为减小圆光栅测量过程中叠栅条纹信号的细分误差, 提出了一种对叠栅条纹采样信号进行参数辨识与偏差补偿的方法。该方法运用遗传算法参数辨识理论, 不受信号模型参数初值选取影响, 寻优特性和适用性良好, 使复现的信号模型较好地拟合原始采样信号。信号采样实验中控制光栅匀速转动, 采样两个栅距内的周期信号, 其次对采样得到的离散数据进行频谱分析, 建立光栅信号的数学模型, 进而通过遗传算法对引起细分误差的信号参数进行识别并对细分误差进行数值补偿。实验结果表明, 遗传算法对构建的信号模型参数辨识准确; 对比补偿前后李萨如图形, 验证了该方法对叠栅条纹信号正弦性误差具有良好的补偿效果; 检测单个栅距内的细分误差, 补偿前后误差值由10.65″减小到3.31″。该方法适用于光栅编码器等位移测量系统, 保证测量精度和可靠性。

为了保证高精度光电编码器在恶劣工作环境下的精确测量，建立一种基于高分辨力数字电位计+DSP+CPLD的莫尔条纹光电信号自动补偿系统。首先，介绍了自动补偿系统的工作原理及构成，并设计了系统使用过程中的工作模式；融合莫尔条纹信号各个偏差的补偿算法，建立了光电信号细分误差的综合补偿模型；然后，具体阐述了系统的硬件设计、相关软件设计，并分析了补偿系统自身存在的系统误差；最后，以24位光电编码器为实验对象，对该补偿系统进行测试分析，实验结果表明：自动补偿系统可实现编码器精码信号直流电平漂移、等幅性偏差、正交性偏差及二次、三次、五次谐波偏差的综合补偿，可使实际的静态细分误差减小0.61″。该系统可用在编码器的工作现场，实现莫尔条纹信号细分误差的自动修正。

高分辨力光电编码器通常利用码盘精码两路正交的正、余弦信号，通过细分达到高分辨力。为使细分技术更加完善，本文对细分误差进行了专题研究。分别对信号直流分量误差、幅值误差、相位误差、谐波分量误差、噪声误差和量化误差等进行了数理分析，通过对细分误差的特性分析，得出了误差规律及其计算公式，形成了比较完整的光电编码器细分误差及精度分析的数理结果。结果表明，一般情况下细分精度在1.5%左右。文章指出，利用码盘精码通过细分提高分辨力，应在码盘选择、轴系设计、信号提取、电路设计、工艺调试等各个环节充分考虑细分误差的影响。研究结果可用于在产品设计时，合理进行误差分析与分配，预估产品的精度，为减小设计误差提供参考。