为了测量立铣刀的螺旋角,基于接触式测量设计了一种在机测量方法。该方法在五轴磨床上通过测头与立铣刀接触获取探测点的坐标,根据这些坐标值计算螺旋角。研究了在机测量系统软硬件组成。针对螺旋角的测量,建立了螺旋线模型。通过测量路径生成算法对螺旋线数学模型进行分析确定探测点和运动矢量,通过测量代码生成算法根据探测点和运动矢量生成测量数控代码,通过数据处理算法对探测点坐标进行计算求得螺旋角。经过测量验证,实测螺旋角绝对误差不超过0.218°,相对误差不超过0.8%,方差不超过0.006平方度。

介绍一种利用计算机控制系统实现热钢板接触式测量的方法。该方法结构简单、工作可靠、造价低、测量精度高，极其具有实用价值和推广前景。新研制的接触式测厚仪，结构简单、工作可靠、无污染、造价低、重复测量精度高，在对钢板进行测量的同时，还可将测量数据进行统计处理，为生产操作及产品质量管理提供可靠的依据。

提出了在没有工件数学模型情况下,运用逆向工程的三维数字化测量技术和数据处理技术进行工件形状误差检测的方法。通过实例,详细阐述了在形状误差检测中采用接触式和非接触式测量方式的区别,并在Image-ware软件中完成了测量数据的处理,获取了工件的形状误差值。

介绍了一种基于白光干涉原理的接触式轮廓测量仪，该仪器可用于滚动轴承内外圈滚道及滚动体轮廓形貌的综合测量，其理论分辨率可达纳米级，垂直和水平测量范围可分别达5mm和50mm。重点论述了该轮廓仪测量系统的构成、测量原理，并用实例说明干涉信号数据处理过程及结果的有效性。

在机械行业中，轴承、光学器件、计算机芯片等的运行状况均取决于其表面形貌的实际情况，采用二维形貌测量仪可以精密地对其进行测量。介绍了二维形貌测量仪的测量原理和结构设计，并提出了一整套设计思路和数据处理方法。

为准确有效地检测大型非球面光学元件的面形,研究了接触式测量光学元件的测量点分布方式。使用不同密度的径向分布及均匀分布的测量点分别对以不同Zernike多项式表示的面形偏差进行采样,然后计算采样所得面形相对给定面形PV值及RMS值的最大相对误差,并对计算结果进行了分析。对1.8m抛物面镜面形实测结果表明：在镜面加工的成型及粗磨阶段,由于面形偏差主要呈旋转对称分布,低密度径向分布测量点即可满足继续加工的检测需求;在精磨及初抛阶段,面形偏差主要为像散或其它非对称面形偏差,测量点均匀分布是提升测量精度的有效手段。此分析方法可以指导测量点的排布方式,从而确保由测量点分布引入的测量误差小于镜面本身面形误差的1/5,提高检测效率。

在钢铁工业的许多处理过程中需要进行温度测量。但在大多数情况下都使用热电偶．然而．在一些应用中接触式测量是不可行的．因为存在正在运动着的固态钢或者是其环境不适宜接触式探头的使用。这些特殊的应用场合将无疑会得益于用高温摄像测温仪进行图像测温的应用。

研制了一种基于柱面坐标系的新型专用非球面坐标测量机，通过测量非球面多条子午截线实现对非球面形的全口径检测。在结构设计方面，采用了龙门框架加回转运动的形式，利用高精度气浮导轨实现水平运动，利用端齿盘实现对工件的精确分度，通过点位测量的方式实现对非球面形的高精度检测。在软件方面，建立了系统的数学模型和柱面坐标系下回转对称非球面形全口径检测算法，并在VC＋＋6．0和Matlab平台上编制了测控软件和数据处理软件。系统最大测量口径为600mm，测量高度为25mm，最小测量步长为1mm，经过系统误差补偿后，系统精度优于1μm，满足了精磨、粗抛阶段非球面形检测要求。试验表明：系统运行良好，精度满足要求，同时具有良好的通用性，可用于非球面精磨、粗抛阶段的检测。

测头系统作为精密量仪的关键部件，其精度高低直接影响量仪的测试性能，因此一直受到精密测量领域的关注。目前，广泛使用的三叉式触发测头，在结构上存在各向异性、测杆变形等带来的误差问题，制约了精度的提高。为此，提出一种新型的球内反射式光纤测头，充分利用了接触式测量和非接触式测量的优点，采用特殊的光纤球内反射结构，并运用计算机图像技术进行信息处理。通过原理的探索、实验样机的研制以及试验验证，该球内反射式光纤测头原理完全可行，在一维微位移平台上实验得到测头的测量位移量阈值小于0．1μm，单向重复性精度达到0．0449μm。

在开发的摆臂式测量试验系统的基础上，对影响系统测量不确定度的各种误差因素进行了分析，建立了测量系统与被测工件之间的相对位姿误差、转台轴向窜动和径向跳动、测量臂的挠性变形以及测头半径之间的影响模型；同时对实际测量过程中的温度、振动等环境误差因素进行了实测。最后对直径200mm、顶点曲率半径1400mm的凹形抛物面镜进行了测量实验。分析与实验表明：测量系统合成标准不确定度小于0．5um。