激光散斑测量是具有非接触,高精度和全场等优点,一直为人们所重视,尤其是被大量地应用于表面测量。随着机械加工自动化程度的提高,对表面粗糙度在线测量提出了越来越高的要求,而激光散斑相关测量具有非接触、不划伤被测表面的优点,是一种理想的表面粗糙度在线测量方法。本文阐述了散斑的成因,对激光散斑场的一阶、二阶统计特性进行了分析,并对几种常见的激光散斑测量方法包括参考束型散斑干涉测量方法、双照明光束散斑干涉测量方法、电子散斑干涉相减技术,激光散斑数字相关技术进行了详细分析,重点对利用激光散斑相关测量表面粗糙度进行了理论分析,在此理论分析的基础上,根据其中的远场角度散斑强度相关理论设计和组建了一套远场电子角度散斑强度相关法测量表面粗糙度的系统,并对该系统进行了详细的误差分析。该系统用相干偏振光以一定角度照射待测表面,由CCD摄像装置采集改变入射角前后由待测表面所散射的散斑图样,采用图像采集卡将图像存入计算机,经过数据处理便可测量出待测表面的粗糙度。其中对测量光路提出一种改进方法,在测量光路中利用光指针测量转动角度提高了转动角度的测量精度,减小了测量误差。根据远场角度散斑强度相关测量表面粗糙度理论对数据进行处理,在数据处理中提出了采用自动寻找最大相关度的方法,补偿了CCD摄像机的位移误差,提高了测量精度和可靠性。文章利用设计和组建的系统对标准样块的表面粗糙度进行了实际测量,对测量结果与标准样块的标称值进行比较,结果显示符合较好,取得了较好的测量效果。证实了本系统设计的合理性和适用性,也对散斑相关测量表面粗糙度理论进行了较好的实验验证。