随着液压/气压系统在大型高精密设备上广泛的运用,大行程油缸/气缸输出轴位移的高精度检测变得越来越困难。在一些特殊场合,油缸/气缸行程要求越来越大,检测精度要求越来越高,运动状态越来越复杂,常规位移传感器由于主观、客观原因越来越难以满足检测要求。本文在分析国内外研究现状的基础上,对实现大行程位移传感器的高精度检测方法进行了研究,以超大三轴试验仪输出轴为对象,阐述采用常规位移传感器对其输出轴进行高精度位移检测所面临的难题,依据超大三轴试验的特点,设计出了能够对其输出轴进行高精度双向位移检测的装置,并从仿真、实验和误差补偿三个方面对该所设计的装置展开了研究,研究的主要内容有：分析与梳理近几年国内外位移传感器的研究现状,对常用的大行程位移传感器特点进行了归纳和总结,以超大三轴试验仪输出轴为对象,提出了可以对其进行高精度双向位移检测的方案,基于此方案完成了机械结构部分设计和电气测控部分设计(包括STM32微控处理器及外围检测电路等)。在检测装置硬件设计的基础上,提出了能够对双向输出轴高精度位移检测的控制方案,根据检测装置建立Simulink模型对控制方案进行了仿真研究,研究的内容主要包含同步控制性能和不同运动状况下的大行程位移检测性能。仿真结果表明所设计的控制方案能够完成双向输出轴的高精度位移检测。在上述仿真的基础上,本文对检测装置开展了实验研究,将检测装置应用在横梁的位移检测当中,通过控制横梁的运动状态,探究测量装置的检测精度。实验主要完成了静、动态同步跟踪检测实验、大量程单向位移检测实验、变向位移检测实验等。由实验数据分析可知,单向800mm量程最大测量误差达到0.075mm,静态同步测量、动态同步测量和变向位移测量中均表现出较高精度的检测性能。在检测装置实验研究中发现测试装置采用的圆柱直线导轨在整个大行程区间缺少辅助支撑,容易产生机械变形影响测量精度,对此,开展了机械结构变形与测量误差关系的实验探究,通过将实验数据高阶拟合构建出了不同测量值、不同测量位置和机械结构受力变形引起的测量误差三者之间的函数关系,在此基础上,绘制出了三维误差曲面,提出了机械结构变形补偿法,将该方法应用在实际的测量中,能够有效补偿不同检测位置、不同的检测量由机械结构变形引起的测量误差。