微位移测距广泛应用于多个领域,如精密测量,精密定位,微细加工,微电子制造等。用于微位移测量的传感器包括电感式,光学式,电容式等,均有各自的优缺点。其中,电容微位移传感器因其低成本,高分辨率,结构简单等特点被广泛应用。本文提出一种用于微位移测量的新型石英晶体电容传感器,围绕这种新型传感器,开展了一系列理论研究和实验分析,其主要内容包括：(1)在分析讨论石英晶体谐振器和平面电容的工作原理和特点的基础上,设计了一种采用石英晶体电容传感器测量微位移的检测方案。这种传感器是由平面电容与石英晶体谐振器串联构成,平面电容因被测物的位移改变而产生电容值变化,从而影响石英晶体谐振器的谐振频率。该传感器具有灵敏度高、稳定性好、体积小,测试方便、成本低、且容易实现数字化信号输出的优点。(2)采用有限元分析法构建石英晶体谐振器模型,通过仿真分析石英晶体谐振器的谐振响应,初步分析了电极厚度对石英晶体谐振器谐振频率的影响。(3)分析了石英晶体电容传感器的等效电路,导出了该传感器的串联谐振频率与并联谐振频率,并通过分析讨论得到被测物的微位移与外部串联电容以及石英晶体电容传感器的串联谐振频率的关系。(4)通过石英晶体电容传感器测量微位移的一系列实验,验证了这种新型石英晶体电容传感器测量微位移的可行性。被测物为铜、铝等金属时,传感器的串联谐振频率对微位移的响应曲线呈现分段线性,在区间20μm-1000μm内,传感器的串联谐振频率随位移的减小而变小,超过1000μm之后,串联谐振频率变化趋向稳定,并且传感器的灵敏度随位移的减小而增大。被测物为介质材料时,传感器的灵敏度较金属偏低,而且与材料的介电常数关系较大。传感器的品质因数随着位移的减小而增加,这表明传感器在小量程测量时更可靠、更稳定。