光电编码器是一种精密测角装置,因其高分辨力、高精度、使用寿命长、易于维护等优点而广泛应用于航空航天、自动控制、雷达等领域的实时控制和动态测量系统中。随着科学技术的飞速发展及光电编码器应用领域的不断拓宽,对它的体积、重量、抗冲击能力提出了更高的要求,因此小型化、抗冲击成为了亟待解决的问题。为了实现编码器小型化、高分辨力并提高其抗冲击性能,本文开展了新型的小型单圈绝对式光电编码器关键技术研究,为研究绝对式金属光电编码器奠定了基础。在参考国内外文献的基础上,深入研究分析了莫尔条纹信号的形成机理、光电信号特点以及电子学细分原理。提出了一种适用于金属码盘的单圈绝对编码方法,采用单圈循环格雷码编码方法,在一条码道上均匀分布10个读数头实现0°～360°的全量程绝对编码,设计出码盘和狭缝盘。提出了单圈循环格雷码的粗码校正方法,并编制了软件校正程序,实现了精码对粗码的校正。采用Xilinx的spartan3为核心控制器件,设计了高速数据采集处理系统硬件、软件,实现了信号采集与处理,研制了小型绝对式光电编码器样机,并对样机进行了检测实验。本文设计的编码器样机体积为φ50×40mm,分辨力为5.27",精度为a<20”°实验结果表明,本文研究的方法可行,对研制小型绝对式金属盘光电编码器具有参考价值,对提高编码器性能具有重要意义。