随着科技和工业自动化的发展,以高精度、高分辨率的光栅位置测量在实现自动化设备在位置和速度具有重要地位。无论是在大型装备或是在微电子行业,具有高分辨率和大量程的光栅尺传感器总是在工业自动化中扮演着重要角色。光栅尺位移传感器可以实现电子制造设备位置和速度反馈,保证设备能够实时读取位置和速度信息并正常工作。目前,国内外均对光栅信号进行了实际和有效的处理和细分,形成了一定的体系和研究方法,但方案和信号处理好坏不一。本文尝试在前人的基础上,对光栅尺信号处理和补偿技术进行继续研究。本文介绍了国内外对光栅尺技术的研究和应用现状,阐述了矩阵式光栅尺的工作原理和莫尔条纹的形成原理,分析和总结前人对光栅信号建立的模型和研究。针对已有模型进行探究和分析,总结了光栅信号的误差形式、处理方法和误差补偿方法。在已有经验和数学模型基础上,总结出对于绝对式光栅尺信号误差模型的处理方法,对经过初级处理后的信号分析误差并进行误差补偿技术研究。在建立模型的基础上,运用有限响应滤波器(FIR)和离散傅里叶变换(FFT)对信号进行前期分析并进行处理,运用状态估计的方法对非均匀频率的莫尔条纹进行频率估计和重采样,并按照曲线拟合的方法进行了误差分析,通过在线仿真验证与分析验证数据误差,并进一步实现硬件环境搭建与仿真,并对实验数据收集和分析。实验结果表明,傅里叶变换和滤波器能够很好的识别和抑制高频信号,减少信号的干扰,通过对非均匀采样信号频率估计和重构,降低了信号处理的数据量和处理难度,经过模型实际验证,该方法对莫尔条纹信号误差具有良好的补偿效果。通过对实验数据的分析,本方法能够实现对某光栅尺信号的实时处理与误差补偿,从原始误差最大1.77μ8)降低到最大0.35μ8),保证了光栅尺的测量精度和可靠性。