随着科学技术的快速发展与工业生产需求的不断提高，人们对精密测量提出了越来越高的要求。电容测微技术作为非接触式微位移测量的一种重要手段，由于测量仪器结构简单、分辨力高、动态特性好、抗干扰能力强等优点，在超精密加工、高精度定位、高精度测量等领域得到了越来越广泛的应用。

本文以变极距型电容位移传感器的测距原理为理论基础，结合数字化的测量电路与相关数据处理方法，完成了电容式微位移测量系统的研制工作。首先，通过具体分析，设计并制作出能满足本文实际测量需求的传感器探头，对比当前几种常用电容检测与转换电路的优缺点，结合本文设计的传感器在测量场合上有一定限制，测量电路需尽量简化的实际需求，提出了以AD7747芯片为核心的数字化测量电路，并将其内置于传感器探头，减小了传感器整体尺寸。其次，将位移测量系统划分为主控模块、信号隔离模块、数显模块与数据通信模块，并进行了相应的软、硬件设计。此外，将上位机测量软件分为两种模式：系统调试模式与系统测量模式，并分别对其进行了软件设计。之后，设计并搭建了位移测量系统的标定平台，通过间接标定的方法完成了位移测量系统的标定工作，获取了一组对应的电容—位移数据，并对该组数据进行了三次样条插值处理，得到了本文位移测量系统的电容—位移测量曲线。最后，为提高测量系统精度，减小位移测量系统在特定测量环境下的测量误差，获取能真正适用于当前测量环境的电容—位移测量曲线，本文分别提出了位移测量系统在调试模式与测量模式下的数据补偿措施，并给出了具体的位移求取方法。

最终，利用得到的电容—位移测量曲线，将位移测量系统在实验室环境下分别进行了线性度实验、分辨力实验与重复性实验，通过实验得出了测量系统的相关静态性能指标：本文研制的电容式微位移测量系统的线性度优于0.39%，分辨力达到0.68µm，重复性为0.63µm。

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