光栅作为一种高精度的衍射光学元件,在纳米测量技术中发挥着重要作用。先进制造、科技、社会的进步,对于纳米级的测控技术的需求越来越强烈。要实现纳米级的测量技术,制备高精度、高制作工艺的光栅具有重要意义。光栅常数作为衡量光栅制作水平的一个重要参数,提高光栅常数的测量水平对于光栅制作、检测、应用等场景具有重要意义。本文以线阵CMOS传感器作为光电转换器件,采集待测光栅±m级衍射光产生的干涉条纹,获取条纹相位信息。基于FPGA+DSP的硬件平台设计和制作CMOS驱动电路,编写干涉条纹数据的处理程序。通过对线阵CMOS采集的条纹进行实时处理,实现光栅移动中干涉条纹大数计数和小数周期细分功能,根据光栅的空间位移量计算出待测光栅的光栅常数。条纹信号采集硬件部分由 CMOS（ELIS-1024）,FPGA（EP3C10E144C8）,A/D（AD9220）模块转换模块组成。FPGA负责CMOS的时序驱动,A/D模块将CMOS采集到的模拟图像信号转换成数字信号传递给FPGA,随后FPGA将数字图像传给后级的DSP（TMS320F28335）图像处理单元。由DSP完成条纹的周期计数与细分处理。FPGA端应用硬件描述语言Verilog HDL完成模块的编写,DSP端程序以C语言混合汇编语言实现。基于数字细分,采用整周期计数和小周期细分结合的方式,达到对光栅干涉条纹相位精密测量的目的。基于数字滤波手段,选择五点三次滑动滤波算法对采集到的原始条纹数据平滑滤波,并给出信号谷值点跟踪的方案,实现正反向可逆计数。对小于一个条纹周期位移量的测量,提出改进的二阶最小二乘拟合算法,既提高运算速度又保证谷值点拟合精度。构建了光栅常数测量装置,分析了引起测量误差的因素,讨论光栅运动姿态对测量的影响,为研究提升系统测量精度提供理论依据。实验测量了一块光栅,光栅移动距离10 mm,测得的光栅线密度值为1298.12 line/mm,不确定度为1.0×10-5。实验结果表明,采用本论文的测量技术方案可以实现光栅常数高精度的测量。