在机械领域，各种大型结构焊缝处一般都存在残余应力。当焊接残余应力足够大时，会对构件造成不利影响，甚至引发破坏性事故。因此能够及时掌握焊接残余应力的状态十分必要且意义重大。磁各向异性应力检测技术是一种无损检测技术，因其能够实现无损检测的目的，已引起国内外专家及学者的重点关注。但是该种磁测技术发展较晚，仍有许多技术难点需要攻关。本文在借鉴及吸收现有技术基础之上，主要研究磁测参数和应力关系，完善磁测机理，通过理论模拟及实验研发一种新型九极传感器，并利用中国特种设备检测研究院研发的九极磁测设备进行相关磁测机理验证及技术改进实验研究。具体研究内容归结如下：1、经理论推导可知第一主应力与第二主应力的差值和相应方向的主磁导率差值存在线性关系，宏观表现为第一主应力与第二主应力之差和相应方向的磁感应电信号的差值成正比，且与第一主应力对应的电磁信号最小，与第二主应力对应的电磁信号最大。2、利用有限元软件Ansoft进行九极传感器的模拟分析，得到优化的传感器模型。并指导实验研制出灵敏度高、测量精确的九极传感器。3、通过单向和双向加载方式标定不同材料的灵敏系数值。表明双向应力标定结果较单向标定结果严谨，建议深入研究双向应力标定技术。4、利用自主研发的九极磁测设备对16MnR圆形焊板、16MnR平板焊缝、X60钢管焊缝进行测量，并将结果与二极磁测设备及X射线检测结果进行对比，均吻合的较好，证明支撑该磁测设备的磁测机理的正确性，为磁各向异性应力检测技术早日应用于工程实践打下良好的基础。