随着科学技术的发展,人们不但对位移测量的需求增加而且对位移测量的精度要求也越来越高。然而高精度光栅传感器价格较昂贵,故本文采用软硬件细分相结合的细分技术设计一个低成本、高精度、满足需求的光栅位移测量系统。本文比较了目前主流的光栅细分技术的优、缺点,确定本课题选取硬件细分与软件细分相结合的细分方法进行设计,硬件细分采用简单快速的四细分,软件细分采用神经网络细分。细分系统设计主要包括以下内容:首先,对细分系统进行总体设计。设计前端的硬件电路对原始信号进行处理,运用FPGA实现硬件四细分的辨向和计数功能即粗细分得到大数值,同时FPGA控制ADC将正弦信号的模拟量转换为数字量。再通过FPGA与PC机的通信,将大数值和数字量上传给PC机,PC机将数字量送入神经网络细分程序输出小数值即精细分,结合大数值和小数值得到最终测量的位移值。其次,通过比较[π/4,π/2]范围内正弦信号与构造函数P的线性度,本文选择线性度好的构造函数P作为神经网络细分的输入量,把样本不足1/4周期的微位移值作为网络输出,并借助遗传算法优化网络的权值和阈值,得出了一个适合精细分的神经网络模型。最后,通过对细分系统的调试,验证了本文细分系统方案设计的可行性。同时运用高精度测量仪器对本系统的位移测量值进行了验证。