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针对大量程纳米级精度测量难的问题，结合时栅传感器的基本原理，提出一种基于交变电场耦合的纳米时栅传感器。利用Nutt内插法对影响时栅精度的关键因素—时间量进行精密测量，降低了系统对插补脉冲频率的要求，提高了测量分辨率。采用SOPC技术设计纳米时栅信号处理系统，保证了系统高性能实时测量。实验结果表明，该系统能稳定正常工作，在行程200mm测量范围内，纳米时栅精度可达到±300nm。