当今工件角度测量系统在机械加工领域具有较强烈需求,因此对工件的角度的测量在机械制造、装调业中具有重要意义。目前,采用干涉仪、自准直望远镜、转台等测量方法已经很成熟,能基本满足机械加工企业生产的需要。但是对有些工件的角度的测量,以上方法相对比较复杂。本论文在分析传统的工件角度测量方法的基础上,设计了一种利用高精度激光位移传感器测量工件角度的新方法。该方法利用激光位移传感器测量被测工件两个相交面二面角直线的二维坐标,结合直线方程求出其工件角度的计算表达式,从而获得被测工件两个面的角度。在详细分析了不同结构的激光位移传感器光学探头的特点的基础上,对其光学系统以及光电探测器进行了简单的介绍。在此基础上,根据角度测量系统结构要求选择了一种直射式的激光位移传感器光学探头。其次,建立了角度测量系统的测量数学模型,并对该模型进行了误差理论分析和数值模拟；此外,分析了影响系统测量精度的各种因素,并给出了相应的减小测量误差的补偿措施。最后,在实验室内搭建实验平台进行实验,对实验结果进行分析讨论,并就实际测量中遇到的主要问题及影响测量精度的主要因素进行了详细分析,给出了相应的解决方案。