许多的焊接结构，由于其制造、加工、焊接、及后处理等过程中，常常留有残余应力，如球罐、压力容器和运输管道等。残余应力严重影响材料的结构强度、断裂韧性和疲劳寿命。由残余应力的作用而引起的破坏性事故所占的比重较大。因此对残余应力准确、快速测量，具有巨大的现实意义。磁测法中的磁致伸缩法经实践证明测量方便，工件表面无需特殊处理等诸多优点，成为我国目前压力容器测量中应用较多的方法之一。本文论述了磁致伸缩法的相关测试机理，比较各种测量探头的性能，进而说明测试采用九极探头最大的优点在于测量时，不需要旋转，减少测量误差，提高测量的准确度。通过磁性材料的性能比较，采用纯铁作为探头材料，并通过电磁仿真，进行探头参数的优化设计，如激励匝数、饱和性能、提离等。设计了外围电路，包括激励电路，差分电路和移相电路，实现对采集的电压信号的处理。探头测量出主应力差和主应力方向角，借助实验方法，进行应力灵敏度系数进行标定，然后借助切应力差法来间接获得测量点的平均应力。编写了软件计算界面，将测量得到的电压大小输入处理软件，经软件处理直接得出一点及其周边的应力分布，实现显示的直观化。最后，进行了带焊缝试件的加工制作，将二极探头与九极探头的测量结果进行对比，说明九极测量的可行性。调节频率，测得了平面板材应力沿层深分布的曲线。进行了带有曲率的试件测量，将实验结果与X射线结果比较，通过试件的检测以及对比试验，证明九极磁测残余应力的方法是现实可行的，并验证了仿真结果，对论文的进一步研究工作提出了一些建议。