电感传感器是一种建立在电磁感应基础上,利用线圈的自感或互感系数的改变来实现位移量测量的传感器。整个电感传感器系统由数据采集电路和电感测头两部分组成。电感测头感知微小位移量,并输出与位移量成一定关系的电压量;数据采集电路板则担负着连接传感器测头和上位机的重任,一方面要为传感器测头提供激励信号,并对传感器测头输出信号进行解调和数据采集,另一方面要实现与上位机的通信。本文要求研制一套高精度的电感传感器系统,一方面对数据采集电路板进行设计和改进,改善温漂、稳定性等;另一方面对电感传感器测头内部线圈的电磁场进行计算与分析,为电感线圈的设计提供理论指导,在此基础上设计出性能优良的电感测头。首先,本文对电感传感器的工作原理做了简单介绍,并根据电感传感器的特点从总体上设计了电感传感器的数据采集电路和机械测头。其次,本文重点讨论了电感测头内线圈的电磁场分布,对螺线管线圈的磁场分布、电感量、灵敏度等作了分析;详细计算了线圈结构参数变化对电磁场的影响,为电感测头线圈的设计提供了理论指导;并对本课题实际设计的差动螺管式线圈的电磁场进行了计算。再次,为了研制高精度的电感传感器系统,本课题设计了配套的电感测头,对其机械结构进行了分析,并对机械运动误差做了计算;并运用机械仿真软件对本振频率进行了模态分析。最后,本文分别对线圈结构参数不同的两个电感测头做了实验分析,对非线性度、电压灵敏度以及分辨力进行了对比。实验结果表明,线圈半径减小后,传感器非线性度由5.4%提高到了1.1%;铁芯长度缩短后,电压灵敏度由16mV/μm提高到了22mV/μm,分辨力由0.08μm提高到了0.035μm,验证了本文提出的理论的正确性。