随着激光切割技术的广泛应用,激光切割的质量和效率无疑是人们最为关注的两个因素。激光切割过程中,尤其是三维激光切割,切割头与工件的间距以及激光束光轴与被加工表面的垂直度是影响切割效率和质量的重要因素,能同时解决这两个问题的产品我国尚不能自主开发。因此,对于既能检测激光切割头与工件距离又能检测工件曲面法矢量的传感器进行研究具有重要的现实意义和实用价值。本文结合激光切割工艺和传感器自身的性能要求,提出了一种具有多点测量功能的激光切割头位移传感器,并对此进行了设计和试验。它是依据变间隙电容传感器的工作原理,多个电容传感器同时工作,用以检测切割头与工件的间距及工件的表面法矢量。针对激光切割对焦点位置的要求,建立了多点测量传感器检测原理的数学模型,从理论上分析了多点测量传感器检测工件表面法矢量的可行性;根据实际工况,分析了影响传感器工作性能的因素以及采取的措施,并对带有多点测量传感器的激光切割头进行了结构设计。根据本课题中传感器的性能指标的要求,研制了传感器的检测电路。传感器信号检测电路是传感器测量系统硬件部分的核心,本文详细的介绍了电路的设计过程。单电容传感器性能检测试验结果表明,自行设计的检测电路能够满足工作要求,单电容传感器的工作性能指标良好。利用自行设计的多点测量传感器检测电路,对多点测量传感器进行了试验,试验结果表明,传感器之间不存在互相干扰;对传感器的距离测量性能和不同工件表面的法矢量测量性能进行了试验,验证了多点测量传感器这种结构形式的可行性。