光栅传感器以高精度、高分辨力的显著优点在精密机床、集成制造等领域得到了广泛的应用,其测量精度受制于莫尔条纹信号的细分精度,而细分精度又取决于莫尔信号的质量,因此开展光栅莫尔信号误差补偿技术研究对于保障光栅传感器的测量精度、分辨力以及其在恶劣条件下的环境适应性具有重要意义。在实际应用中,由于光栅的刻线误差、安装位置等因素影响,光栅莫尔信号往往会存在信号失真。本文在分析光栅莫尔信号特性的基础上,建立了莫尔信号中直流误差、幅值误差、正交误差的数学模型,并根据数学模型研究对应的误差补偿算法,通过FPGA电路平台实现和验证了各项误差的补偿算法,最终完成了光栅莫尔信号误差的综合补偿。主要研究内容包括:1.建立莫尔信号误差模型:分析光栅莫尔信号特征,根据信号的直流误差、幅值误差、正交误差建立误差信号的数学模型,分析各项误差对细分精度的影响。2.开发莫尔信号误差补偿电路:以各项短周期误差模型为基础,针对直流误差、幅值误差、正交误差建立对应的误差检测与补偿算法;以FPGA为电路平台,实现对信号各项误差的补偿;综合各单项误差补偿模块,实现对光栅莫尔信号误差的综合补偿。3.验证误差补偿算法效果:测试各单项误差补偿模块的检测和补偿效果,验证单项误差补偿算法的有效性;测试误差综合补偿模块的补偿效果,验证综合补偿后信号各项误差指标,证明算法对信号误差综合补偿的有效性。本文对光栅莫尔信号误差补偿技术进行了研究,研究成果为改善光栅莫尔信号质量积累了技术手段,对后续信号细分以及提升光栅测量精度有着现实意义和工程应用价值。