电容位移传感器属于非接触方式的测量装置,比普通位移测量仪器具备更简单的结构,更高的分辨率和灵敏度。现有的微位移电容传感器,由于其电容值较小,不易被准确检测,且传统有线测量方式也限制了其使用范围。为了解决上述问题并进一步提高微位移电容传感器的实用性,研制了一款无线单片式微位移电容传感器。本文介绍了常见的位移传感器种类、特点和适用范围,分析电容式位移传感器探头的基本原理,选取性能较高的单片式双叉指电极作为微位移电容传感器的探头。为了能够准确测量微位移电容传感器探头的电容值,比较现有的电容检测方法,确定了以AD7745电容检测芯片为核心的电容测量电路。利用ZIGBEE芯片内嵌8051核,同时含有一个IEEE802.15.4兼容无线收发器,且可靠性高、价格便宜等特点,开发无线数据传输系统,完成电容位移传感器探头电容采集、发送和接收。使用VC++的MFC工具开发上位机软件。该上位机软件通过串口接收电容数据,完成数据处理,绘制一维坐标系统,指示金属被测物的当前位移。搭建实验平台,采集了金属板与传感器探头25mm距离范围内传感器的电容值。分析了传感器在这25mm范围内的灵敏度分布。为了标定位移测量系统,对其中灵敏度较高的6mm位移-电容数据段进行线性化处理。当采用不分段的方式处理数据时,数据线性度(R平方值)为0.8989。采用分段的方式处理数据时,三段数据的线性度分别为0.9951、0.9900、0.9895。通过位移测量实验结果表明,本文开发的无线微位移电容传感器具备6mm的测量范围,0.1mm的分辨率,测量相对误差小于1.2%,通信距离大于50m。