圆管状零件内孔需测量的参数通常包括直线度、圆度、内径等。由于这类零件长径比大、孔内空间狭小,使内孔测量具有一定的难度。本文分析研究了目前圆管状零件及深孔类零件常用的内孔测量方案与方法,结合被测工件具体特点,制定了测量策略,设计了一套多参数测量装置,并对各测量参数进行了评定与分析。测量装置的机械本体置于孔内,采用三点定心、六点定位原理实现工件局部轴线的找正,其在孔内的移动通过外部牵引实现。机械本体上安装有柱塞式测头与倾角传感器。测头以工件局部轴线为回转轴旋转,通过接触式测量方法进行圆度与内径的测量。测头与定心机构均可沿工件径向调整,使其在一定范围内适用于不同直径的工件,提高了装置使用的灵活性。倾角传感器则主要用于完成直线度的测量。进行了测控电路的设计,具体包括：用于实现圆度与内径测量的测头及其信号调理电路和A/D转换电路设计；用于实现直线度测量的角度数据采集电路设计；拖动测头旋转的电机驱动电路设计；MCU主要外围电路及通讯接口电路设计。完成了测控系统的程序设计与开发。进行了直线度、圆度和内径的评定与分析。直线度与圆度的评定均采用了最小二乘法。研究了直线度节距测量法中的分段策略及节距的优化方法；分析了倾角传感器精度、机械装置位置精度对直线度评定结果的影响；分析了测头精度、机械装置位置精度及步进电机振动等对圆度和内径评定结果的影响。最后进行了实例测量。