微纳机电系统的快速发展,对现代传感器提出了微小集成和功能集成的新要求,而传统的机械运动传感器在这方面很难实现本质性的突破。另一方面,随着纳米科学的发展,摩擦纳米发电自被发明后,便得到了广泛的关注和研究,它是基于两种不同极性材料的摩擦起电与静电感应效应相互耦合的能量收集技术,可以将外部的机械激励转化为电能输出,在能源捕获效率、研制成本、材料选择范围和功能集成性等方面具有独特优势。摩擦纳米发电机可以感应外部机械激励变化的特征,因此也可以将其应用于机械传感。本文基于摩擦纳米发电机的理论,分别针对三种常见的机械运动形式研制了摩擦电式运动传感器,并进行了相关的试验研究。研制了一种可以与轴承集成的独立层式摩擦电转速传感器,在原有轴承座结构上做微小的改动即可实现转速测量的功能。采用有限元分析的手段对其电位分布和工作原理进行了仿真验证,并系统研究了其输出特性的变化规律,证明了其可以为一些低功耗的电子器件提供电能。通过提取不同转速条件下该传感器的信号特征,对传感传感器进行标定。此外,通过改变传感器的结构尺寸进行对比测试,对其一致性、稳定性进行验证,最后,通过搭建相应的试验测试台,对其传感精度进行评估。研制了一种基于交错电极的扫掠式摩擦电直线运动传感器,在提高传感分辨率的同时,保证了传感器的耐久性。利用有限元分析方法对其电势分布及工作原理进行了仿真验证,并系统研究了传感器的输出特性。针对信号的特征,研究了相应的实时滤波算法,显著降低了测试过程中的噪声干扰。通过与滚珠丝杠集成,并设置相应的理论轨迹对传感器的测量精度进行评估,最后,通过长时间的往复运动测试该传感器的可靠性。研制了一种摩擦电式弧形轨迹运动传感器,利用有限元方法对该传感器的工作原理进行仿真验证,通过理论分析推导该传感器开路电压和短路电荷的计算公式。采用硬件电路模拟了该传感器的输出信号,并结合运算放大和滞回比较电路,在有效降低相位误差的同时将原始周期信号转化为方波信号。最后,结合异或逻辑电路提出了一种信号合并的方法,提高了传感器的分辨率,降低了对采集接口数量的依赖,保证了传感的实时性以及设备的稳定性。