随着我国武器装备,精密设备和机械制造业的不断发展,精密机械内部结构越来越复杂,对微小位移测量技术手段提出了更高的要求。在精密设备和复杂结构内部检测设备运行状态,控制精密对接过程,都需要对部件的微小位移进行快速检测。微小位移量的检测在精密机械,自动控制,武器装备等领域有着十分重要的意义,许多物理量如加速度、压力、应变等都可以通过测量微小位移来间接测量。目前,许多的传感器可以实现高精度位移测量,但是存在体积大和稳定性差的缺点。容栅厚度薄,体积小,精度高,环境适应性强,因而本文针对测试空间非常狭窄(<1mm),测试环境复杂且存在电磁干扰的测试环境,提出了基于容栅传感的微小位移测试系统。测试系统可进行二维方向的位移测试,提高了传感器的集成度,降低了系统的复杂度;差分放大电路的设计不仅解决了容栅电容非线性变化导致测试量程小的问题,同时消除了系统中的共模干扰,提高了测试精度。测试系统完成了容栅微弱输出信号的检测、放大、采样和存储,上位机软件对测试数据处理、滤波、标定并显示测量结果。在设计测试系统的基础上,还进行了以下工作:(1)结合容栅传感器的特性和工作原理进行了结构设计,基于容栅的边缘效应和有限元仿真进行了参数优化设计,提出了边缘效应消除措施,并仿真验证了消除措施的可行性。(2)对容栅的工作环境进行Maxwell仿真,分析了容栅测量二维位移的可行性和系统输出特性,以及容栅在柱面和球面环境下的工作特性。(3)通过实测数据检验了测试系统,对测试系统进行了标定,针对调试过程中的问题提出了改进措施,对测试系统中的干扰因素提出了抗干扰措施。