精密测量是评价加工技术的有效手段，测量技术的进步也是制造工业发展的基础和先决条件之一。三坐标测量机（CMM）具备高精度测量能力，但由于加工与检测不在同一平台上进行，必然造成检测精度降低、生产时间增加。随着先进制造技术的发展，对零件加工精度和生产效率的要求不断提高，由此引出了对在线测量的需求。在线检测系统将加工中心的零件加工功能和三坐标测量的检测功能结合在一起，使加工中心同时具备工件加工和质量检测的功能。本论文主要工作可以概括为以下几方面：（1）在分析归纳各类测头结构及工作机理的后，针对触发式测头工作方式展开研究，为后续研究测头预行程误差打下理论基础。（2）分析触发式测头各类误差来源，基于触发式测头的工作方式对测头受力进行推导分析，得出导致测头误差的主要来源。重点针对测头预行程误差这一对测头误差影响最大因素进行研究并建立了数学模型。（3）针对非线性系统建模提出了神经网络方法，给出基于径向基函数人工神经网络的预测模型方法及具体建立步骤。建立了测头预行程误差的神经网络预测模型，借助Matlab神经网络工具箱，分别训练和测试了RBF神经网络、BP神经网络和新的复合型神经网络。（4）通过进一步实验讨论本论文所提出基于神经网络方法的测头预行程误差预测及补偿方法的有效性。