超声在机测厚是航空航天领域大型薄壁件厚度测量的可行方案。将超声传感器集成至数控加工装备，通过控制超声传感器测量运动，完成零件厚度在机测量，并将厚度数据在机反馈至加工过程，以满足零件加工剩余壁厚的控制要求。　　接触式超声脉冲测厚主要采用脉冲反射原理，接触状态直接影响探头-工件间的耦合状态，不可靠接触会导致回波信号多分量耦合，致使测量结果不可信。因此，要求传感器与被测面间保持可靠接触。在实际测量中，被测面形复杂且未知，导致超声在机扫描测厚过程中传感器与工件之间的接触力难以保持稳定。接触力过大，势必划伤工件甚至引起薄壁件变形；反之，耦合效果不佳，影响超声回波信号质量。因此，实施接触力有效控制，是保证超声在机测厚精度与稳定性的核心难题。　　针对在机超声厚度测量接触状态稳定性问题，研究摩擦力对装置受力的影响，建立在机扫描过程中法向接触力计算模型，对自由扫描状态下的接触力进行仿真，提出在超声在机扫描下的恒力控制策略。　　建立基于阻抗控制的力-位转换模型，将力反馈偏差转换为对位置的控制量，构建滑模变结构位置控制器，对位置进行精确控制。　　采用最小二乘法对阻抗控制参数进辨识，并利用Matlab中的Simulink模块对构建的控制器进行数值仿真，验证该算法的有效性；对构建的控制系统进行在机扫描测厚实验，验证其有效性。　　所研究的超声在机测厚接触状态控制系统提高了在机扫描测量的稳定性和测厚精度，为解决大型薄壁件的在机测厚问题做出一定贡献。