光栅莫尔信号的质量直接影响其细分效果。受到系统硬件与环境的影响,光栅传感器的输出信号存在直流漂移、等幅偏差以及非正交偏差等短周期误差,其中非正交偏差的随机性大,难于进行高精度补偿。因此,针对非正交莫尔信号的直接细分作为光栅应用中的一项重要技术支撑,具有较高的研究价值。本文在分析传统莫尔信号幅值分割细分方法和非正交偏差补偿技术的基础上,开展对非正交光栅莫尔信号直接细分的算法及实现研究,针对算法在数字式实现过程中的关键参数,完成了数学建模和量化分析工作;根据量化模型设计系统硬件电路,完成对光栅信号的采集和细分;搭建实验平台,实施数学模型测试实验,验证了非正交光栅信号细分算法的有效性,并提出细分误差标定方法测试系统的细分精度。论文主要内容包括:1、非正交莫尔信号细分算法:研究一种针对非正交光栅信号直接细分的算法,以期突破传统细分方法对两路莫尔信号严格正交的要求和限制,实现对非正交莫尔信号的高倍数细分。2、算法参数的分析与建模:根据算法原理量化分析影响细分实现效果的参数,分别建立幅值精度补偿和信号频率/采样率对于非正交信号细分算法效果的数学模型,并通过仿真验证模型的有效性。3、数字式光栅信号细分系统硬件电路:根据参数量化模型选择器件参数,设计以“信号采集-预处理-细分”为架构的数字式细分系统硬件电路,完成对光栅信号的采集和1024倍细分。4、细分精度标定实验:搭建实验平台,以精密电动转台为小角度发生器,以激光干涉仪为标准器,通过对比法标定数字式光栅信号细分系统可实现的细分精度,验证非正交光栅信号细分算法的有效性。本文就非正交光栅莫尔信号的数字细分方法进行了探索,提供了针对非正交光栅信号高倍数细分的解决方案,为光栅细分工作的研究提供点滴积累,对于推动国内光栅细分领域的研究具有一定的积极影响。