扭矩测量是研究水轮机主轴系统在各种载荷和工作环境下动态特性的重要方法之一。论文结合扭矩测量的国内外发展现状和实际，根据国家自然科学基金资助项目“水轮机主轴机械系统动态特性研究”提出的方案，采用光栅式传感器进行扭矩的非接触式测量，对测量系统进行了分析，重点对光栅信号质量的评估方法进行了研究，并提出了相应的滤波去噪方法。 根据光栅原理设计的一种全新的集光、机、电一体化的水轮机主轴系统扭矩测量系统，包括光栅传感器的各个组成部件。论文阐述了光栅付工作的基本原理，对光栅输出的信号进行了剖析，根据光栅的透射特性，给出了光栅输出信号的数学模型；光栅是扭矩测量系统中的重要基准元件，光栅及其信号质量的好坏是光栅扭矩测量系统优劣的关键所在。针对光栅质量的评定指标，对引起圆光栅误差的诸多因素进行了分析；对光栅付产生的莫尔条纹信号，给出了评定质量的传统方法一谐波分析法，它能够给出光栅信号质量的全部评定指标的测试结果；根据小波分析的基本原理，提出了基于小波分析的光栅信号质量评估方法，并与谐波分析方法进行了比较。小波分析方法可求出更细微的各次谐波的幅值A<,i>及相位＃能对光栅信号的质量进行更细致的评定，提高光栅信号质量的评定精度。 论文的另外一项重要工作，提出了采用分数傅里叶方法来消除光栅信号含有的各种噪声，通过选取适当的级次(α)及周期(M)，可使分数傅里叶变换构造一个极窄的带阻滤波器，将其中心频率对准相应噪声的窄谱，可滤除噪声分量，保持信号分量。与传统的傅里叶去噪方法相比，分数傅里叶方法可以很好地滤除噪声分量，提高光栅测量信号的质量。对光栅扭矩测量系统检测到光栅输出信号通常进行如下处理：首先对初始的光栅信号进行质量评定，然后进行了去噪处理，去噪后又进行了一次信号质量的评定，得到效果较好的信号，送到后续处理环节。 论文最后给出了由信号评定的各项质量指标来调整光栅付间隙的方法，以求得到更理想的光栅信号。