磁致伸缩材料在磁场作用时会发生变形，产生磁致伸缩现象，并在材料中形成扭转导波。磁弹耦合扭转波位移传感器是利用纵向扭转导波的传播延时实现位移/液位测量，其精度高、抗干扰性强、环境适应性强、应用范围广泛、具有重要的研究价值，已成为当今传感器领域的重要分支。

首先，对传感器的相关研究和应用背景进行了简要说明，并简单介绍了磁致伸缩位移传感器的优势及其发展现状。详细阐述了磁弹耦合扭转波位移传感器基本原理，并深入研究分析了磁弹耦合理论、磁弹耦合扭转波产生机理以及磁弹耦合扭转波检测原理。

其次，根据铁磁材料的压磁方程，将波导丝中产生的电磁力引入弹性力学方程来确定材料的形变，以此构建出扭转波在波导丝中的波动方程；利用波动方程并对边界条件求特解，得出了扭转波传播中波导丝的应变量；对波导丝中存在的各种磁场能进行分析，并结合麦克斯韦方程组和带阻尼项的吉尔伯特磁化强度进动方程得出了耦合磁场位置波导丝的相对磁导率；再利用电磁感应定理构建了感应线圈输出电压表达式。

再次，根据测量方案的设计需求，给出了磁弹耦合扭转波位移传感器系统信号调理电路，实现了对激励信号的功率放大以及对输出感应信号的放大、电压比较以及整形等功能；为了减小环境温度影响扭转波传播速度而造成的测量误差，提出了一种利用相对位置固定的双磁铁时间差之比的温度补偿测量方案，并对所提方案的原理以及优点进行了详细的阐述。

最后，根据传感器系统方案设计搭建了硬件测试平台。利用实验平台对系统的测量电路进行了验证，实验波形表明电路设计方案满足实际需要。分别对模拟式和数字式两种测量方案进行了测量验证，给出了相关测量的静态特性：线性度分别为±0.555%，±0.836%；灵敏度分别为 823.83mV/m，0.352ms/m；迟滞分别为 0.585%，1.071%；重复性分别为±1.0462%，±0.1942%；系统总精度分别为1.312%，1.372%。利用实验平台对温度补偿方案进行了验证，实验数据表明不采用温度补偿方案测量的相对误差最大值2.27%，采用温度补偿方案后传感器的测量相对误差最大值0.366%，可见该方案降低了测量相对误差；同时对影响输出电压的激励源脉宽和频率和以及感应线圈匝数进行了验证，实验结果符合输出电压模型，表明该模型具有一定的合理性以及实用性。

建立的输出电压理论计算模型，对铁镍合金磁致伸缩位移传感器理论研究具有一定的工程应用价值，提出的双磁铁时间差之比的温度补偿策略，具有一定创新性。