相比电容式传感器、光栅传感器等微位移测量装置,电感式传感器具有灵敏度高、重复性好、性能较为稳定的优势,在用于超精密加工与测量场合的圆度仪系统中有广泛的应用。近年来,在圆柱度和圆度测量中,随着对回转型零件的测量精度要求越来越高,电感传感器的测量精度也越来越受到人们的普遍关注,其发展已成为圆度仪等测量仪器的主要限制因素。为了进一步提高电感传感器系统的测量精度,需要从测头机械结构和数采测量电路两方面同时进行性能改善。为此本课题在本所已研制出的传感器系统的基础上,针对其灵敏度低、非线性严重等问题,做出了相关改进设计,并进行了对比性实验验证。本文完成的主要工作有:首先,从螺管型线圈结构模型出发,依据毕奥萨法尔电磁场原理,分析了磁场特性与线圈结构的灵敏度;又从磁电转换的测量电路角度对提高灵敏度进行了研究分析。为系统灵敏度的提高提出了有效措施,进行了线圈结构自身和测量电路的具体改进设计,诸如线圈和磁芯的材料选择、尺寸参数优化、激磁信号源的电压和频率选择、量程切换模块的应用等。其次,通过对原有系统进行大量实验,发现并分析了其非线性的问题。从机械结构和测量电路两方面分析了其影响因素,对常用的非线性校正方法进行了介绍和比较,提出了针对本系统的非线性补偿方案,并编程应用于系统软件程序中,实现了系统的非线性校正。再次,针对圆度测量中遇到的定位问题,特在测量系统中设计了采样的触发控制模块,实现了采样数据的时间控制,保证了圆度数据采集的重复性,使圆度评定更加可靠。最后,对电感传感器系统进行了对比性实验,验证本课题所作的改进措施对其性能的有效性。实验结果表明,系统灵敏度提高了一倍以上,非线性误差也由原来的3.4%下降到0.41%,系统稳定性和重复性也有所改善。