随着国民经济和科学技术的快速发展，对装备制造业的加工精度提出了更高的要求。目前实现精密加工的重要手段是在精密传动链的基础上，通过末端传动部件同轴安装角位移传感器进行位置反馈，实现机床全闭环数控加工。然而当末端传动部件具有大型、中空、强冲击振动等特点时，无法同轴安装传统的角位移传感器，只能在次末级或驱动部件安装角位移传感器实现半闭环控制，从而限制了大型装备的制造精度。基于此现状，本文开展应用于极端（大型、中空、强冲击振动等）条件下的寄生式时栅测量理论、方法和位移传感器。本文的主要研究内容和创新点如下：　　①研究时空坐标转换理论，将前期匀速运动坐标系的建立归纳为行波的主动构建。根据行波波动特点，提出行波的被动形成理论。在此基础上形成了寄生式测量需要的行波形成方法，并通过时间量测量行波的空间位移量。　　②对现有时栅位移传感器的传感单元进行提取和处理，异化为由“U”型磁芯和励磁、感应绕组组成的基本传感单元。产生的磁链沿回转工件齿的轴向分布，将磁场限制在齿槽有限范围内，以此抑制非整周闭合磁链情况下的磁场边缘效应。根据回转工件不同的材料特性和齿形结构，研究传感单元感应信号特征，建立寄生式时栅位移传感器基本结构。研究多个传感单元参数的协同传感方法，抑制感应信号中由非理想齿形带来的谐波成分，建立多种传感器结构。　　③分别开展对基本结构，多相励磁信号、励磁绕组匝数周期性变化、励磁信号振幅周期性变化条件下的传感器结构的建模与仿真工作。建立3D模型，采用有限元方法进行仿真计算，得到各传感器的输出信号与相对位移量的对应关系，验证被动式的行波形成方法和多参数协同传感方法的有效性。并对仿真结果的残留误差进行分析与溯源，优化传感器结构。　　④选择两种类型的传感器原理样机进行试制加工，设计传感器用电气系统（硬件电路系统和软件系统）。搭建实验平台，包含机械结构和控制系统，对传感器进行测试数据采集。根据结果进行误差分析和修正，开展精度实验。实验结果表明，两种类型传感器原理样机测量误差峰峰值在7?以内。　　⑤寄生式时栅位移传感器应用于两家企业，产生了一定的经济效益和社会效益。为宜昌致远新技术有限公司的某型号大型机床全闭环数控系统提供高精度位置检测。根据实际应用场合设计开发了传感器并进行安装、调试和现场精度标定。测试结果表明，测量误差峰峰值达到11?，满足用户要求。应用于烟台环球机床附件集团，利用分度转台驱动用蜗轮设计开发传感器，将四种型号机械刻线式手摇转台升级为高精度数显转台。根据实验结果，传感器测量误差峰峰值在7?以内，降低了成本，提高了精度。　　综上所述，本文在课题组前期研究的基础上，开展了极端和特殊条件下的寄生式时栅位移传感器研究。将前期匀速运动坐标系的产生归纳为行波的主动构建，提出应用于寄生式测量的行波被动形成方法。对前期的时栅位移传感器传感单元进行提取、处理和异化，研究不同材料和回转工件齿形条件下的信号传感机理，设计寄生式时栅位移传感器基本模型和多传感单元多参数协同配合下的传感器结构。在此基础上进行了传感器结构仿真和优化，并开展了实验研究。传感器应用于两家企业的产品中，产生一定的经济和社会效益，为后续寄生式时栅的进一步发展提供理论和实践基础。