随着现代科技和工业的发展，人们对测量技术提出了越来越高的要求，高精度、小型化、非接触、在线实时性已成为必然的发展趋势。在许多生产流水线上，例如造纸业的成品纸张厚度及其均匀性检测，印钞行业钞票厚薄的实时监测并控制，电路板生产中敷铜反馈制作工艺，以及薄膜厚度生产控制等，需要加入某一在线检测环节，对生产线上相应的参数或工作状况进行检测。一方面可以实时记录被测参数的变化状况，另一方面根据测量值相对预定值的差值大小做出快速反应，反馈调节生产工艺，以保证产品的质量和生产线最佳化运行。为了满足这些检测需求，本文设计了一种基于位置敏感探测器(PSD)激光测微头，对提高测微头精度相关技术展开了系统的研究。论文研究工作主要包括以下几个方面：1、系统介绍了激光三角法的测距原理，设计了满足Scheimpflug条件的PSD激光测微头，并对设计中相关参数的优化进行了详细讨论。2、根据PSD的测距原理，分析并模拟了不同大小激光光斑对PSD定位精度的影响。提出采用激光压束方法提高测量精度的技术路线，建立了适用于激光测微头的激光压束质量评价函数，设计了压缩光束的两片式和三片式透镜的压束系统，并最后得到了满足要求的压束系统设计的具体设计参数。3、设计了该PSD激光测微头相关的硬件电路，对PSD输出的微弱电流信号的采集处理提供了具体的方案，采用MCS-51单片机实现了测微头的智能化控制和数据处理。设计了相应的软件程序。4、采用高精度计量光栅对测微头系统进行了标定，通过实验数据的分析，对误差来源进行了相应的分析。5、对本论文的主要工作做一总结，并对后续研究做了展望。