时栅位移传感器是一种拥有自主知识产权的全新位移传感器。目前，时栅在静态和低速条件下测量的应用中，已经实现了较好的精度和分辨率。但在高速动态测量中，对时栅传感器的时间响应特性提出了新的要求，存在例如采样波形规律不明显、波形出现尖端脉冲等现象，导致动态误差的产生和精度的下降。研究时栅高速动态测量中存在的问题，对进一步提高时栅的测量精度，推动其产业化发展具有重要的理论意义和现实意义。本论文在国家自然科学基金项目“基于误差转换的时栅角位移传感器自标定和自校准方法研究”的资助下，针对上述问题，开展了时栅位移传感器在动态测量条件下实现高精度高分辨率测量的研究。首先，对提高传感器动态性能的三种方法进行深入分析，结合时栅传感器的工作原理，在测量机理方面增加动测头的数量，硬件方面利用时钟倍频和时钟分相技术提高时间测量分辨率，软件方面将细分插补算法应用于数据处理，以提高时栅传感器的动态测量性能。重点研究采用软件方法来提高传感器的动态性能。构建了细分插补算法模型。其次，设计了实现该模型的硬件电路，该电路以FPGA为核心，主要包括A/D采样模块、D/A转换模块、放大滤波、显示和USB通讯模块等。构建了高分辨率A/D和高速运算系统。然后，设计了实现该模型的软件，对采集到的时栅感应信号数据进行分析和处理，准确快速地实现了时间差的测量，进而实现位移的动态精确测量。最后，建立了实验系统，对硬件和软件进行了实验调试，实验表明硬件和软件达到了设计要求，与时栅传感器传统的数据处理方法相比，简化了数据处理的硬件电路和软件。目前时栅传感器将激励信号频率从400Hz提高到20KHz，实现了测量分辨率可以达到0.09″。