位移传感器是诸多高端装备中的重要组成部件,在科学研究和工业生产中具有重要的应用价值。磁场式时栅位移传感器的信号主要采用一种“鉴相"的信息解调方式,其对行波信号的质量要求较高。目前该类型传感器存在以下问题:其一,感应线圈和激励信号线圈间存在寄生电容,信号容易窜扰;其二,极对内误差通常含有4次谐波成分;其三,绝对式磁感应时栅传感器结构复杂,体积较大。基于以上原因,本文提出了一种基于磁阻复合调制的绝对式时栅角位移传感器,并围绕其开展了以下研究工作。第一,本课题以时栅传感器基本测量原理为基础,开展了磁场式位移传感器的磁阻调制原理和电桥差分电路在传感器自感放大中的工作机理的相关研究;第二,提出并设计了一种正弦齿面的多极转子方案用于传感器精机结构,提升了传感器的精度,利用变气隙的单极方案实现传感器粗机结构;第三,提出并设计了基于电桥差分放大电路的绝对式测量方案。该绝对式方案采用粗精结合的形式,将粗机和精机设计到同一传感单元内,实现磁阻的复合调制。通过改变绕组串联状态实现精机和粗机切换,实现传感器的绝对式测量。第四,通过电磁场仿真软件对提出的传感器模型进行了仿真验证和误差分析,验证了方案的可行性,在设计的模型上进一步优化,提高传感器精度。第五,设计并试制了传感器样机,围绕其开展了原理验证实验、分辨力实验以及精度实验,实验结果表明:本课题提出的基于磁阻复合调制的绝对式时栅角位移传感器,分辨力为2.5″,在整周0°～360°采样范围内误差为±0.01°,并且通过误差分析可知,其有效消除了4次谐波成分,实验结果与仿真结果、理论模型相符。综上所述,本课题以磁场式时栅传感机理为基础,开展了磁阻调制原理和时栅传感理论的研究,设计了一款基于磁阻复合调制的时栅角位移传感器。相较于传统的绝对式时栅设计需要两套传感器单元,本设计只需一套传感器单元即实现了绝对式测量。结合电桥测量、线圈自感原理,采用单相激励避免了寄生电容问题。且精机转子采用正弦齿面设计有效提高了测量精度。