针对大直径超长管件内径圆柱度误差测量与评定这一计量领域的研究难点，提出了基于高精度光电传感器的误差分离思想，给出测量系统的总体结构设计和具体的测量评定过程，并对测量过程中的误差因素做了详细分析。通过光电传感器直接测量导轨直线度误差和测头运动误差的方法，建立误差分离与补偿的数学模型，并最终给出大直径超长管件内径圆柱度评定模型，仿真结果验证了模型的正确性。

以激光作为准直基准,研制了基于位置敏感探测器（PSD）的长跨度孔系同轴度误差测量系统。多功能测头在孔系内通过自定心机构确定各被测截面,测头前端的PSD检测激光光斑位置以确定各孔截面中心坐标,并进而评定出孔系同轴度误差。推导出激光自准直数学模型,根据该模型由四自由度工作台调整激光器位置,实现了激光自准直。使用本测量系统完成了激光自准直实验和孔系同轴度误差测量实验。实验结果表明：经准直后激光束与工件两端孔中心连线之间的偏差在±0.032 mm以内,与三坐标测量机相比,本系统同轴度误差测量的相对误差为8%,具备了较高的准直精度和同轴度误差测量精度。