在精密位移或者角度测量中,光栅尺作为其重要的工具,目前在数控机床、光电经纬仪、雷达中广泛地使用。其中绝对式光栅尺是精密位移测量的核心器件之一,也是我国科技研发的重点领域。决定绝对式光栅尺位移测量精度的因素较多,其中主要取决于它关键部件的性能。位置信息采集系统的性能直接决定绝对光栅位移传感器位移的解码精度及其测量精度。宏微复合的光栅位移采集系统能够很好地解决传统光栅尺的最大允许测量速度与其测量分辨率成反比及其归零复位操作的问题。为了保证宏微复合的光栅位移采集系统能够高速、高效率、高实时性、高可靠性的设计要求,本文结合了增量采码的高速性与CMOS图像传感器采集绝对码的高清晰度与高可靠性的优点。通过利用增量方式采集莫尔条纹的高速性,解决高精度绝对位置编码采集的低速性,实现宏微复合的高速采码。本文以精密宏微复合绝对光栅位移传感器编码采集系统为对象,主要开展以下这几方面的研究工作：本文在研究FPGA驱动方法、CMOS图像传感器高速采集技术和光栅尺位置信息采集系统工作原理的基础上,根据绝对位移编码图像采集及其编码解码的实际需要,完成了绝对编码图像的采集功能的硬件电路设计与软件的实现,同时通过仿真实验验证了硬件电路的逻辑功能,可以实现正确的采码。根据绝对光栅位移传感器解码的实时性测量需求,结合后端DSP解码时间,CMOS图像传感器开窗扫描(提高其扫描速度),图像的灰度化等处理实现了CMOS图像传感器采码与DSP解码的速度匹配。针对绝对光栅位置信息采集速度性能研究,通过差动去直流分量与正余弦信号方波处理电路将模拟信号转化为FPGA需要的数字信号,结合在FPGA内设置了速度判断切换模块,来实现增量位置信息采集在高速环境下工作,合理切换到绝对码道的低速采集,从而来实现宏微复合绝对光栅位移传感器编码采集系统的较高速位置信息采集。基于上述设计好的采集系统,同时还进一步进行了实验的验证与分析,绝对编码采集的实时性能够满足后端DSP的解码需求,同时在测量中使用这种新型高速与低速的变速切换采集模式,综合测量速度最高可以达到2m/s。采集到的编码图像质量应用于绝对光栅尺测量系统后端DSP解码测量的精度能够接近±0.6μm。这为绝对式光栅尺高速高精度测量的开发提供了一条新的路径。