光栅测量技术是以对光栅形成的莫尔条纹计数为基础的高精度测量技术。对光栅传感器的输出信号进行细分是提高光栅测量技术精度的一种经济有效的方法。本文基于光栅传感器信号的特点及信号细分技术设计并开发了光栅信号电子细分系统。本文首先对国内外光栅测量技术的现状、信号细分技术的发展趋势以及相关细分技术在光栅测量领域的应用现状进行了系统地概述。在理论研究部分介绍了光栅莫尔条纹的产生机理及特点,详细地叙述了信号细分的概念及实际应用意义,简要地阐述了现有主流信号细分方法的基本原理,并从几个主要技术参数角度出发对它们进行了分析和对比,结合本课题实际项目的技术要求,选择了最佳的信号细分方案,并对其进行了适当的改进。之后根据课题的理论基础提出了系统的设计方案,并将其应用于硬件电路系统及相关软件系统的设计中。电子细分系统的硬件核心架构采用EPM7128单芯片实现,同时承担了细分数据处理和系统逻辑时序控制的工作,高度的集成度使得系统具有简单的硬件结构和良好的可靠性。上位机接口使用了灵活高效的USB接口模块,由于USB接口的广泛适用性,本系统可以应用在多种测量场合。EPM7128的全部功能由VHDL语言编写实现,通过采用层次化的设计方法和有限元状态机技术的引入,使得软件系统功能明确,运行高效可靠。经过实验验证,由两个8位模/数转换器输出的光栅信号数字量,作为只读存储器的地址,选通输出的细分计数数据,实现256细分。细分准确可靠,且对于光栅信号的非正交性具有极强的容错能力。本课题的研究成果可应用于工程与生产之中,提高光栅测量技术精度,具有良好的实际应用价值。