针对岩土变形监测问题,课题组研制了地下位移测量传感器。该传感器由若干个测量单元通过金属导线串接组成,其中导线起到供电和通信的作用。但这样的供电方式存在一些局限:传感器有若干个测量单元串接构成,这样造成运输、安装不方便;金属导线和灌封胶之间存在缝隙,造成测量单元的密封性变差;土壤中的水通过缝隙进入测量单元,影响电路板的稳定性;一旦有金属导线由于磨损断裂,后续的测量单元就无法继续正常工作。基于以上分析,本文意在研制一种可用于地下位移测量传感器的无线电能传输装置,为每个测量单元提供电能,使得摆脱有线供电的束缚。首先介绍了无线电能传输的发展历史以及目前三种主流的实现方式。由于地下位移测量传感器在地表以下工作,随着土体的运动,测量单元会发生相对位移。而磁耦合谐振式无线电能传输技术具有传输效率高、对位置的敏感度低而且不受非金属物体影响的优点。所以,本文选择了该技术作为实现地下无线电能传输的方案。接着利用互感模型理论分析两线圈SS型补偿结构的系统特性,数学推导得到输出负载上的功率和线圈间的电能传输效率表达式。并得出两个表达式在电路参数确定的情况下和线圈间的互感系数相关的结论。由此,在现有线圈骨架上设计了单层密绕线圈和工字型线圈。并利用Maxwell仿真软件计算了这两种线圈的电感和分析了周围的磁场分布。根据地下位移测量传感器的特点,提出了无线电能传输装置的硬件方案,并详细分析和说明各电路的设计原理和重要元器件的选型,主要包括单片机电路、无线通信电路、工作状态切换电路、发射端电路、储能电路、接收端电路。最后制作了实物并且通过三节点电能传输实验验证了装置的可行性。另外还讨论了控制信号的占空比、电路频率、接收端负载、线圈轴向位移对电能传输的影响。