针对国内计量光栅技术发展不够完善，无法达到高精度、高分辨力及动态测量等要求的问题，本文研究并开发了基于幅值采样技术的光栅信号细分系统，通过对光栅传感器信号幅值采样细分的方法，使系统具有精度高、分辨力高，并具有较快的动态测量响应速度等特点，适应光栅信号细分技术未来的发展方向。本文对光栅传感器信号细分技术进行了系统的研究，总结现有细分技术的系统构成及工作原理，分析并比较目前细分方法的优缺点，以此作为研究基础，改进设计方案，设计高精度高分辨力的细分系统。对电路进行总体的软硬件设计。对光栅原始输出信号的处理上，采取精密电路设计，使噪声和干扰得到进一步滤除；对信号细分方案的设计上，采用粗细分、精细分并行测量的设计方法，使细分精度和细分速度同时提高；在软件设计方面，通过仿真，确认了运用构造新函数的方法，可有效地解决光栅输出信号非线性的问题，降低理论误差；在细分算法上进行优化，减少处理器处理时间，使系统总体性能得到进一步提高。另外，本文通过标准块规对实验数据进行比较、分析与处理，从系统示值误差、分辨力与稳定性、重复性误差等几个方面进行了系统误差分析，并通过线性标定对系统精度进行修正，从而使细分系统的准确性得以优化。