位移传感器在科学与工业技术领域应用广泛,是重要的测量部件。本文提出了一种基于偏振光检测的位移测量原理,并基于该原理,完成了机械、光学、电路等各部分的设计,研制了实验室样机,并进行了测试。论文主要包括以下几个部分: 第一章绪论介绍了课题的相关背景,包括常用位移传感器的简介,大量程位移传感器的发展和应用。 第二章分析了基于偏振光的位移测量方法的基本理论。包括光的偏振理论分析,光的偏振态表示及马吕斯定理分析,以及电光调制原理。 第三章详细介绍了伺服比较式偏振光位移传感器。包括伺服比较式位移检测原理、组成部件的选择及介绍、传感器的硬件系统、软件系统等。该方案已经制作完成了样机,并进行了测试,测试结果将在第五章详细介绍。 第四章介绍了基于伺服比较方案的绝对位移测量方案。基于伺服比较式位移传感器的自身的特点,和另外附加的一套用于确定周期位置的装置,实现了大量程的绝对位移测量。另外,还介绍了通过位移—时间转换进行位移测量的方法,该方案可实现全光型位移传感器,具有极强的抗干扰能力和较高的精读,具有广阔的前景。 第五章详细叙述了伺服比较式位移传感器样机的测试结果,给出了实验数据,并进行了分析。介绍了传感器现场运行测试的情况,实验表明,传感器样机具有可达40米的量程、和较高精度以及较好的可靠性。另外还介绍了绝对位移测量实验的结果。 最后(第六章),对全文进行了总结和展望。总结了主要研究成果和将来需要努力的方向。 本项目得到国家自然科学基金,863计划,浙江省自然科学基金资助。