随着现代科学技术的迅速发展,精密测量技术越来越成为各国高技术发展水平的重要标志,所有的发达国家都将精密测量技术作为机械行业首要发展的关键技术。特别是微位移测量技术,正逐渐朝着实时、高精度、大量程和多维位移直接测量的方向发展。目前开发的一维微位移测量系统已经能够达到毫米级量程、纳米级分辨率,但是还存在量程小、测量多维位移时需要多套系统、系统成本高等诸多缺点。随着多维微位移直接测量的需求不断加大,研究低成本、性能良好的高精度、大量程多维微位移直接解耦测量系统就具有十分重要的意义。针对以上问题,本课题开展了基于自行研制的激光角度传感器和平面光栅的二维微位移直接解耦测量系统的相关研究。课题提出了基于激光角度传感器和平面光栅的二维微位移直接解耦测量系统的原理和测量方案,研制了二维微位移直接解耦测量系统原型。论文的主要研究内容如下：第一章回顾了微位移测量技术的国内外研究现状及其发展趋势,介绍了现代科学技术发展对微位移测量技术提出的新要求,分析了存在的问题,在此基础上提出了课题的研究目的、意义和论文的主要研究内容。第二章阐述了二维微位移解耦测量系统的基本原理,分别介绍了激光角度传感器和平面光栅的原理,并提出了基于角度传感器和平面光栅实现大量程、高精度二维微位移直接解耦测量的方法。第三章介绍了二维微位移直接解耦测量系统的构建。主要分析了激光角度传感器系统的设计,平面光栅的运动控制。重点介绍了二维微位移测量系统的硬件调理电路和系统的信号处理与软件测试方案。第四章通过实验测试了系统硬件电路输出信号的稳定性；验证了自行研制的微角度传感器的性能；并对二维微位移直接解耦测量系统进行了性能测定。第五章对全文的研究内容进行了总结,并对进一步的研究工作进行了展望。