超精密加工技术在精密机械、汽车、航空、航天、IC制造和微电子等诸多高新科技领域都有着非常重要而又广泛的应用,其中高精度主轴又是实现超精密加工技术的核心部件。近年来,随着超精密加工技术的不断发展,对高精度主轴回转误差提出了更严格的要求。开展高精度主轴回转误差监测的相关研究,对促进我国先进制造、超精密加工与测量、国防军工等高新技术行业的发展有着重大而深远的意义。论文在综述国内外关于高精度主轴回转误差测量方法与器件的研究现状基础上,以电容式位移测量原理为基础设计主轴回转误差监测的多自由度柱状电容传感器,重点分析电容传感器的边缘效应,深入研究柱状电容传感器的多自由度位移测量原理,对柱状电容传感器用于高精度主轴回转误差测量进行仿真分析,最后通过研制的柱状电容传感器测量实验平台进行实验验证。各章的具体内容包括：第一章首先介绍精密加工技术在工业领域中的广泛应用,阐述高精度主轴部件在运转过程中的回转误差问题,然后综述高精度主轴回转误差监测的国内外研究现状,最后提出论文研究的目的、意义以及主要研究内容。第二章介绍电容传感器边缘效应产生的原理,以及几种消减边缘效应的方法,并用Ansoft Maxwell软件对几种边缘效应消减方法的消减效果进行仿真。第三章对柱状电容传感器类型、结构和特点进行介绍,而后对将其用于测量主轴回转误差进行理论分析,最后用Maxwell软件对主轴回转误差测量进行仿真,以验证柱状电容传感器用于主轴回转误差监测的可行性。第四章介绍基于柱状电容传感器的主轴回转误差测量模拟实验平台设计,主要包括柱状电容传感器电极设计以及辅助装置的设计,然后对传感器的检测电路设计作详细说明,最后结合电路干扰因素的分析,给出相应的抗干扰设计。第五章介绍柱状电容传感器实验平台的构建,然后对传感器检测电路输入输出信号的稳定性进行测试分析,最后利用该平台进行主轴回转误差模拟监测实验,并将实验结果与仿真结果进行对比分析。第六章对论文的研究工作进行总结,并对后续的研究工作提出了建议。