位移（角位移和直线位移）的测量在机械加工以及军事等诸多领域得到广泛的应用，并且对测量精度要求越来越高。目前用于位移测量的传感器主要有光栅、感应同步器、磁栅、时栅等。但是目前这些传感器都无法最大限度的增加极对数（栅线数）来提高精度。本课题针对上面的问题提出了新的结构，其原理与时栅等电磁感应传感器相似，都是采用电机型绕组结构，并利用转子和定子绕组线圈间的互感随位置的改变而变化的电磁感应原理实现机械量向电信号转换的。但也存在不同：（1）采用转子绕组激励，定子绕组槽间距电气角3000的三相感应输出结构。其极对数、测头数都要比时栅、感应同步器多（最大开槽数相同）；（2）改进三相感应信号空间、时间的解调原理，实现机械量向电信号的转换，得到强度高的感应信号；（3）消除了更多的谐波成分。针对以上问题，本文主要做了一下的内容：（1）首先分析了光栅、感应同步器、磁栅、时栅等几种位移传感器的测量原理，为该传感器的分析设计奠定基础。（2）对两相、三相时栅传感器的信号模型进行了分析，同时分析了非等齿耦合位移传感器的信号模型及信号调理过程。分析了传感器的工作原理及其谐波特性，该传感器能够消除部分谐波成分。（3）根据传感器的工作原理，利用仿真软件对传感器的定转子结构进行了设计分析，优化传感器的结构参数获得较好结果。（4）根据传感器工作原理，结合时栅传感器的信号处理过程，设计分析了非等齿耦合位移传感器的信号处理电路。（5）进行了传感器的稳定性测试实验和精度实验，并对其误差进行了分析。综上所述，本文在分析研究时栅等位移传感器的基础上，对其进行改进得出一种新的传感器结构。从传感器的工作原理及结构设计进行研究分析，并对信号处理及相关的误差做了分析。本文主要对传感器的信号获取端进行了分析研究，以得到高幅值，高质量的感应信号。