形状误差是体现零件加工精度的重要指标,通常采用精密测量仪器进行测量。这些仪器以自身零部件极高的加工和装配精度保证测量的精度。然而,当被测零件的加工精度接近或达到仪器本身精度时,仪器将无法对其准确测量,为进一步提高测量仪器的测量精度需要采用误差分离技术。另外,形状误差测量所使用的先进测量仪器由专业厂家制造,价格昂贵,对测量环境要求高,不适合工业现场的批量测量,难以普及。因此,探索测量精度高、成本低并适合工业现场环境的测量仪器技术具有实际意义。大量国内外相关文献表明误差分离技术中的多点法对测量中使用的多个传感器安装角度的精确性和传感器性能的一致性要求很高,实施较为困难,不适合工业现场测量。因此,本文围绕便于实际应用的多次定位法圆度误差分离和两点法直线度误差分离展开深入研究,并提出测量精度满足常规测量要求、适合现场实施的简单有效的误差分离方法。本文的主要研究内容包括:（1）深入研究便于实施的多次定位法圆度误差分离技术的典型方法,提出了两步法的时域解法,通过与频域解法的对比分析,说明了时域解法有着与频域解法相同的测量效果,两者是完全同源的。改进不等角转位三步法的数学模型,新的数学模型可进行频域求解,解决了原模型权系数难以确定的问题。研究测头转位三步法及其频域和时域求解方法,对比说明其频域和时域解法同样具有一致性。（2）研究便于在精密直线运动工作台上应用的两点法直线度误差分离技术,分析相关影响因素尤其是测头初始对齐误差和忽略导轨转角造成误差的影响。（3）提出积木式形状误差测量平台的技术设想,即采用市场上常见的标准精密运动工作台和伺服驱动系统以及自行设计的基于单片机的数据采集控制系统进行模块化、积木式搭建,组成具有较高测量精度的测量仪器,并对相关构建技术进行了探索和研究。积木式形状误差测量平台可满足零件形状误差在位测量的要求,适用于工业现场批量测量,对测量环境要求低,成本低廉。在应用误差分离技术后,积木式测量平台的测量精度可进一步提高,能够满足通用机械工厂的生产需要。（4）在积木式形状误差测量平台上进行两步法、三步法圆度误差和两点法直线度误差的测量实验,通过与被测零件在Talyrond 385圆度仪上的标定结果进行对比,验证了理论研究的正确性和积木式测量平台技术的实用性。