差动变压器式位移传感器(LVDT)具有众多优点,因此在小型低温制冷机系统活塞位移的测量中有较多的应用。随着对制冷机体积小型化的要求以及对控制系统要求的提高,针对不同的制冷机研制体积小、测量准确的LVDT越来越重要。计算机辅助设计技术已经十分成熟,有限元仿真软件现已用于各领域的研究设计阶段。本研究的主要目的是利用电磁有限元仿真软件对LVDT进行深入研究,研究影响LVDT的性能的因素,将仿真结果用于LVDT的优化和设计中去,针对不同需求,快速设计出合适的LVDT,最终实现LVDT的小型化。本文首先根据LVDT的等效电路分析了其工作原理,从线圈互感的角度给出了LVDT输出电压与激励参数之间的关系。基于电磁场相关知识,利用安培环路定理对LVDT的磁场分布和磁路进行分析,最终推导出二段式和三段式LVDT输出电压的数学表达式,给出了次级线圈感应电压与各部分尺寸之间的关系。简单讨论了LVDT的一般特性和设计方法。研究中利用电磁有限元仿真软件,结合LVDT的特点,介绍了LVDT的仿真建模的设置步骤,查看了磁力线的分布及次级线圈感应电压曲线,对理论分析进行了一定的验证。对现用三段式LVDT进行了静态特性实验以及对应的仿真分析。利用仿真模型分析了各参数对性能的影响,优化了二段式LVDT的初步设计参数,加工了二段式LVDT,对样品进行了实验,分析了实验结果与仿真结果偏差的原因。根据实验结果再次进行优化,并改进了骨架结构。样品的实验结果与仿真计算存在一定的偏差,偏差主要由加工工艺不足所产生。考虑到各种因素的影响,在一定程度上仿真结果可以反映实际产品性能,证明了利用仿真辅助设计的可行性,可将该仿真模型及方法用于差动变压的研究和设计当中。本文成果对LVDT的优化和设计有重要指导意义。