应用误差分离技术是目前探索高精度的实用的圆柱度测量方法的很有前景的一个方向。本文分析了圆柱度误差的基本组成，讨论了基于误差分离技术的圆柱度测量模型需要考虑的误差因素和实现圆柱度误差重构需要解决的问题。在此基础上，本文对国内提出的基于误差分离技术的圆柱度三点法、四点法、五点法和两点法的测量模型进行了分析，探讨了国内在这一领域的研究现状。 本文对三点法圆柱度误差分离和重构方法的理论内容进行了分析和总结。在此过程中，发现了原来提出的最小二乘圆心提纯技术是针对静系中的圆柱度误差分离和重构而提出的。在静系中对各截面最小二乘圆心的提纯技术有利于提高圆柱度误差重构的精度和稳定性，但是该技术对于动系中的圆柱度误差分离和重构的精度和稳定性的影响还有待试验验证，因此本文将这一问题作为试验研究的主要内容之一。此外，本文对影响三点法圆柱度误差分离和重构精度的各种因素进行了定性分析，明确了该方法在实施过程中需要具体考虑的问题。其中，对截面法采样数据和螺旋线法采样数据的优缺点进行了详细的讨论，并将这一问题也作为论文试验研究的主要内容之一。 本文根据上面提到的两点主要研究内容，确定了进行最小二乘圆心提纯和采用不同采样方法进行试验研究的思路，同时也制定了对三点法基本理论结论进行试验验证的思路。根据试验研究思路研制了适合螺旋线法采样和截面法采样的试验装置、数据采集软件，以及能够实现最小二乘圆心提纯技术要求的误差分离数据处理软件。 本文应用研制的试验装置和测量软件，对一根经过精密磨削的高精度轴类零件进行了试验测量，对试验结果进行了详细的分析。通过试验分析，发现静系中的最小二乘圆心提纯技术对于动系中的圆柱度误差重构精度和稳定性的影响很小，这一现象与静系中的重构情况截然不同。因此对发现的这一现象再进行深入研究是很有必要的。本论文试验中，由于螺旋线法采样和截面法采样得到的误差结果并没有显著的差别，因此无法从测量精度影响的角度来断定这两种采样方式的优劣。本论文的试验结果分析还表明被测零件具有很高的圆柱精度，试验装置的回转运动精度很高，但装置的测量架沿导轨的直线运动精度则要差一些。这些关于装置精度的试验结论与装置实际设计的精度基本上符合，这恰好从一个侧面验证了三点法圆柱度测试精度取决于传感器本身的精度、传感器安装精度和测量系统的参数选择，而不受工件精度、轴系精度与导轨精度所限制的良好特性。