随着社会步入微纳米时代对测量技术的精度要求越来越高。微小变形是当今世界关注的一大焦点。准确获取零部件在外部环境因素条件下产生的微变形量，在基础科学研究，实际应用，技术创新等方面有十分显著的重要意义。本科题来源于北京卫星制造厂项目《精密基准次结构微变形测量》。被测对象是某航天器平台的结构管件，重点关注管件在外部环境因素——交变温度载荷的影响下产生的微小变形量。本文主要利用光纤位移传感器和PID控温等元器件搭建成测量装置对被测件进行微变形测量。在常温至50℃温度条件下，对管件进行温差梯度为5℃的升温或降温，并利用热电偶对管件进行精确测温。在实验设计上，对影像测量结果的误差源如测量工装、温度梯度、升降温步长、测量传感器等进行不确定度分析和评定，以保证测量结果的精确性和可信度。通过在不同温度条件下对管件进行多次重复性测量，确保测量结果的重复度和复现性，验证测量系统的可靠性。通过本文的研究，组建了一套基于光纤位移传感器的在温度交变载荷条件下的管件微小变形量，即热膨胀系数的测量系统。对管件实施正交试验，攻克模拟加载温度交变载荷后管件的宽温域高精度微小变形测量技术，解决高精度微小变形测量问题。