时栅位移传感器具有抗干扰能力强、稳定性好、可靠性高、工程易实现等优点,它基于时空转换重要思想,通过感应电磁场的变化将空间位移量转换为电信号,再利用高频时钟脉冲插补相位差来实现高精度高分辨力的位移测量。随着时栅位移传感器朝着高分辨力测量方向的发展,传统时栅位移传感器还需采用超精密刻画技术减小空间栅距来提高分辨力。为了解决过度依赖空间超精密刻线问题,本文提出采用多参数协同调制的位移测量方法来提高传感器的分辨力,继续延续时栅这种技术的创新思想,将PCB工艺技术与时栅测量技术相结合,开展多参数协同调制的高分辨力直线时栅位移传感器研究,具体内容如下:(1)分析时变磁场的产生原理,研究时变磁场的精确约束方法,结合时栅测量原理,提出多参数协同调制的理论来实现高分辨力的测量。(2)研究传感器测量原理,基于电磁感应原理,分析推导出高分辨力直线位移传感器的测量理论,剖析传感器感应电动势解耦为位移信息的过程,从理论上提出不同参数协同调制的高分辨力位移传感器模型。(3)根据传感器结构进行3D建模,建立多参数协同调制的直线时栅位移传感器模型并利用ANSOFT MAXWELL电磁场进行有限元仿真,运用MATLAB软件对平面线圈的结构进行仿真分析,对相关的基本参数进行定量;通过电磁场有限元仿真验证不同结构多参数协同调制的传感器结构可行性。(4)制作传感器实物,对硬件系统进行设计,搭建实验平台,对输入信号和传感器的稳定性进行了实验测试,确保传感器信号在源头的准确性;对传感器进行分辨力实验,根据测量结果对实验数据进行分析与处理。通过实验验证了传感器的可行性。能够实现在不改变激励线圈和感应线圈空间极距的情况下,分辨力在信号源头上提高1倍,且传感器在0-50mm范围内其测量精度为±70μm,不依赖于超精密刻线技术,结构简单且适用于恶劣的环境。