直线导轨是精密数控机床、电子机械、工业机器人、测量仪器等行业中的一个关键功能部件。直线导轨在机械结构中起导向、定位的作用,其运动轨迹一旦产生误差,将对整个机械机构的稳定性与准确性产生影响。目前,采用伺服电机与滚珠丝杆将旋转运动转换为直线运动,并用检测电机转角测直线导轨位移的半闭环控制方法会引入大量误差;采用直线电机精准控制位移量的方法又有耗电量高,振动大,发热量大等缺点;采用外置直线位移传感器测量精度易受环境干扰,无法应用于大多数测量环境。因此,为了实现导轨的全闭环精准控制,就必须实现导轨位移量的实时检测。通过直线导轨与位置检测系统的一体化设计,可以实现检测技术与被测系统的集成化、智能化与微型化。本课题在国家重大科研仪器研制项目（51827805）基金的支持下,综合分析了直线导轨与直线位移传感器的研究现状,提出了一种基于时栅原理的,能实现位置检测功能的直线导轨副,使直线导轨系统具备位置检测功能。利用时栅传感原理,PCB（印刷电路板）技术,实现了传感器与直线导轨的一体化设计,在不影响导轨的导向与承载功能的同时,实现滑块运动过程中的实时位置检测。由于其内置传感器体积小,不需要改变导轨结构,也不会占用导轨的运动空间,为直线导轨的传感器研制提供了一种新的借鉴方法,同时其制备工艺简单,成本低,体积小,具有一定的工程实用价值。本论文的主要研究内容与创新点包括:（1）通过研究直线时栅测量原理,提出了一种基于电磁感应原理的直线时栅位移传感器的测量模型,并阐述了其工作原理、位置信息解算方法等;（2）结合时栅原理与导轨的结构特点,设计了一种将带激励线圈的PCB板布置在导轨,信号拾取模块固定在滑块的时栅直线导轨结构,使直线导轨在起承载、导向作用的同时,兼具位置检测功能;（3）开展了仿真实验,通过建立传感器模型与三维瞬态磁场仿真验证了传感器原理的正确性,并通过分析仿真误差,优化了信号拾取模块的结构与激励绕组的布置方法;（4）组建了时栅直线导轨样机,设计了电路系统,对时栅直线导轨进行了波形实验,验证了实验方案的可行性。综上所述,本文主要从理论研究、模型构建、仿真实验、误差分析、模型优化等几个方面开展对时栅直线导轨的理论与实验研究。通过波形实验验证了直线导轨与传感器一体化设计的合理性与可行性。