转静子轴向间隙是评估大型旋转机械运行效率、运行安全的关键参数,但轴向间隙作为结构内部参数,不仅要应对高温、高压、高速、强振、强噪的恶劣测量环境,还必须满足传感器小尺寸、高精度、大量程、在线测试等要求,更要解决静子上的测量探头安装与引线的难题,其测试难度极大,在我国依然是一片空白,是制约大型旋转机械设计研发的瓶颈之一。重庆大学光电工程学院结合旋转机械轴向间隙的变化特点,基于时域光纤低相干外差干涉轴向间隙测量技术,搭建了轴向间隙测量和高速数据采集系统,通过初步的离线数据处理,验证了轴向间隙测量技术和测量系统的可行性。但要将该系统应用于旋转机械轴向间隙的现场测试环境中,就必须开发出动态轴向间隙高速在线测量的实用化仪器,而高速高精度解调则是其关键技术。为此,本文围绕时域低相干外差干涉信号的高速高精度解调技术,开展了深入研究,具体完成了如下工作:（1）导出了旋转机械轴向间隙动态变化规律,导出了时域低相干外差干涉旋转机械动态轴向间隙测量信号的数学表达式,并分别对动态轴向间隙测量系统中的信号采样特性以及信号干扰特性展开了深入研究。（2）针对动态轴向间隙高精度解调问题,结合轴向间隙变化特点和测量原理,深入研究了动态轴向间隙的高精度解调方法,导出了动态轴向间隙的解调算法模型,并对解调算法中的关键参数进行了深入的建模分析与仿真,导出了关键参数的取值方法。（3）从轴向间隙高速在线高精度测量的测试需求出发,基于Lab VIEW 2018软件平台和C++编程语言,结合轴向间隙测量系统,完成了软件模块设计;结合动态轴向间隙解调算法模型和高速解调编程策略,完成了参数自动化配置的高速解调程序设计和底层开发,通过整合得到动态轴向间隙高速在线解调软件。（4）开展了动态轴向间隙在线测量实验,从振幅变化、转子转速变化、中心测距变化等多种情况评估了测量系统的性能,实验表明,测量系统在不同情况下均具备动态轴向间隙测量能力,其最大可测转子转速大于10000 rad/min,轴向间隙测量范围超过10 mm,动态测量精度优于16.3μm,满足大型旋转机械轴向间隙的测试要求;同时,开展了软件系统的在线性能测试实验,实验表明,在6.25 MHz高采样速率的前提下,软件系统具备动态轴向间隙高速在线测试能力。