磁致伸缩位移传感器作为超精密位移测量仪器之一,以其非接触式测量、抗扰、适应能力强、使用寿命长等优点,广泛用于水利水电、航空航天、核电站等领域。为研制大量程高精度的磁致伸缩位移传感器,针对当前研究中存在的传感器理论模型中波导丝的磁致伸缩与输出电压的关系不明确、未考虑应力波衰减特性与扭转应力对输出特性的影响规律等问题,开展了磁致伸缩位移传感器输出特性的研究工作。首先,对磁致伸缩位移传感器的工作原理和复杂的磁场分布进行了系统的分析,并采用有限元分析法对磁场分布进行了仿真计算,由此提出了传感器结构的优化方案,调整了传感器的激励电流位置和检测装置,提高了传感器的信噪比和测量精度。其次,通过分析应力波在波导丝中的传播衰减,从声压强度与声波峰值的关系出发建立起传感器输出电压随应力波传播距离的增大呈指数递减的函数关系,并基于魏德曼效应和磁致伸缩逆效应等电磁学理论推导出传感器的输出特性模型,定量分析了输出特性随传播距离、波导丝磁致伸缩应变、偏置磁场和激励磁场变化的规律。再次,制作位移传感器样机,搭建传感器输出电压测试平台,提出基于无阻尼应力波反射原理的传感器输出特性的测试方法。对线径为0.5mm,应力波衰减系数为0.1323Np·m^-1的Fe-Ga丝进行测试,测得10k A/m的偏置磁场和4.25k A/m的激励磁场下,传播距离从0.312m增大到4.266m时,传感器输出电压从172m V降低到99.5m V,从实验上验证了输出模型的准确性。研究表明,为提高传感器的输出电压和测试量程,应选取具有大的磁致伸缩应变的波导丝,偏置磁场在9～12k A/m范围内,在保证传感器能够正常稳定工作的前提下,激励磁场越接近偏置磁场越好。最后,从磁畴角度分析了扭转力对魏德曼效应的影响,结合材料力学、Fe-Ga合金的非线性本构模型和磁致伸缩逆效应等建立螺旋磁场和扭转应力共同作用下磁致伸缩位移传感器的输出特性模型并进行相应计算,搭建了预加扭转应力下输出电压的测试平台,从理论和实验上确定了输出电压随扭转应力的增大呈非线性减小的变化规律。研究表明:在同一磁场下,正向扭转应力导致的电压降小于反向扭转应力导致的电压降,提高偏置磁场或激励磁场可以从一定程度上抵消扭转应力对电压的影响。本文首次明确输出电压与传播距离的函数关系,建立螺旋磁场和扭转应力作用下磁致伸缩位移传感器的输出特性模型,该模型首次明确输出电压与磁致伸缩差值（λ_l-λ_t）的线性关系,研究可为设计大量程高精度的位移传感器提供理论依据与指导。