在机械制造领域中,机床导轨的直线度误差是保证加工零件质量的重要因素之一.长期以来,长距离高精度直线度测量一直是未能有效解决的问题.该论文对直线度的测量原理和方法、测量机构的设计、数据处理软件的开发等方面进行了研究,设计并研制了用于测量直线度的系统.根据光波导理论,半导体激光器输出光束经单模光纤准直后,可以将激光器本身的漂移抑制到最小的程度,这样就可以大大提高激光光束的稳定性,从而为直线度测量提供一条高精度的准直基线.在直线度测量系统中,光源采用半导体激光光纤组件,其准直光束作为直线度测量的基线,并且采用角锥棱镜作为位置敏感元件,这种设计可以将光电接收器与激光发射装置安装在一起,实现在测量时移动靶镜端无须拖带电缆操作.在电气设计上,采用单片机系统来自动完成数据采集、数据通讯和数据存储等工作.在直线度误差数据处理方面,在window 98/NT平台下用VB 6.0编写了直线度误差评定软件,可以通过三种不同的直线度误差评定方法(两点法、最小二乘法和最小区域法)实现对测量数据进行评定.通过稳定性实验、重复特性实验和双频干涉仪对比实验,验证了本直线度测量系统的可行性,实验结果表明:测量系统实现的测量精度为(1.0+2×L)um(L为准直距离:单位米).