光电轴角编码器的应用已从民用和工业生产中逐渐渗透到航空、航天和高技术应用等各个领域，而这些部门对产品的高性能、可靠性、小型化、轻型化提出了更高的要求，且必须适用于恶劣的工作环境。而反射式光电轴角编码器的基准部件采用金属基坯和金属膜层制作而成，在高、低温工作环境和抗冲击、震动和抗老化等方面具有很大的优势，玻璃光栅无法满足要求，且安装拆卸方便；而中高精度、细栅距(线宽在0.01～0.02mm左右)的反射式光电轴角编码器的研制在国内尚没有报道，课题提出采用反射式金属光栅作测角元件，研制反射式光电轴角编码器。我们有多年从事光栅制作和研究的技术、设备基础，具有各种工艺条件。我们以真空镀膜技术和光栅制作技术为基础，研究反射式金属光栅的形成和制作工艺。以光栅测量技术和三光栅原理为基础，研究反射式的光栅信号的提取。并且在光栅专用检测仪上，我们采用了两种方式进行信号的提取实验，并对实验获得的信号中存在的问题进行了分析，提出了解决的办法。通过两种实验的对比，以获得稳定的反射式光栅信号为基础，确定反射式光栅信号的提取方式。光栅信号是一个周期函数，通常采用谐波分析法对其进行评价，通过谐波分析，将光栅信号用一个含有多次谐波分量的函数表达式来描述；在了解光栅信号的评价方式和评价指标的基础上，讨论了几种常用的消除光栅误差和信号处理的方法，以实现高质量的光栅信号。课题对反射式光电轴角编码器的精度提出了具体要求，根据影响反射式光电轴角编码器的精度因素，我们对主要的误差源进行了分析；依据误差合成原理，对其误差作出了评估。影响反射式光电轴角编码器精度的主要两个误差源是反射式金属光栅的刻划误差和编码器的主轴误差，反射式金属光栅的刻划误差仍然是一个周期函数，同样可采用谐波分析法对其误差进行评价，根据其谐波成份，确定反射式光栅信号读数头的个数以及分布方式，对于该课题采用的反射式金属光栅的刻划误差，我们给出了其测量误差曲线和检测指标的结果，以及谐波分析的结果。主轴的误差在设计和加工过程中都提出了具体的要求，在装配完后，对其误差进行了检测，给出了检测误差曲线。反射式光栅信号与透射式光栅信号的不同点在于其信号中的直流量较高，因而在信号处理中必须进行电平补偿和消除直流量；根据后续细分和显示电路的要求，我们给出了信号调试的结果，并对信号120倍细分的误差进行了估算。最后，对光电轴角编码器的精度检测方法做了描述，我们采用了两种方法对反射式光电轴角编码器的精度进行检测，给出了误差检测结果。课题最终目的是研制出反射式金属光栅的制作工艺和基于反射式金属光栅的反射式光电轴角编码器，适用于恶劣的工作环境要求。