DE3844704C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen optischen Codierer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der z. B. zur Positionsmessung
bei Werkzeugmaschinen, z. B. Drehmaschinen, Walzanlagen, aber
auch bei Anlagen zum Herstellen von Halbleiterbauelementen eingesetzt
wird.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für einen herkömmlichen optischen
Absolutwert-Codierer (z. B. US-PS 46 33 224). Dieser Codierer besitzt eine Lichtquelle
11, z. B. eine Leuchtdiode,
welche zur Messung dienendes Licht La aussendet, eine Kollimatorlinse
12, die das von der Lichtquelle 11 kommende Licht
in paralleles Licht Lb umsetzt, eine erste Skala 13 mit auf
der Oberfläche der Skala angeordneten, n (n ist eine natürliche
Zahl) Codierspuren t₁, t₂ . . . tn, von denen jede
Abschnitte 13A (hier als durchlässige oder transparente
Abschnitte bezeichnet), die das parallele Licht Lb von der
Kollimatorlinse 12 durchlassen, sowie Abschnitte 13B (hier
als nicht-durchlässige Abschnitte oder opake Abschnitte
bezeichnet), die das parallele Licht Lb nicht durchlassen,
abwechselnd jeweils mit bestimmter Länge (hier auch als
Gitterkonstante bezeichnet) enthält. Eine zweite Skala 14
enthält Durchlaßfenster 14A₁, 14A₂ . . . 14An, die durch
transparente Abschnitte 13A hindurchgelassenes Licht passieren
lassen. Die Fenster sind den einzelnen Codiererspuren
t₁, t₂ . . . tn der ersten Skala zugeordnet. Fotoelektrische
Wandlerelemente 15-1, 15-2 . . . 15-n sind den jeweiligen
Durchlaßfenstern 14A₁, 14A₂ . . . 14An derart zugeordnet, daß
sie Lichtstrahlen LC1, LC2 . . . LCn, die die Durchlaßfenster
14A₁ . . . 14An in Signale umsetzen, die den Intensitäten der
Lichtstrahlen entsprechen.
Die in der Optik 10 des bekannten optischen Codierers verwendete
erste Skala 13 ist mit einem Binärcode (Gray-Code)
ausgestattet, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Gitterkonstanten
P₁, P₂, P₃ . . . Pn-1, Pn zwischen benachbarten Spuren t₁
und t₂; t₂ und t₃ . . .; tn-1 und tn stehen im Verhältnis von
1 : 2. Die durch die transparenten Abschnitte 13A der jeweiligen
Spuren t₁, t₂ . . . tn der ersten Skala 13 hindurchgelangten
Lichtstrahlen LC1, LC2 . . . LCn, die auch durch die
Durchlaßfenster 14A₁, 14A₂ . . . 14An der zweiten Skala 14,
die den Spuren t₁ . . . tn der ersten Skala 13 zugeordnet
sind, hindurchgetreten sind, fallen auf die den entsprechenden
Durchlaßfenstern 14A₁ . . . 14An entsprechenden fotoelektrischen
Wandlerelemente 15-1, 15-2 . . . 15-n und die Intensitäten
der Lichtstrahlen ändern sich periodisch, da sich
die erste Skala 13 in Längsrichtung (in Richtung des Pfeils
m) bewegt. Ansprechend auf die Änderungen der Lichtintensitäten
ändern sich die durch die fotoelektrischen Wandlerelemente
15-1 . . . 15-n gebildeten elektrischen Signale.
Fig. 3 zeigt diese periodischen Änderungen der elektrischen
Signale S₁, S₂ . . . Sn in einer graphischen Darstellung,
wobei auf der horizontalen Achse eine Verschiebung ml der
ersten Skala 13 aufgezeichnet ist, während auf der vertikalen
Achse die von den fotoelektrischen Wandlerelementen 15-1 . . . 15-n
erhaltenen Signale S₁ . . . Sn aufgetragen sind.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des optischen Absolut-Codierers,
bei dem die elektrischen Signale S₁, S₂ . . . Sn von
jeweiligen Vergleichern 20 in digitale Signale d₁, d₂ . . . dn
umgesetzt werden, und diese digitalen Signale, die Binärcodes
darstellen, von einem Decoder 30 in Absolut-Positionsdaten
D gewünschter Form, beispielsweise in einen BCD-Code
umgesetzt werden.
Es gibt Bemühungen, das Auflösungsvermögen eines solchen
optischen Absolut-Codierers zu erhöhen, um sehr feine Lageveränderungen
erfassen und Absolutwerte für Stellungen innerhalb
eines großen Hubbereichs feststellen zu können.
Allerdings ist bei den herkömmlichen optischen Absolut-Codierern
der oben erläuterten Art das Auflösungsvermögen dahingehend beschränkt, daß
eine feinere Feststellung von Positionen, als sie der die
kleinste Teilung aufweisende Gitterkonstante Pn der Spur tn
aufweist, unmöglich ist, während der für die Messung insgesamt
verfügbare Hub größenordnungsmäßig der Gitterkonstanten
P₁ der Spur t₁ entspricht, wo die Unterteilung am gröbsten
ist. Machte man den Versuch, das Auflösungsvermögen zu erhöhen
und den Meßhub zu erweitern, so müßte unvermeidlich die
Anzahl der Spuren zunehmen, so daß die Größe des Codierers
ebenfalls zunähme, und man müßte eine größere Anzahl von
Bauteilen, beispielsweise fotoelektrischen Wandlern und
Vergleichern, vorsehen.
Auf dem Gebiet der Fertigungsmeßtechnik ist es bekannt,
zur Positionsbestimmung die Beugung von Lichtstrahlen am
Gitter auszunutzen (Fertigungsmeßtechnik, H.-J. Warnecke,
Springer Verlag, Berlin 1984, Seiten 181 bis 185). Hierbei
wird ein Phasengitter gegenüber einem Beleuchtungsspalt
verschoben, wobei die verschiedenen Lichtbündel der einzelnen
Beugungsordnungen an einem Photoempfänger eine
sinusförmige Änderung der Lichtintensität hervorrufen.
Zur Positionsmessung eines Bauelements kann man einen
linearen oder Drehcodierer einsetzen, der ebenfalls mit
einem Beugungsgitter arbeitet, und bei dem die auf einen
Photoempfänger auftreffenden, bei der Bewegung des zu
messenden Teils wandernden Lichtbündel gezählt werden
(DE 37 00 906 A1). Dies entspricht einer relativen
Positionsbestimmung, gewünscht wird jedoch häufig eine
Absolutwert-Positionsangabe.
Aus der US-PS 37 26 595 ist es bekannt, die Lageänderung
eines Beugungsgitters dadurch festzustellen, daß die sich
ändernden Interferenzmuster ausgewertet werden, die durch
die durch die Lichtbündel der Beugungsordnungen in Verbindung
mit einem Referenzstrahl erzeugt werden. Das
Beugungsgitter ist gleichförmig ausgebildet, ebenso wie
bei den oben erläuterten bekannten Codierern, die das
Prinzip der Lichtbeugung am Gitter ausnutzen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines optischen
Codierers, der kompakt aufgebaut ist und ein im Vergleich zum Stand der Technik höheres Auflösungsvermögen
sowie einen vergrößerten Meßhub bei der
Absolut-Positionserfassung aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben,
wobei vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
der Erfindung in den abhängigen Patentansprüchen angegeben
sind.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
einer Optik des Codierers,
Fig. 6 eine Skizze einer Ausführungsform einer Gitterspur
des Codierers,
Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer
Detektorschaltung des Codierers,
Fig. 8 und 9 Skizzen, die jeweils ein Detektorverfahren
veranschaulichen,
Fig. 10 eine perspektivische Skizze einer anderen
Ausgestaltung einer Gitterspur des Codierers, und
Fig. 11 eine Skizze zum Erläutern des Grundprinzips der
Ausführungsform
der Erfindung.
Gemäß Fig. 11 trifft ein Laserstrahl L auf eine Skala 1, die
mit einer (Beugungs-)Gitterspur T versehen ist, in der sich transparente
Abschnitte und opake Abschnitte mit vorbestimmter Gitterkonstante
abwechseln. Das kohärente Licht L tritt durch die
transparenten Abschnitte hindurch und wird zu mehreren Beugungslichtstrahlen
L₀, L±1 . . . L+n gebeugt (im folgenden
werden diese Lichtstrahlen als Beugungslichtstrahlen oder
-streifen n-ter Ordnung bezeichnet; n ist eine natürliche
Zahl). Von den Beugungslichtstrahlen n-ter Ordnung, L+n und
L-n definierte (im folgenden als Beugungswinkel bezeichnete)
Winkel ±Rn bezüglich des kohärenten Lichts L lassen sich
durch nachstehende Formel (5) ausdrücken, bei der λ die
Wellenlänge des kohärenten Lichts L und P die Gitterkonstante
der Gitterspur T ist:
Deshalb befinden sich Lichtflecken der positiven und negativen
Beugungslichtstreifen L+1 und L-1, die auf einen Schirm
2, der von der Skala 1 einen Abstand S aufweist, projiziert
werden, auf eine Linie, die zu der Gitterlinie senkrecht
verläuft, und die Lichtflecken haben einen Abstand d₁. Allgemein
läßt sich der Abstand dn durch folgende Gleichung (6)
ausdrücken:
Wenn das kohärente Licht L in eine Skala eintritt, die mit
einer Gitterspur ausgestattet ist, die ortsabhängig unterschiedliche
Gitterlinienrichtungen besitzt, erhält man aus
willkürlich gewählten positiven und negativen Beugungslichtstrahlen
L+n und L-2 gleicher Ordnung Lichtflecken, anhand
derer sich die Lagemessung auf der Skala durchführen läßt
aufgrund der Winkelbewegung (Drehung) der Lichtflecken.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert.
Fig. 5 ist eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels
einer Optik eines optischen Absolutwert-Codierers nach der
Erfindung. Eine Lichtquelle 301, z. B. eine Laserdiode (LD)
gibt kohärentes Licht LI ab, eine Kollimatorlinse 302 bündelt
das Licht LI zu einem parallelen Lichtstrahl LJ, ein
Schlitz 303 läßt dieses parallele Licht LJ teilweise als
Lichtstrahl LK vorbestimmter Breite durch, eine langgestreckte
Skala 304 besitzt auf ihrer Oberfläche eine im folgenden als Gitterspur
bezeichnete Beugungsgitterspur
TC mit Abschnitten, die den Lichtstrahl LK durchlassen,
und opakten Abschnitten, die mit den transparenten Abschnitten
abwechseln, wobei das gleiche Öffnungsverhältnis
und die gleiche Gitterkonstante gegeben sind, jedoch unterschiedliche
Richtungen vorliegen; eine Fokussierlinse 305
fokussiert mehrere Beugungslichtstrahlen (nicht gezeigt)
nach der Beugung durch die Gitterspur TC, eine Sperrplatte
306 blockiert von den Beugungslichtstrahlen lediglich den
Beugungslichtstrahl LL₀ erster Ordnung, und ein Lichtfleckpositions-Detektorelement
307, z. B. ein Bildsensor, erfaßt
die Positionen der Lichtflecke LP±1 des positiven und negativen
Beugungslichtstrahls gleicher Ordnung (in der Figur
handelt es sich um die Lichtstrahlen LM±1 erster Ordnung),
die durch die Sperrplatte 306 hindurchgelangt sind, und
wandelt die Positionen der Lichtflecken in elektrische Signale
um. Lichtquelle 301, Linse 302, Schlitz 303, Fokussierlinse
305 und Sperrplatte 306 sind auf einer Linie
ortsfest angeordnet und sind relativ zu der Skala 304 beweglich.
In der Zeichnung ist es jedoch so dargestellt, daß die
Skala 304 sich linear in Längsrichtung E oder F bewegt.
Wie Fig. 6 zeigt, besitzt die in der Optik 300 des Codierers
verwendete Skala 304 eine Gitterspur TC mit gleichem
Öffnungsverhältnis und gleicher Gitterkonstante, jedoch mit
unterschiedlichen Richtungen der transparenten und opaken
Abschnitte in einem Abschnitt lab. Wenn sich die Stelle der
Messung in der Reihenfolge k, l, m, n ensprechend der
Bewegung der Gitterspur TC bewegt, dreht sich die Orientierung
der Gitterlinien im Uhrzeigersinn und kehrt am Punkt
o in die gleiche Richtung zurück, die auch beim Punkt k
vorliegt. Die Lichtflecke LP+1 und LP-1 der Beugungslichtstrahlen
LM±1 erster Ordnung auf dem Detektor 307 drehen
sich auf dem Umfang mit dem Durchmesser d₁ des Detektors 307
konstant in einem Intervallwinkel von 180°, wenn sich die
Skala 304 in Richtung E oder F bewegt (in Fig. 20 bedeutet
die Drehung die Reihenfolge k′, l′, m′, n′, o′). Unter
Heranziehung des Drehungswinkels läßt sich die Stellung der
Skala 304 ermitteln.
Da die Richtung der Gitterlinien zum Drehen der Lichtflecke
verwendet wird, kann man die Richtungsänderung der Gitterlinien
in dem Abschnitt lab frei ändern. Die Lage der Skala
kann man feststellen unter Verwendung des Drehungswinkels
der Lichtflecke irgendwelcher positiver und negativer Beugungslichtstrahler
gleicher Ordnung.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer
Leseeinrichtung, mit deren Hilfe Positionsdaten aus den von
dem Lichtfleckpositions-Detektorelement 307 ausgegebenen
elektrischen Signalen erhalten werden können. Positive und
negative Beugungslichtstrahlen gleicher Ordnung werden herausgegriffen,
um diesen Zweck zu erreichen. Z. B. werden die
Positionen zweier Lichtflecke LP+1 und LP-1 aus den Beugungslichtstrahlen
LM±1 erster Ordnung von dem Lichtfleckpositions-Detektorelement
307 in elektrische Signale (X+1,
Y+1) und (X-1, Y-1) umgesetzt, welche die Koordinaten (X, Y)
gemäß Fig. 8 darstellen. Subtrahierer 311A und 311B ermitteln
die Strecke für die X-Achse (X+1-X-1), sowie die
Strecke für die Y-Richtung (Y+1-Y-1) zwischen den Lichtflecken,
um die Ergebnisse auf einen Vergleicher 312 und
einen Teiler 313 zu geben. Der Vergleicher 312 vergleicht
die Strecke und die Strecke (||≧|| oder (||<||), und
gibt das Ergebnis auf den Teiler 313. Gilt ||≧||, so
berechnet der Teiler 313 /, gilt hingegen ||<||, so
berechnet er /, und das Ergebnis wird auf einen Datenumsetzer
314 gegeben.
Fig. 9 zeigt Beispiele für die Beziehung zwischen dem
Quotienten / oder / und der Position auf der Skala 304,
den Positionen der Lichtflecke auf dem Detektor 307 und das
Vergleichsergebnis CR, das von dem Vergleicher 312 ermittelt
wird. Die Skala 304 ist hier mit einer Gitterspur TC ausgestattet,
gemäß der die Position der Skala 304 proportional
ist zu Änderungen der Gitterlinienrichtung. Wenn die Skala
304 ihre Lage ändert, definiert der Quotient / innerhalb
des Bereichs ||≧|| eine Tangens-Funktion, während der
Quotient / innerhalb des Bereichs ||<|| eine Cotangens-Funktion
definiert. Der Datenumsetzer 314 berechnet tan-1
(/), wenn das vom Vergleicher 312 gelieferte Ergebnis
||≧|| ist, und berechnet cot-1 (/), wenn das Ergebnis
||<|| ist, um den Gradienten Φ der die Flecke LP+1 und LP-1
verbindenden geraden Linie zu ermitteln, und er gibt
entsprechende Positionsdaten DP aus, die kennzeichnend sind
für die Positionen der Skala 304, und die vorab gespeichert
wurden. Selbst wenn die Skala 304 mit einer Gitterspur TC
ausgestattet ist, bei der die Lage der Skala 304 nicht
proportional zu Änderungen der Gitterlinienrichtung ist,
lassen sich Positionsdaten DP in einfacher Weise dadurch
erhalten, daß vorab solche Positionsdaten für die Skala 304
gespeichert werden, die dem Quotienten / oder / in dem
Umsetzer 314 entsprechen.
Anstatt mit Durchlaßlicht kann man auch mit reflektiertem
Licht arbeiten. Das an der Skala reflektierte Licht bildet
Beugungslichtstrahlen, da Transmissionslicht und reflektiertes
Licht sich gleich verhalten. Wird mit reflektiertem
Licht gearbeitet, befinden sich Lichtquelle, Kollimatorlinse,
Schlitz, Fokussierlinse, Sperrplatte und Lichtfleckpositions-Detektorelement
auf der gleichen Seite der Skala, und
die Skala enthält Abschnitte, die Licht reflektieren, und
Abschnitte, die kein Licht reflektieren. Hat die Skala gemäß
Fig. 10 die Form einer Scheibe, so ist die Gitterspur TC
ringförmig auf der Oberfläche der Scheibe angeordnet, und
wenn sich die Scheibe 308 um ihren Mittelpunkt dreht, lassen
sich die Winkel als Absolutwerte feststellen. Während beim
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel Lichtquelle und
Lichtfleckpositions-Detektorelement fest angeordnet sind,
während sich die Skala zur Positionsmessung bewegt, kann
auch die Skala ortsfest sein, wohingegen Lichtquelle und
Detektorelement bewegt werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen optischen Codierers läßt
sich ein Absolutwert der Lage innerhalb eines großen Meßbereichs
in einfacher Weise dadurch erfassen, daß man anstelle
mehrerer Codierspuren bei herkömmlichen Codierern
lediglich eine Gitterspur vorsieht. Dies minimiert die Größe
des Codierers und der zugehörigen Bauteile und reduziert die
Herstellungskosten erheblich.
Claims (15)
1. Optischer Codierer mit einer Lichtquelle, die kohärentes,
paralleles Licht aussendet, einer Skala (304) die mit
einer Spur aus lichtsperrenden und nicht-sperrenden Abschnitten
versehen ist, und einer Lichtdetektoreinheit,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- - die Spur ist als Bezugsgitterspur (TC) ausgebildet,
- - deren Abschnitte gleiche Öffnungsverhältnisse und gleiche Gitterkonstante, jedoch unterschiedliche Gitterlinienrichtungen aufweisen,
- - die Lichtdetektoreinheit ist als Lichtfleckpositions-Detektoreinheit (307) ausgebildet, die positive und negative Beugungslichtstrahlen gleicher Ordnung aus den von der Skala (304) durch Beugung gebildeten Lichtstrahlen empfängt, die Lichtfleckpositionen der positiven und negativen Beugungslichtstrahlen gleicher Ordnung erfaßt und die Lichtfleckpositionen in elektrische Signale umsetzt.
2. Codierer nach Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle
aufweist: eine kohärentes Licht aussendende Lichtquelle
(301), eine das kohärente Licht zu parallelem Licht bündelnde
Kollimatorlinse (302), und eine Schlitzblende (303),
die das parallele Licht auf eine bestimmte Breite begrenzt.
3. Codierer nach Anspruch 2, bei dem die Lichtquelle eine
Laserstrahlquelle ist.
4. Codierer nach Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle und
die Detektoreinheit (307) auf gegenüberliegenden Seiten der
Skala (304) liegen, während die nicht-lichtblockierenden
Abschnitte der Skala das von der Lichtquelle kommende, parallele
Licht zur Beugung durchlassen.
5. Codierer nach Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle und
die Detektoreinheit auf der gleichen Seite der Skala angeordnet
sind, und daß die nicht-lichtblockierenden Abschnitte
der Skala das von der Lichtquelle kommende, parallele Licht
zur Beugung reflektieren.
6. Codierer nach Anspruch 1, bei dem die Relativbewegung
der Skala gegenüber Lichtquelle und Detektoreinheit durch
Bewegen der Skala erfolgt.
7. Codierer nach Anspruch 1, bei dem die Relativbewegung
der Skala gegenüber Lichtquelle und Detektoreinheit durch
Bewegen von Lichtquelle und Detektoreinheit erfolgt.
8. Codierer nach Anspruch 1, bei dem die Skala eine mit
der Gitterspur (TC) ausgestattete längliche Platte ist,
während die Relativbewegung linear ist.
9. Codierer nach Anspruch 1, mit einer als Scheibe ausgebildeten
Skala, wobei die Relativbewegung eine Drehbewegung
ist.
10. Codierer nach Anspruch 1, bei dem die Lichtfleckpositions-Detektoreinheit
(307) aufweist: eine Fokussierlinse
(305), die die durch die Skala durch Beugung gebildeten
Lichtstrahlen fokussiert, eine Sperrplatte (306), die lediglich
Beugungslicht nullter Ordnung aus der Fokussierlinse
(305) sperrt, und ein Lichtfleckpositions-Detektorelement
(307), welches Lichtfleckpositionen von Beugungslichtstrahlen
erfaßt, die durch die Sperrplatte (306) hindurchgelangt
sind, und die die Lichtfleckpositionen umsetzt in elektrische
Signale.
11. Codierer nach Anspruch 10, bei dem das Lichtfleckpositions-Detektorelement
ein Bildsensor ist, der Lichtfleckpositionen
in elektrische Signale umsetzt.
12. Codierer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch
eine Leseeinrichtung (310), die einen Drehwinkel der Lichtflecke
der positiven und der negativen Beugungslichtstrahlen
gleicher Ordnung aus den von der Detektoreinheit (307) ausgegebenen
Signalen, die sich mit der Relativbewegung der
Skala gegenüber der Detektoreinheit ändern, ermittelt, und
die den Drehwinkel mit Hilfe einer Umsetzeinrichtung (314)
in Positionsdaten der Skala (304) umsetzt.
13. Codierer nach Anspruch 12, bei dem die Leseeinrichtung
aufweist: einen Subtrahierer (311A, 311B), der eine Differenz
ermittelt zwischen von der Detektoreinheit (307) ausgegebenen
Lichtflecken zwischen positiven und negativen Beugungslichtstrahlen
gleicher Ordnung auf orthogonalen Koordinaten,
um orthogonale Komponenten einer die Lichtflecke
verbindenden Linie zu berechnen, einen Vergleicher (312),
der die von dem Subtrahierer ermittelten orthogonalen Komponenten
vergleicht, einen Teiler (313), der die von dem
Subtrahierer kommenden orthogonalen Komponenten und das von
dem Vergleicher gelieferte Vergleichsergebnis dividiert, und
eine Umsetzeinrichtung (314), die die von dem Teiler (313)
gebildeten Quotienten in Positionsdaten der Skala umsetzt.
14. Codierer nach Anspruch 13, bei dem die Umsetzeinrichtung
aufweist: einen Speicher, in welchem vorab Drehwinkel
der Lichtflecke der positiven und der negativen Beugungslichtstrahlen
gleicher Ordnung entsprechend den Mustern der
Gitterspur, die sich mit der Relativbewegung der Skala gegenüber
Lichtquelle und Detektoreinheit ändern, gespeichert
sind, und einen Vergleicher, der die Drehwinkel aus den von
dem Teiler gebildeten Quotienten ermittelt, die Drehwinkel
in Beziehung setzt zu den in dem Speicher abgespeicherten
Drehwinkeln, und entsprechende Positionsdaten der Skala
ausgibt.
15. Codierer nach Anspruch 13, bei dem die Umsetzeinrichtung
aufweist: einen Speicher, in welchem vorab die Quotienten
nach Maßgabe des Musters der Gitterspur, das sich mit
der Relativbewegung der Skala gegenüber Lichtquelle und
Detektoreinheit ändert, gespeichert sind, und einen Vergleicher,
der die von dem Teiler berechneten Quotienten in
Beziehung setzt zu in dem Speicher gespeicherten Quotienten,
und der entsprechende Positionsdaten der Skala ausgibt.
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