随着科技的发展，对机械制造水平和质量提出了更高的要求。我国的机械制造面临着高精度、高效率数字化制造的挑战。机械制造技术的进步，离不开机械制造中检测技术的提高与发展。零件表面轮廓的检测是机械制造检测中很有价值和前景的一个课题，但至今还没有形成一个通用的检测方法。如今，光纤通信和光纤传感技术飞速发展，其应用已经渗透到了国民经济的各个领域。本文提出了利用光纤传感的方法来实现对零件表面轮廓的检测，具有重要的理论意义和实际应用价值。本文论述了课题的研究背景和意义，并分别讨论了光纤传感器和表面轮廓检测的研究现状，提出了使用光纤传感器来检测零件表面轮廓的新方法和新思路。分析了使用光纤传感器测量微小表面位移的基本原理，为表面轮廓检测打下了基础，并综合各种光学测量方法对如何使用光纤传感器来检测表面轮廓做了理论性的阐述。详细地讨论了检测样机的设计过程，主要包括机械结构设计、运动控制方案设计及传感系统设计。在运动控制系统中，使用运动控制卡作为硬件平台，使用Visual C++作为软件平台。在传感与数据采集系统中，对光纤传感器进行了基于神经网络的非线性校正，并利用数据采集卡和LabView搭建了虚拟仪器数据测量系统。为验证光纤传感表面轮廓检测方式的可行性，对所研发的样机进行了测试，发现利用光纤传感器来检测零件的表面轮廓是切实可行的。本文也有一些不足的地方，在最后做了总结并对课题的进一步开展做了展望。