在现代企业的质量保证体系中,在线检测设备具有非常重要的地位,也是几何量计量技术的重要组成部分。随着精密加工和超高速加工的发展,对在线测试的精度和速度都提出了新的要求,高精度、高分辨率小角度测量方法的研究成为此领域研究的一项重要内容。时下各种先进测量手段和仪器的广泛应用,使得测量准确度和精度达到了很高的水平。但是,传统的小角度测量仪器如激光干涉仪,光电自准直仪等,由于具有体积大、系统复杂、造价昂贵、对测量环境要求高、较难组成多维测角系统等特点而很难用于工业高精度在线测量。为了解决上述问题,本课题基于光学内反射效应,设计并试制了一种新型二维微小角度传感器,可实现实时二维微小角度的测量,为下一步设计组建小型化多自由度位移检测系统,实现对精密加工机床或坐标测量机的运动姿态及误差的测量奠定基础。本系统采用基于MSP430高性能单片机检测电路进行数据处理,提高系统的响应速度;使用光源调制方法,提高信号的测量精度。以下是本论文的主要研究内容:1)论述了本文研究的目的和意义,查阅了大量的相关技术资料,综合评述了微小角度测量技术的国内外现状和发展趋势。2)从理论上系统的分析了基于光学内反射效应测角法的原理。3)基于理论分析,制作了一种可调制半导体激光器,包括调制信号发生电路和调制驱动电路,讨论了冷光源的试制方法。4)设计制作了基于单片机系统的部分处理电路,对其技术性能、工作特性进行了实验研究。5)提出该传感器的评价方法,对影响检测准确度的误差因素进行了比较系统地分析。