在基于磁检测法的钢丝绳无损检测方式中,为便于对钢丝绳缺陷的定位,常使用编码轮对钢丝绳的主磁通或漏磁信号进行等间距采样。在检测过程中,与编码轮相连的向导轮常发生打滑与卡死的现象,造成采样信号的缺失。长期的接触采样,也会导致向导轮磨损,降低定位精度。为解决上述问题,本文根据磁检测法中钢丝绳股波波形为似正弦形式,其波形频率与钢丝绳运动速度相关的特点,设计了无编码轮的钢丝绳测距与信号采样系统。该系统包含离线工作与在线工作模式,适用于不同的应用环境。本文使用线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)信号,对维格纳分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)、小波频谱分析与相位差分三种常用的瞬时频率估计算法进行了瞬时频率估计效果的对比实验,根据实验结果确定所建立的无编码轮钢丝绳测距系统的核心算法。针对WVD分布易受噪声与畸变波形影响的特点,采用了维特比算法及集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)对其进行优化。针对相位差分法抗噪声能力差的特点,采用了变权最小二乘法进行优化,并修改了变权最小二乘法的权重函数,使之适用于单次运算。在优化瞬时频率估计方法的同时,对余数补偿法的全数字倍频方式也做了误差分析,针对其输出波形均匀性较差的问题,采用改进的分散补偿法进行优化,达到了对任意倍频系数更精准的倍频的效果。设计了无编码轮的钢丝绳测距离线工作与在线工作系统,根据在线系统对霍尔传感器输出波形无直流分量及低噪声的要求,搭建了超级伺服电路及四阶巴特沃斯低通滤波器,降低直流分量与噪声对算法的影响。论文最后在DSP平台上实现了以相位差分法为核心的在线工作系统,通过采样脉冲来确定缺陷位置。在上位机中实现了以WVD分布为核心的离线工作系统,将等时采样点转换到在钢丝绳上带有距离信息的坐标点。两种方法均与编码轮的测距效果作对比,验证了所设计的无编码轮钢丝绳测距系统的有效性。