随着微细加工、超精密机械、仪器科学技术等学科的不断发展，对零件的表面要求越来越高，表面形貌测量已成为测量学中一个重要方向。共焦显微测量技术作为一种非接触式测量技术，在表面形貌测量领域具有很多特有的优势，因而越来越受到人们的高度重视。　　本课题是黑龙江省科技攻关项目“多光针表面形貌测量系统”中的一个子课题。采用差动共焦显微测量技术，跟单光路共焦技术相比，具有更高的系统分辨率和线性测量范围，能够实现更高精度的表面形貌测量。　　本文深入分析了共焦显微测量技术的原理，它的径向分辨率是普通显微测量技术的1.4倍，具有很好的纵向层析能力。在此基础上，阐述了差动共焦显微测量技术的测量原理，同时与单光路共焦显微技术做了比较。针对系统中针孔安装困难的问题设计了针孔安装调节装置以及针孔光斑位置图像监测装置，并设计了调节方案。　　本文对影响系统轴向分辨率的相关因素进行了分析，尤其是针孔因素的分析，包括针孔尺寸大小，针孔的最佳位置确定等。利用高斯光束的性质，对针孔在实际情况中可能出现的偏移进行了更进一步的分析。同时阐述了差动共焦显微测量技术具有很好的共模抑制特性。　　本文对共焦系统中的光电传感电路部分进行了详细的设计，根据光电探测的基本特性以及选择原则，设计了前置放大电路即电流电压转换电路。由于系统存在“伪零点”，通过设计瞄准信号触发及检测电路得到系统需要的聚焦误差信号。电路主要包括后级放大、滤波、加法、减法、以及比较电路和电平转换电路。　　最后对光电传感电路各个部分进行了相关调试，并进行了模拟实验，对聚焦误差信号进行采集并通过相关的计算对数据进行分析处理。实验表明电路设计能够实现系统功能，得到系统需要的聚集误差信号。对CCD采集到的针孔和光斑图像进行处理，得到了针孔与光斑之间的距离。