针对大型工件直径检测的特点和难点,本文基于激光光三角位移检测技术、光栅位移检测技术、精密机械技术和计算机实时控制与数据处理技术,提出了一种用于大型回转体工件内、外径和形位误差非接触在线检测方法,并研制了大型工件光电检测系统。文中详细论述了系统的组成、总体结构、检测原理与方法。利用光电检测方法,文中提出了“单套半导体激光测头移动和旋转与光栅位移检测系统相结合的检测方案”,并设计了相应的检测系统。文中对半导体激光测头的激光光三角位移检测原理、光学系统设计和光电位置传感器PSD的工作原理与特点,光栅位移检测原理、精密机械系统和计算机控制与数据处理系统进行了详细的论述。详细分析了系统的主要误差来源及其对系统检测精度的影响,并给出误差分析结论。通过实验对检测系统的精度和可行性进行了验证,实验结果表明,检测系统的内、外径检测精度优于±0.05mm,形位误差优于±0.05mm,重复性精度优于±0.004mm,能够满足大型工件直径的检测要求。