以FPGA芯片XC3S250E作为采集系统的控制核心设计高速数据采集系统。系统以计算机作为控制台，重点提出了系统的硬件设计和软件设计。实验表明，采用FPGA芯片作为控制器件大大提高了数据采集的精度和速度，很好地满足了可重复测量的要求。

使用正弦曲线拟合进行波长校准时，根据不同的待定系数选择方法，提出三种校准算法．最优算法选定四个待定系数，其中两个线性系数使用最小二乘法计算，而两个非线性系数使用最优化原理求得．线性算法只选定两个线性系数为待定量，而非线性系数为确定值．简化算法仅选定一个线性系数为待定量，其余三个系数为确定值．实测数据表明，线性算法拟合准确度接近最优解，计算复杂度低，是一种最适合于光栅光谱仪波长校准的算法．

在单色仪波长标定过程中，引入正弦曲线最小二乘拟合技术。与传统多项式拟合方法比较，这种技术有2点优势。其一，标定中使用的拟合公式与光栅方程一致，减低了对标定点数目的要求。使用普通标准谱线光源，可以满足标定仪器的精度要求。其二，根据测量仪器的实际结构，合理选择待定参数。这种选择可以大幅度简化计算，降低拟合过程中的运算复杂性。使用实测数据计算表明：其波长拟合偏误差在0．1nm以内，其计算量只与线性拟合相当。

为实现测量仪器数据采集的实时性和人机交互性，基于C＋＋Builder2009软件开发平台，优化设计了光谱测量系统应用软件。通过USB接口实现计算机与下位机的通信，实现了光谱测量的全部操作功能。

提出了一种新的多光栅单色仪,采用机械细分及电细分相结合,实现了紫外到红外光谱的高精度自动扫描。其控制系统以C8051F060单片机为核心实现对光栅转台、滤色片轮、反光镜的控制以及双通道数据采集,采用USB接口与计算机连接。信号调理单元可实现电压电流的自动切换及软件可编程增益,可连接光电倍增管、光电池等多种接收器。系统具有采样精度高、集成度高、自动化程度高及扫描速度快等优点。