作为先进制造、工业自动化、信息技术等领域的重要支柱,精密驱动与传感技术被广泛应用于超精密加工、振动控制、动力装置等领域。在发动机中,现有的喷油器主要实现驱动作用,对于燃油喷射流量、稳定性等影响喷油质量的重要指标缺少传感和控制作用,进而影响了动力装置的工作效率、燃油经济性和排放物生成。自传感驱动器是具有传感、驱动双重功能的集成式一体化器件,是未来驱动与传感技术发展与融合的重要方向。其具有高精度、小型化和智能化的优越性,适用于喷油器阀门流量及稳定性的精密控制。因此,本文旨在研究基于磁阻及磁电效应的传感器,设计基于超磁致伸缩材料的驱动系统,在此基础上进行集成并设计自传感驱动器,实现驱动传感一体化功能并进行相关应用。本文的主要研究内容为:基于隧道磁阻效应（TMR）的位移传感器研究:设计并实现了一种基于隧道磁阻效应的高精度、非接触式位移传感器,其原理基于隧道磁阻元件与永磁体之间的相互作用,将位移变化转化为空间磁场的变化,进而引起隧道磁阻元件输出的变化。建立了理论模型并确定了传感器的最佳灵敏度及相应参数。通过实验得到了传感器各性能指标,并与现有位移传感器进行了比较。该传感器精度高、体积小,适合与驱动部分进行集成,用作自传感驱动器的传感部分。基于磁致伸缩/压电复合磁电效应的谐振式压力传感器研究:将磁致伸缩材料和压电材料进行复合,设计实现了一种基于复合磁电效应的谐振式压力传感器。磁致伸缩/压电复合磁电材料为谐振部件的一部分,谐振部件的固有频率随着外部压力改变而发生变化,可通过磁电响应的变化进行测量。使用磁致伸缩材料非线性本构模型和等效电路法对传感器进行建模。接下来进行参数优化、性能测试并将实验结果与理论结果进行了对比。该传感器扩大了复合磁电效应的应用领域,且具有与驱动部分进行集成,进而实现自传感驱动功能的潜力。基于超磁致伸缩材料的驱动系统设计:建立了磁致伸缩驱动系统的非线性模型,对驱动系统的磁路进行了分析并根据能量损耗最小原则优化了结构参数。该驱动系统精度高、结构紧凑,适合与传感部分进行集成。自传感驱动器的设计与优化:将基于隧道磁阻效应的位移传感器和基于超磁致伸缩材料的驱动系统进行集成,设计自传感驱动器。对其中的柔性放大机构进行了理论建模和参数优化,并完成了强度校核与频响分析;对传感部件进行了理论分析与参数优化。最后建立全系统模型并分析了其频响特性。样机实现与实验研究:进行了自传感驱动器的样机加工和性能测试,并将其应用于阀门喷射流量及波动的精密控制。首先测试了柔性放大机构的放大倍数,接着对自传感驱动器本体进行性能测试,分别了研究了其开环性能、频响特性和定位跟踪性能。结果表明其较好地实现了自传感驱动功能。最后,将自传感驱动器应用于阀门喷射的流量及波动控制,其可在一定程度上实现喷射流量的微控,并通过控制喷射波动提高喷射稳定性。