随着航空航天技术、精密仪器制造技术、医疗技术及半导体工业等众多领域的发展,对位移传感器灵敏度和稳定性的要求越来越高。电涡流位移传感器以其非接触、便携性、易操作、频响宽、精度高等优点,广泛应用在恶劣多变的环境和特定的应用场合。探头线圈作为核心部件,它的大小、匝数、厚度和激励频率都会直接影响传感器的灵敏度和检测范围。因此,综合考虑线圈各项参数对获得检测范围大、灵敏度高的电涡流位移传感器十分重要。本文通过系统的分析电涡流位移传感器各个参数对其性能的影响,建立了两个等效模型并进行对比分析,通过有限元仿真技术完整的得到电涡流位移传感器各项性能参数。提出了通过计算位移在0.1～0.2mm之间的电感变化率确定最优参数的新方法,并在仿真软件中模拟温度变化,在变温仿真条件下对激励频率和阻抗进行仿真研究,得到抑制温漂的最优激励频率。简化后端测量电路的设计,增加了电感变化率和测量分辨率,减小了线性度和拟合误差。本文的主要工作如下:(1)结合变压器模型和等效环路模型分析得到了传感器的电感位移特性,推导出探头线圈的电感、品质因子和一系列电涡流位移传感器响应的理论公式,得到目标材料电导率、探头线圈尺寸大小、工作频率和温度对传感器性能的影响,并对探头线圈的参数设计进行了分析和优化,总结了探测线圈优化设计的基本原则和和理想范围。(2)基于仿真软件COMSOL Multiphysics对电涡流位移传感器进行建模,通过模型的电磁场仿真,对模型进行全面的分析和合理的优化。在电感值较大的范围内,得到位移在0.1～0.2mm时的电感变化率最大,位移-电感变化曲线幅度最大,能更精确地进行拟合,实现参数优化。使用仿真软件模拟温度,得到电感变化率随温度变化最小时的激励频率为最佳频率。(3)按照仿真最优参数制造传感器线圈,选择LDC1000EVM谐振测频式的测量电路,实现了完整的电涡流位移传感器系统的设计,得到传感器分辨率在微米级时最佳量程高达800μm,分辨率在亚微米级时最佳量程为100μm,线性度为0.67%,拟合误差为0.05%。