光纤布拉格光栅（FBG）传感器已经在各行各业被广泛地应用,特别是在应变检测和健康监测方面更是被大力推广;近些年,随着FBG传感器的应用逐渐进入到高精尖领域,也对FBG传感器的应变测量提出了高精度的需求。本文结合高精度应变计量的要求,对影响FBG应变传感器校准精度的各种因素进行了深入分析,研究了FBG传感器应变测量的高精度校准技术方法。主要研究内容如下:首先,介绍了FBG应变传感器的计量需求现状和FBG应变测量发展历程以及标定方法的现状。同时,阐述了研究FBG的理论工具耦合模理论,推导了FBG的反射率和中心波长表达式;对FBG的传感原理进行了理论分析,推导了其应变和温度灵敏度表达式;分析了FBG的在温度和应变同时作用时的二阶灵敏度问题,并着重分析了温度和应变交叉敏感问题,介绍了交叉敏感问题常用的几种解决方法。其次,研究建立了蝶形基片非栅区封装FBG传感器应变测量的物理模型,并使用剪滞理论推导出了相应的应变传递率理论公式;同时,设计了有限元仿真分析模型,对提出的理论公式正确性进行验证;又利用理论公式对影响FBG应变传递率的两个主要因素:胶体弹性模量和胶体厚度参数进行了数值模拟。然后,提出了一种基于纳米拉伸法的应变校准方法,研制了相应的校准系统,设计了纳米精度的应变加载系统,开发了可实现自动化FBG传感器应变校准的测控软件,对FBG应变传感器进行了标定实验,得出FBG应变传感器的灵敏度为1.287pm/με、线性度为0.12%、回程误差为0.21%和重复性为0.18%,对测量结果进行了不确定度评定,扩展相对标准不确定度为0.29%。最后,设计了FBG传感器二阶灵敏度测量方法,进行了测量实验,基于最小二乘的原理求解超定方程,计算得到了二阶灵敏度以及交叉灵敏度,并进行了反演。