在光学理论中，光学元件的共轴性是理论前提和理论依据。但是由于实际的透镜生产工艺和生产条件的限制，在透镜加工、胶状或磨边过程中，会产生一定的质量缺陷，从而破坏了共轴条件，产生中心偏。中心偏不仅破坏了理想光学的理论基础，造成光学系统成像质量的下降，而且在一定程度上影响了透镜测量设备对其他光学参数的测量。因此，研究中心偏的相关理论，并制定合理快捷的测量方法，对透镜生产和检测具有重要的意义。根据现在国际标准对中心偏的定义，透镜中心偏主要分为光轴平移误差和倾斜误差。依据这个分类和具体的测量要求，按测量原理的不同，测量方法主要可以分为干涉法和自准直仪法。干涉法测量光路设计复杂，测量效率低。本课题结合有效焦距（EFL）、后截距（BFL）、曲率半径（R）等透镜参数的测量原理和光路设计，采用平行光管-自准直仪法的通用光路。通过对中心偏测量方法的研究，提出了适当的测量算法。先通过拟合后的十字线边缘直线交点找其角点，然后判定十字线中心点，最后拟合成中心偏偏心圆。本测量系统主要适合透射法，并兼顾反射法。中心偏的精密测量，为测量平台的设计与调试，提出了新的要求。首先搭建平台的机械部分。采用滚珠丝杆与宽导轨的立柱设计是关键；还有为了系统光路调整的方便，可以微调的自准直仪夹具也是必要的设计。然后设计其控制系统，采用编码器反馈的步进电机，因此需要对其坐标计算值进行补偿。最后，也是最重要的，为了保证旋转机械轴的精度，需要设计一套高精度气浮旋转平台。本文根据测量中心偏的实际情况和要求，提出了改善光通量的方法，图像细分改进算法，十字线角点检测方法和圆心逼近最优化处理算法。最后根据试验结果，分析了造成误差的主要原因，并提出了改善和提高测量精度的方案。