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提出采用两个测头加一个自准直仪的测量装置进行直线度的测量 ,误差分离技术采用“自然延拓”的方法从测得的差分值中重构工件轮廓 ,这种频域方法适应光滑和粗糙表面的测量 ,并允许采用大的测头间距。通过采用该测量系统和误差分离技术就可以高精度测量直线度。仿真结果表明该测量方法具有很高的重构精度 ,并采用该方法对自制的大理石超精密机床的直线度进行了检测。