光电编码器是一种先进的角位移传感器，具有体积小、精度高、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于国防、工业和科技领域的自动化测量设备中。光电编码器的精度是其重要技术指标之一，在许多应用场合要求光电编码器在高低温环境下保证其测量精度。现有的小型光电编码器精度检测装置只能完成常温环境下的精度检测。因此，开展变温环境下小型光电编码器精度检测系统研究具有重要意义及实用价值。在参考国内外文献基础上，研究了小型光电编码器的原理及其检测方法；总结了以往研究成果的优点和不足，提出了一种变温环境下小型光电编码器精度检测方法；设计了隔热回转轴系及数据采集处理系统，建立了变温环境下小型光电编码器精度检测系统，实现了变温环境下对小型光电编码器的精度检测；采用C语言设计了数据采集处理程序，完成了变温环境下小型光电编码器精度检测的数据采集处理，并将数据实时传送到计算机进行显示、存储及分析；运用本文研究的方法对15位小型光电编码器进行了检测实验，+25℃环境下的精度为σ=30.71″，-40℃环境下的精度为σ=32.32″，+55℃环境下的精度为σ=37.38″。实验结果表明：本文研究的小型光电编码器精度检测系统具有体积小、使用灵活方便、可实现常温及高低温环境下对小型光电编码器的精度检测。