差动变压器式位移传感器(Liner Variable Differential Transformer简称为LVDT)凭借其优良的工作性能以及良好的环境适应性广泛应用于高精度控制和检测领域。LVDT在三轴试验仪中用于测量不同状态下岩石的变形量,其输出精度决定了三轴试验仪的测量精度。但现有的LVDT在三轴试验仪的应用中存在线性度差、灵敏度低等弊端,降低了其输出精度,故对LVDT结构特性的研究对优化LVDT本身输出精度及三轴试验仪的输出数据的准确性具有重要意义。本文以三轴试验仪用LVDT为研究对象,运用ANSYS Maxwell以及Maxwell Circuit Editor两种电磁仿真软件。在Maxwell中建立LVDT的等效电磁有限元模型,外加激励电路的设定在Maxwell Circuit Editor中完成,将设定好的外加电路导入Maxwell中进行耦合仿真,获取仿真输出结果。搭建差动变压器式位移传感器实验平台,制造样机进行实验,得到实际工况下的输出结果,结果分析表明仿真输出数据与实际工况下输出数据基本吻合,证明了方案的可行性。针对三轴试验仪工作过程中特有的外部环境比如外界磁场、外部温度场、激励电源频率对LVDT输出精度造成的影响进行研究,分析其原因,并提出相应的补偿优化方案。针对由结构特性造成LVDT输出精度变差的问题,提出相应的结构创新方案进行磁场补偿。制定“端盖”磁补偿方案和“线圈”磁补偿方案。“端盖”磁补偿方案首次将磁屏蔽原理应用于LVDT内部结构的设计,设计出拥有内、中、外三层的多层端盖代替传统型单层端盖,该新型端盖结构能显著减少LVDT端部漏磁通现象,“端盖”磁补偿方案能使线性度最大值从2.33%降低到0.15%,灵敏度提升15mv/mm;“线圈”磁补偿方案是在两个对称分布的次级线圈靠近端盖侧的下部添加两个同样相互对称的初级补偿线圈,从而弥补端部磁场较弱的现象,“线圈”磁补偿方案能使线性度最大值从2.33%降低到0.41%,灵敏度提升240mv/mm。并以此为基础,分析“端盖”磁补偿方案中内层端盖厚度对LVDT输出精度的影响,确定了各层端盖的最优厚度;对“线圈”磁补偿方案中补偿线圈安装位置和匝数进行研究,得到了补偿线圈的最优安装位置和最佳匝数值。最后,对三轴试验仪用LVDT测量精度分析及补偿方法的研究工作进行了总结,并针对现有不足提出下一阶段的研究方向。