C 電容式 D 電渦流式關(guān)于電渦流傳感器說法不正確的是( )A、電渦流傳感器是基于電磁感應(yīng)原理工作的B、電渦流傳感器是由渦流線圈和支架構(gòu)成的C、電渦流傳感器可以實(shí)現(xiàn)無接觸測量D、電渦流傳感器只測量靜態(tài)量,不能測量動態(tài)量。5、電容式傳感器是將被測量的變化轉(zhuǎn)換成( )變化一種傳感A.電容量 B.電感量C.介電常數(shù) D.距離5.1變間隙式電容傳感器的非線性誤差與極板間初始距離d0之間是( )。A正比關(guān)系 B反比關(guān)系 C無關(guān)系5.2、下列不屬于電容式傳感器測量電路的是( )A.調(diào)頻測量電路 B.運(yùn)算放大器電C.脈沖寬度調(diào)制電路 D.相敏檢波電路、如將變面積型電容式傳感器接成差動形式,則其靈敏度將(。A.保持不變 增大一倍C.減小一倍 增大兩倍當(dāng)變隙式電容傳感器的兩極板極間的初始距離d0增加時將引起傳感器( )A.靈敏度K0

增加 B.靈敏度K不變0C.非線性誤差增加 D.非線性誤差減小、用電容式傳感器測量固體或液體物位時,應(yīng)該選用(。A.變間隙式 B.變面積式C.變介電常數(shù)式 D.空氣介質(zhì)變間隙、關(guān)于差動脈沖寬度調(diào)制電路的說法正確的是(BD 。適用于變極板距離和變介質(zhì)型差動電容傳感器適用于變極板距離差動電容傳感器且為線性特性適用于變極板距離差動電容傳感器且為非線性特性適用于變面積型差動電容傳感器且為線性特性、下列不屬于電容式傳感器測量電路的是(D )A.調(diào)頻測量電路 B.運(yùn)算放大器電路C.脈沖寬度調(diào)制電路 D.相敏檢波電路電容式傳感器采用“驅(qū)動電纜”技術(shù)是為了減少或消除( )的影響。A.溫度變化 B.寄生電容 C.邊緣效應(yīng) D.非線6、霍爾元件不等位電勢產(chǎn)生的主要原因不包括()A.霍爾電極安裝位置不對稱或不在同一等電位上BC.周圍環(huán)境溫度變化D.激勵電極接觸不良造成激勵電流不均勻分配6.1

產(chǎn)生原因的是( 。0A、霍爾電極安裝位置不對稱或不在同一等電位面上;B、半導(dǎo)體材料不均勻造成了電阻率不均勻或幾何尺寸不均勻;C、元件由金屬或絕緣體構(gòu)成;D、激勵電極接觸不良造成激勵電流不均勻分布等。6.2、關(guān)于霍爾傳感器說法不正確的是( AB、霍爾片越薄,霍爾傳感器輸出靈敏度越大C、霍爾傳感器可以作測量元件D、霍爾傳感器可以作開關(guān)元件7、壓電晶片的連接方式中串聯(lián)接法( )ABCD兩個型號相同的壓電片串聯(lián)使用時,下列說法正確的是( )A、等效輸出電荷增大一倍 B、等效輸出電容增加一C、等效輸出電壓增加一倍 D、都不正確關(guān)于壓電式傳感器中壓電元件的連接,以下說法正確的是( )11倍、輸出電壓不變111C1倍D.與單片相比,串聯(lián)時電荷量不變、電容量減半、輸出電壓不變用于厚度測量的壓電陶瓷器件利用了 原理。A.磁阻效應(yīng) B.正壓電效應(yīng) 逆壓電效應(yīng)下面材料中不是壓電材料有(。A.石英晶體 B.氧化鋅C.鈮酸鉀晶體 D.有機(jī)玻璃y方向的力作用下會()產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng) B.產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)C.不產(chǎn)生壓電效應(yīng) D.產(chǎn)生逆向壓電效應(yīng)、在運(yùn)算放大器放大倍數(shù)很大時,壓電傳感器輸入電路中的電荷放大器的輸出電壓與()成正比。輸入電荷 B.反饋電容C.電纜電容 D.放大倍數(shù)對石英晶體,下列說法正確的是( 。沿光軸方向施加作用力,不會產(chǎn)生壓電效應(yīng),也沒有電荷產(chǎn)生。沿光軸方向施加作用力,不會產(chǎn)生壓電效應(yīng),但會有電荷產(chǎn)生。沿光軸方向施加作用力,會產(chǎn)生壓電效應(yīng),但沒有電荷產(chǎn)生。沿光軸方向施加作用力,會產(chǎn)生壓電效應(yīng),也會有電荷產(chǎn)生。、石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)對比正確的是( )壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應(yīng)明顯,穩(wěn)定性也比石英晶體好壓電陶瓷比石英晶體的壓電效應(yīng)明顯,穩(wěn)定性不如石英晶體好石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應(yīng)明顯,穩(wěn)定性也比壓電陶瓷好石英晶體比壓電陶瓷的壓電效應(yīng)明顯,穩(wěn)定性不如壓電陶瓷好、兩個壓電元件相并聯(lián)與單片時相比說法正確的是( )并聯(lián)時輸出電壓不變,輸出電容是單片時的一半2倍22倍2倍、兩個壓電元件相串聯(lián)與單片時相比說法正確的是()串聯(lián)時輸出電壓不變,電荷量與單片時相同串聯(lián)時輸出電壓增大一倍,電荷量與單片時相同串聯(lián)時電荷量增大一倍,電容量不變串聯(lián)時電荷量增大一倍,電容量為單片時的一半、用于厚度測量的壓電陶瓷器件利用了( )原理。A.磁阻效應(yīng) B.壓阻效應(yīng)C.正壓電效應(yīng) D.逆壓電效應(yīng)、壓電陶瓷傳感器與壓電石英晶體傳感器的比較是( A.前者比后者靈敏度高 B.后者比前者靈敏度高C.前者比后者性能穩(wěn)定性好 D.前者機(jī)械強(qiáng)度比后者的好、壓電式傳感器目前多用于測量( 。A.靜態(tài)的力或壓力 B.動態(tài)的力或壓C.位移 D.溫度、石英晶體在沿機(jī)械軸y方向的力作用下會( 。A.產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng) B.產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)C.不產(chǎn)生壓電效應(yīng) D.產(chǎn)生逆向壓電效應(yīng)、在運(yùn)算放大器放大倍數(shù)很大時,壓電傳感器輸入電路中的電荷放大器的輸出壓與( )成正比。A.輸入電荷 B.反饋電容C.電纜電容 放大倍數(shù)、石英晶體在沿電軸X方向的力作用下會(D )不產(chǎn)生壓電效應(yīng) B.產(chǎn)生逆向壓電效應(yīng)C.產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng) D.產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)、關(guān)于壓電式傳感器中壓電元件的連接,以下說法正確的是( )11倍、輸出電壓不變111C1倍D.與單片相比,串聯(lián)時電荷量不變、電容量減半、輸出電壓不變下列光電器件中,基于光電導(dǎo)效應(yīng)工作的是( )A.光電管 B.光敏電阻C.光電倍增管 D.光電池9.1、封裝在光電隔離耦合器內(nèi)部的是( A.一個發(fā)光二極管和一個發(fā)光三極管B.一個光敏二極管和一個光敏三極管C.兩個發(fā)光二極管或兩個光敏三極管D.一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管、光電二極管工作是需()A、加正向工作電壓 B、加反向工作電C、不需加電壓 D、正、反電壓都可以、有關(guān)光敏電阻的描述,正確的是( )A、暗電阻大 B、亮電阻大C、一樣大 D、無法比較、基于外光電效應(yīng)的光電器件有( )A、光電倍增管 B、光電池 C、光敏電阻 D、發(fā)光二極管、利用內(nèi)光電效應(yīng)原理制成的光電元件是( 。A.光電管 B.光電倍增管C.光電池 D.光敏電阻、下列器件中是基于外光電效應(yīng)制成的是 。A 光敏電阻 B 光電池 C 光電倍增管 D 光敏晶體管光敏電阻的特性是(D )A.有光照時亮電阻很大B.無光照時暗電阻很小C.無光照時暗電流很大D.受一定波長范圍的光照時亮電流很大9.8、基于光生伏特效應(yīng)工作的光電器件是(C )A.光電管 B.光敏電阻C.光電池 D.光電倍增管10.不能實(shí)現(xiàn)非接觸式測量的傳感器是 A LmaxA 壓電式 B 電渦流式 C光電式 D 光纖二、Lmax1L

ymax

ymin

100%是計算傳感器 線性度 的公式。2、要使直流電橋平衡,必須使電橋相對臂電阻值的 乘積 相等。3、量程是指傳感器在__測量范圍__內(nèi)的上限值與下限值之差。4、相對誤差是指測量的__絕對誤差__與被測量量真值的比值,通常用百分?jǐn)?shù)表示。5、傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)主要有靈敏度、線性度 、遲滯性 、重復(fù)性 、漂移等。6、半導(dǎo)體應(yīng)變片在應(yīng)力作用下電阻率發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱為__壓阻___效應(yīng)。7、電阻應(yīng)變片一般由__敏感柵__、 基片 、覆蓋層、引線四個部分組成,其中__敏感柵 是核心部件。8、金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時它的電阻值將發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱___應(yīng)變_____效應(yīng);半導(dǎo)體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱_______壓阻 效應(yīng)。9、電阻應(yīng)變式傳感器的核心元件是電阻應(yīng)變片,其工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)。10、半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于壓阻效應(yīng)效應(yīng),它的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片的靈敏系數(shù)大。1112、電感式傳感器是利用_電磁感應(yīng)__原理,將被測量的變化轉(zhuǎn)化成__電感_____變化的一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。13、自感式傳感器主要有變間隙式、變截面式和螺管式三種類型。14、差動變壓器式傳感器理論上講,銜鐵位于中心位置時輸出電壓為零,而實(shí)際上由于兩線圈的結(jié)構(gòu)及參數(shù)不相等差動變壓器輸出電壓不為零此電壓稱為_零點(diǎn)殘余電壓 15、在電感式傳感器中,線圈之間的沒有耦合的是自感式傳感器,被測對象也是磁路一部分的是電渦流傳感器。16、電感式傳感器是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的,電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)量的測量。17、電感式傳感器根據(jù)工作原理的不同可分為自感式、互感式和電渦流式等種類。18、差動變壓器結(jié)構(gòu)形式有變隙式、變面積式和螺線管式等,但它們的工作原理基本一樣,都是基于電感量的變化來進(jìn)行測量,實(shí)際應(yīng)用最多的是螺線管式差動變壓器。19(①加,②減少。20、電容式傳感器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為變極距型、變介電常數(shù) 型和變面積型等三種。21、電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為的測量。

電容 的變化來實(shí)現(xiàn)對物理量22、電容式傳感器根據(jù)其工作原理的不同可分為 電容式傳感器和電容式傳感器。

23、變極距型電容式傳感器單位輸入位移所引起的靈敏度與兩極板初始間距成反比關(guān)系。24、忽略邊緣效應(yīng),變面積型電容式傳感器輸入量與輸出量的關(guān)系為 線性(線性、非線性(線性、非線性,變極距型電容式傳感器輸入量與輸出量的關(guān)系為非線性(線性、非線性。25、變極距型電容傳感器做成差動結(jié)構(gòu)后,靈敏度提高了1 倍,而非線性誤差轉(zhuǎn)化為平方反比關(guān)系而得以大大降低。26、將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的壓電效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng) 。(或發(fā)電型傳感器,其以某些電介質(zhì)的壓線效應(yīng)為基礎(chǔ),來實(shí)現(xiàn)非電量電測的目的。28、某些電介質(zhì)當(dāng)沿一定方向?qū)ζ涫┝Χ冃螘r內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時在它的表面產(chǎn)29、為了分析方便,在晶體學(xué)中把石英晶體用三根互相垂直的軸x、y、z來描述,分別稱為電軸、機(jī)械軸和光軸。30、石英晶體沿 Z軸(光軸)方向施加作用力不會產(chǎn)生壓電效應(yīng),沒有點(diǎn)電荷產(chǎn)生。31X_X軸的平面上縱向壓電效應(yīng)最強(qiáng);Y軸稱為YZ軸稱為光軸或中性軸,Z應(yīng)。32(運(yùn)動)33.壓電式傳感器可等效為一個電荷源和一個電容并聯(lián),也可等效為一個電壓源與電容相串聯(lián)的電壓源。3435、壓電元件測量電路采用前置放大器的目的是:一是把它的高輸出阻抗變換成低電荷放大兩種。3637霍爾元件有兩對電極一對用來施加_激勵電壓或電流稱為 電極,另一對用來輸出_輸出引線_,稱為 電極。38、霍爾效應(yīng)指:金屬或半導(dǎo)體置于磁場中,當(dāng)有電流流過時,在_垂直于電流和磁場方向上會產(chǎn)生電動勢。三、名詞解釋:1、傳感器:傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。2、重復(fù)性:用本方法在正常和正確操作情況下,由同一操作人員,在同一實(shí)驗室內(nèi),使用同一儀器,并在短期內(nèi),對相同試樣所作多個單次測試結(jié)果,在 95%概率水平兩獨(dú)立測試結(jié)果的最大差值3、線性度測試系統(tǒng)的輸出與輸入系統(tǒng)能否像理想系統(tǒng)那樣保持正常值比例關(guān)系 (性關(guān)系)的一種度量。2、正壓電效應(yīng)晶體、人工制造的壓電陶瓷、鋯鈦酸鉛等。逆壓電效應(yīng):是指對晶體施加交變電場引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象四、簡答題1作用?答:傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分,轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分。2、什么是傳感器的靜態(tài)特性,描述靜態(tài)特性的技術(shù)指標(biāo)有哪些?3、答:傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出—輸入關(guān)系。與時間無關(guān)。4、主要性能指標(biāo)有:線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復(fù)性和量程等。3.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)有什么不同?答:金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的,半導(dǎo)體材料的應(yīng)變效應(yīng)則主要取決于材料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的。4、簡要說明電容式傳感器的工作原理。答:電容式傳感能將被測量轉(zhuǎn)換為傳感器電容變化。傳感器有動靜兩個板板,板板間的電容為:C0rA0 ,式中:ε0 真空介電常數(shù) εr 介質(zhì)的相對介電常數(shù)δ 兩極板間的距離有關(guān) A 極板的有效面積當(dāng)動板板運(yùn)動或極板間的介質(zhì)變化就會引起傳感器電容值的變化,從而構(gòu)成變極距式、變面積式和變介質(zhì)型的電容式傳感器。5、什么是電渦流效應(yīng)?答:運(yùn)動時,導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈漩渦狀的感應(yīng)電流,此電流叫電渦流,這種現(xiàn)象成為電渦流。6、石英晶體x、y、z軸的名稱及其特點(diǎn)是什么?X軸叫做電軸,yxy方向上的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱z軸方向的力作用時不產(chǎn)生壓電效應(yīng)。7、畫出壓電元件的兩種等效電路8、畫出壓電式傳感器中采用電荷放大器的電路圖,并分析證明輸出電壓幾乎不受聯(lián)接電纜長度變化的影響。試說明壓電式傳感器中,壓電片并聯(lián)和串聯(lián)后對測量的影響。的一個特點(diǎn)(2分。組合的基本方式有串聯(lián)和并聯(lián)。并聯(lián)的特點(diǎn)是:輸出電壓相等,電容相加,總電荷量相加,因此輸出的電荷量增加,適用于電荷輸出場合(31分特點(diǎn)是總電荷量不變,電壓相加,電容減小,因此,電靈敏度提高,適用于電壓輸出場合1分。什么是霍爾效應(yīng)?霍爾在1879現(xiàn)的。產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電壓。光電效應(yīng)有哪幾種?與之對應(yīng)的光電元件各有哪些?答:光電效應(yīng)有外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種?;谕夤怆娦?yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管等;基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電元件有光敏電阻、光敏晶體管等;基于光生伏特效應(yīng)的光電元件有光電池等。12、什么是內(nèi)光電效應(yīng)?列舉幾種基于內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電器件(不少于三個。答:在光線作用下,物體的導(dǎo)電性能(電阻率)發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動勢的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。(包括光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng))13、什么是外光電效應(yīng)?什么是內(nèi)光電效應(yīng)?在光線的作用下,物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。應(yīng)。根據(jù)工作原理的不同,內(nèi)光電效應(yīng)分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)兩類。五、分析計算題1,有一個溫度傳感器,其微分方程為:30dy3y0.15x,其中y----輸出電壓(mV),x----dx輸入溫度(℃)K(10%)解:30dy3y0.15x10dyy0.05xdx dx即時間常數(shù)10s,靜態(tài)靈敏度k0.05210kN20mm,18mm8個沿周向粘貼,應(yīng)變片的電阻值均為0Ω,靈敏度為0,泊松比為3,材料彈性模量為1×01a,要求:繪出彈性元件貼片位置及全橋電路;計算傳感器在滿量程時,各應(yīng)變片電阻變化;10V(20%)解:如圖所示RRRRRR R+RRR R R

U R R- R R圓筒截面積:A R

r2 59.7106m2U 1、2、3、4向應(yīng)變:

2

3 4 x5、6、7、8滿量程時:

56 7 8 y5RR1

R3

R4

k

Rk F Rx AER R5

R7

R8

R1

0.0573全受拉力時: (RR)(RR) (RR)(R1R1)(R3R3)(R R) U U0 i

1 1 3 3 5 5 7 7 (R R)(RR) )(R)

6)(R

6 R)(R

8R)(R

R 6 6 R

8 8 2R

2 4 4R U 1i (RR (

1R)

6(R R)(

6R) ) R R

1 1 5 5 6 6 2 23、圖中,設(shè)負(fù)載電阻為無窮大(開路,圖中V, RRRR0Ω。1 2 3 4(1)R1

為金屬應(yīng)變片,其余為外接電阻,當(dāng)R1

的增量為△R=1.0Ω時,試求電橋的輸出1電壓U。o(2)R,R都是應(yīng)變片,且批號相同,感應(yīng)應(yīng)變的

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