本学位论文选题来源于国防军工计量“十五”计划重点项目“大直径多滚压轮高准确度测量方法研究”。目前,滚轮法是能够实现在线、动态测量大型工件直径的较好方法,但在滚轮法测量时,滚轮的直径误差、形状误差、圆光栅刻划误差及圆光栅安装误差等,均会引起被测大直径的测量误差,因此需要对滚轮的这些误差进行修正。本论文的研究任务是研究高精度的标定方法并设计专用标定装置,精确标定滚轮实际周长以及因滚轮形状误差、光栅刻划误差、光栅安装误差等引起的微小角间隔对应弧长的变化量,以提高滚轮法测大直径的精度。研究工作主要有三部分:滚轮测头高精度标定方法研究、标定装置机械设计和测控电路设计。针对滚轮测头误差的特点,研究了高精度标定方法,并编制信号采集及信息分析处理软件,通过仿真试验验证了标定方法的可行性及有效性;依据提出的滚轮测头标定方法设计了标定试验装置,包括标准件系统和运动驱动系统,结构上做到了力平衡和零阿贝误差,保证标定的精度,方便标定工作的展开;设计了能够实时获取标定基准系统输出信号和滚轮测头输出信号的测控电路,能对电机驱动及信号采集进行时序控制并满足要求的容量与速度。