随着科技的发展,对航空发动机的要求在不断地提高。叶尖位移变化量是发动机的重要参数,它对发动机的工作安全和性能都会产生很大的影响。因此,对叶尖位移变化量进行自动测试的研究,能为发动机设计的改进、最佳间隙的确定、发动机叶尖间隙自动控制技术的研究及发动机故障预测等提供技术依据和基础。在本文中,分析了发动机叶尖位移变化量测试方法在国内外的研究现状,列举了不同的位移变化量测试原理,并基于各种测试方法的优缺点以及本系统的测试要求,最终选择微波谐振法来进行位移变化量的测试。基于介质谐振器的基本原理,设计了一个能工作在4~6GHz的01TEd模式的介质谐振传感器。为了进行发动机叶片的相关测试实验,研制了一套发动机转子模型。根据推导出的算法,使用C++程序语言编写了相应的测试软件,从而可以实现自动、简单、快速的测试。以介质谐振传感器为核心,将加热装置、循环水冷系统、自动测温装置、发动机转子驱动系统等部件进行结合,组建了一套能工作在常温~500℃的位移变化量介质谐振法测试系统。本文做了如下的改进与创新:第一,为了实现测试的需求,将单端短路的介质谐振器研制成为传感器,应用于位移变化量的测试中。它与传统方法相比具有储能强、稳定性好等优点,与微波谐振腔相比具有小型化、重量轻、测试精度高等优点;第二,用微波谐振法测量位移变化量,从本质上说是基于被测物体相对位置与电磁波之间的相互作用。所以根据介质谐振器的场分布推导出了通过谐振频率的偏移量计算位移变化量的公式。利用该测试系统完成了对叶尖位移变化量的相关测试。对测试的结果进行了误差分析,包括找出相应的误差源,最后给出了位移变化量的误差公式。本系统的最终测试指标:测试温度:常温~500℃测试频率:4~6GHz测试范围:0~5mm测试精度:0.02mm测试误差:室温:DL/L≤2.0%高温(500℃):DL/L≤4.4%