光谱共焦位移传感器是一种非接触测量位移传感器,具有体积小、精度高、速度快等优点,在先进制造领域应用广泛。当前,市场上光谱共焦位移传感器几乎被外国公司所垄断,研究光谱共焦传感器关键技术,实现光谱共焦传感器的自主制造并进一步提升其性能水平,具有重要意义。本文围绕光谱共焦位移传感器信号处理与校准技术展开研究,主要内容如下:(1)在分析光源光谱光强分布不均、暗信号、噪声对光谱共焦位移传感器信号峰值波长提取影响的基础上,针对峰值提取算法在效率和精度上无法兼顾的问题,提出了一种基于mean-shift理论的峰值波长提取算法,实验结果表明,该方法与高斯拟合法精度相当,效率提升了73倍。(2)针对光谱共焦位移传感器信号峰值波长与位移之间的非线性关系,提出了一种特性曲线分段拟合的标定方法,有效提升了标定精度。(3)针对被测靶面倾斜会影响传感器精度特性的问题,提出了基于实验测试标定建模的补偿方法,降低了靶面倾斜对光谱共焦位移测量的影响,补偿前测量误差最大为8μm,补偿后测量误差减少到2μm,补偿效果明显。(4)搭建了光谱共焦位移传感器性能测试实验装置,开展了性能测试实验,验证了光谱共焦信号峰值提取以及波长-位移标定的有效性。