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描述了一种在超精密磨削机床上基于误差分离法的非球面表面形状精密测量系统.首先,论述了一般用于平面形状测量的两点法不能直接用于非球面形状测量的原因在于测头的设置误差会引起很大的形状测量误差.提出了先通过两点法测量平面形状得出机床的运动误差,然后对测量非球面形状的另外一个测头的输出进行补偿以得出正确的非球面形状.用此系统测量了一个直径为30 mm的非球面镜头的表面形状.