叶尖间隙是影响发动机性能的重要参数,旋转叶片叶尖间隙实时检测系统对航空发动机的高效、安全运行至关重要,也是近几年国内外研究的热点。基于对国内外研究现状的分析,本文针对电容调频式测量法进行了研究和论证,提出将通讯中的载波跟踪技术引入到叶尖间隙测量中,并进行了验证。本文的研究目标主要是解决电容式传感器在实际应用中的耐高温问题,以及电容传感器的抗杂散干扰问题,初步实现包括数据采集在内的整个系统的联调,为后续测量系统的改进和实际应用奠定硬件基础。本文的研究工作主要有以下几个方面:(1)根据涡轮机叶片叶尖间隙的实际测量环境,结合现有的生产工艺和条件,设计并制作了耐高温(800℃)的电容传感器及其配套组件。(2)设计并制作了基于载频跟踪原理的电容调频信号处理电路,通过试验验证了该电路对于抑制杂散电容变化引起的载频漂移误差有很好的效果。(3)设计并制作了基于PCI接口的叶尖间隙信号高速数据采集卡,实现了对叶尖间隙模拟信号的高速采集及显示。(4)实现了整个测量系统的联调,初步给出了测量系统的测量曲线,基本实现了整个测量系统的功能。本文表明,载波跟踪技术能够很好地解决电容调频式叶尖间隙测量中杂散电容变化引起的干扰问题,通过初步试验,该方法在叶尖间隙为1.8mm左右时灵敏度可达到30mV/0.025mm,重复性误差约0.05mm。结合耐高温传感器和数据采集系统,完全能够实现对发动机叶尖间隙的动态测量。