随着煤矿开采深度的增加，突水、矿震、冲击矿压、顶板大面积垮落等地质动力灾害发生的概率也在逐渐增大，这些动力灾害的发生与灾害源附近围岩应力失衡有着密切的关系。地应力数据可通过理论计算、回归反演、实地测量三种方式获得，实践证明单纯地通过理论计算或回归反演获取的深度围岩应力信息与实际情况相差较大，使用高精度应力传感器实地测量围岩应力对煤炭的深部开采有着至关重要的作用。　　现有的围岩应力检测方法尚存在如下两个问题：1）只能测量单一方向的围岩应力；2）应力检测精度不高。本文从应力传感器的结构设计、测量方法、测量结果准确度三个方面出发，研究并设计了一款基于电容结构的围岩应力传感器，能够很好地弥补常见应力测量方法存在的上述两项缺陷。　　在传感器结构设计方面，分别设计了用于测量正应力的平行板电容器以及用于测量剪应力的同轴圆筒电容器，并从结构设计、容值计算、应变关系、检测模型构建四方面对平行板电容器、同轴圆筒电容器进行了详细地描述。　　本文采用数字电容转换(CDC)技术构建微电容检测系统，实现了皮法级电容的检测。通过分析测量要求，选择 FDC1004 芯片作为双电容测量电路的电容采集芯片。微电容检测系统的硬件电路由微电容检测电路、单片机控制电路、串口通信电路三部分组成；软件部分由电容测量与转化、数据处理与显示两大模块构成。通过实物实验探究应力——电容关系，使用MySQL数据库和WPF技术进行数据的存储、计算与显示，应力检测精度为小数点后两位。　　使用Comsol Multiphysics多物理场仿真软件对平行板电容器受正应力、同轴圆筒电容器受剪应力的情景进行模拟仿真。首先从应力——电容变化趋势的角度，验证基于微电容检测的围岩应力传感器的可信度；接着从应变——电容数值关系的角度，对传感器的测量误差进行了精确分析。当平行板电容器极距应变相同时，电容仿真值与实验值的最大差异为0.22pF；当同轴圆筒电容器外半径应变相同时，电容仿真值与实验值的最大差异为0.09pF。电容仿真值与实验测量值差异较小，从而验证了微电容检测系统在围岩应力测量方面的准确性与可靠性。