随着科学技术的不断发展，特别是机械加工技术的不断提高，对机械零件表面轮廓进行大量程、高精度测量的需求也越发迫切。触针式轮廓测量传感器由于其大量程、高精度而且对环境要求低等优点，使其在零件表面形貌测量时被广泛应用。然而很多零件表面具有大的曲率，传统的触针式轮廓测量传感器由于其非线性误差而造成触针式轮廓测量传感器难以进行大量程、高精度的测量，从而限制了触针式轮廓测量传感器的应用和发展。因此对触针式轮廓测量传感器的误差分析和校正尤为重要。本文的内容和工作主要如下：1、首先对触针式轮廓测量传感器的结构进行数学建模，对其误差进行数学分析，推导出水平和垂直位移与杠杆转动角度相关的非线性误差关系式。然后对其他方面的误差进行分析，可知其误差是由多方面因素所共同造成的，必须对其所有误差进行校正。通过进一步分析可知，其误差可以分为水平和垂直两个方向，从而提出了一种通过使用高精度垂直微位移工作台以及标准工件为基准的方法分别对其垂直和水平方向建立误差校正查找表，通过查表对其误差进行全量程逐点校正，从而保证传感器能够整个测量范围内进行高精度的测量；2、设计了一种大量程、高精度垂直微位移工作台，并为工作台安装小型激光测距仪，使得工作台能够在20mm的行程范围内达到±1μm的定位精度。设计了一种使用光电接近开关对触针式轮廓测量传感器的零位进行定位的装置，且安装、使用简单，定位精度高；3、基于C++Builder平台以及实验室已有的基础上，设计了传感器垂直方向和水平方向误差补偿模块界面。可以方便的设定各种测量参数，从而快速、高效的对其误差进行补偿，并且设计了相应的轮廓测量界面；4、最后使用HP5529A双频激光干涉仪对垂直微位移工作台以及水平位移工作台的精度进行对比实验；然后通过对角度块规、圆柱销以及钢珠球等多种工件的表面轮廓进行测量，从而验证传感器非线性误差校正方法的可行性。