对于航空航天静压轴承、静压导轨中的气浮元器件等,都具有精度高、加工误差难于检测的特点。当零件的尺寸小,平面度优于1μm时,常规的平晶难于定量检测。目前对于小尺寸零件平面度检测可采用轮廓仪、超精密测量仪、台阶仪等设备,但是其价格却十分的昂贵,并且大多测量仪器都是从国外引进,工程应用成本高,不适合推广应用。在低成本下研究微小零件平面度高精度测量对于我国工业的发展有着深远意义。本文设计了一种小尺寸零件平面度精密测量装置,在满足低成本的前提下实现高精度测量,为小尺寸零件平面度的测量提供一种便捷、精确的测量手段。该装置采用二维柔性导向机构做为平面测量基准,通过微分头驱动工作台实现二维平面扫描运动,测试并分析了导向机构在x、y方向的导向精度,使用LVDT传感器结合AD698设计一维测头,由测力可调的电感测头测量工件表面高度变化。采用标准平晶作为被测件在1 Omm ×10mm范围内进行测量,对测量数据应用最小二乘法进行平面度评价,得到设计的测量装置的测量不确定度为0.644μm。