随着当今社会对精密机器需求的不断提高,精密制造与精密测量领域的地位越来越重要,其关系着整个国家的工业水平,粗糙度轮廓仪是用于精密测量的重要仪器。目前国内粗糙度轮廓仪技术还不够成熟,因此设计一款精度较高的轮廓仪具有重要现实意义。本文对横向扫描系统、触针恒力控制系统与触针位移信号采集系统等方面进行了前期研究。首先对横向扫描系统的各种技术方案进行了分析,根据横向扫描系统的抗震性要求,确定了同步带拖动扫描块的方案,对扫描过程中可能出现的爬行进行分析,并对以材料为工具钢的基准杆,合金铜为摩擦片的摩擦副进行了设计。其次在触针恒力控制系统上,为恒力音圈电机开发了恒力驱动器。采用12位数模转换器提供微弱可变电压,射极跟随器进行隔离跟随,利用达林顿管放大电流驱动负载。然后在触针位移信号采集系统上,利用光栅角度传感器、数据采集卡和上位机形成采集系统,上位机根据通讯协议向采集卡发送字符命令,接受并处理采集卡返回的数值,显示在上位机软件上。最后为横向扫描系统、触针恒力控制系统与触针位移信号采集系统搭建实验平台,以此来验证实验系统的可行性。触针恒力控制是基于光栅角度传感器测得的触针杠杆角度信号,转换为变化的音圈电机电流值,并通过恒力驱动器输给音圈电机,实现触针测量力的恒定。通过对Fresnel光学镜片轮廓的测量及比对实验,验证了横向扫描系统及采集系统可以正确采集样件的轮廓数据。