雙軸轉臺認為自準直儀可以用比較法測量角度；也可以測量直線(xiàn)度、平面度、垂直度和平行度等形狀和位置誤差，同時(shí)也是圓分度儀器檢定必不可少的檢定設備。
一. 機床和儀器工作臺運動(dòng)直線(xiàn)度的測量
    自準直儀經(jīng)常被用來(lái)測量精密機床和儀器工作臺運動(dòng)的直線(xiàn)度（圖1）。通常運動(dòng)直線(xiàn)度要求以角秒為單位評定。為了區別按線(xiàn)值評定的零件表面直線(xiàn)度（見(jiàn)下節），常把工作臺運動(dòng)直線(xiàn)度稱(chēng)為“角偏擺”。 
     將自準直儀架在被測工作臺外端，將反射鏡置于工作臺面上，使工作臺運動(dòng)，在全程范圍內，以自準直儀反射像在視場(chǎng)內的最大位移量作為運動(dòng)直線(xiàn)度的測量結果。

    測量前應正確安裝反射鏡和自準直儀，特別是對于大長(cháng)度導軌，隨意安裝往往會(huì )影響測量精度，甚至在反射鏡移動(dòng)到遠端時(shí)，反射像昏暗，無(wú)法讀數。正確的安裝方法是：
    1）粗略地將反射鏡和自準直儀安裝在預定的部位；外觀(guān)上使二者大致同軸；移動(dòng)工作臺至離準直儀最近端，調整反射鏡或自準直儀位置，使自準直儀出射光斑打在反射鏡中央。為了便于鑒別光斑。觀(guān)察時(shí)可用一小塊硫酸紙蓋住反射鏡面。
    2) 移動(dòng)工作臺至離準直儀最遠端，原地調整自準直儀水平和仰俯角度，使自準直儀出射光斑也打在反射鏡中央。再次回到離準直儀最近端，檢查光斑位置，直至遠、近端光斑位置均在反射鏡中央。這時(shí)的自準直儀光軸與被測運動(dòng)方向已調成平行，自準直儀不再作任何調整。
    3）移動(dòng)工作臺至離準直儀最近端，原地調整反射鏡的水平和仰俯角度，使自準直儀反射像出現在視場(chǎng)中央。安裝完畢。
    注意：測量前應檢查自準直儀與被測儀器底座是否為剛性連接。
二. 機床和儀器導軌表面直線(xiàn)度的測量
    多面棱體在精密零件加工過(guò)程中，自準直儀經(jīng)常被用來(lái)測量機床和儀器導軌表面的直線(xiàn)度（圖2）。
    測量前，應按前述觀(guān)察光斑的方法校正自準直儀出射光束與被測導軌方向平行。

    測量時(shí)，自準直儀架在導軌的一端，將反射鏡放在導軌表面，分段測量各位置表面的斜率變化，用近似積分算法得到導軌上各點(diǎn)高度yi。

    然后通過(guò)坐標平移和旋轉，得到直線(xiàn)度，這種方法被稱(chēng)為“節距法”。
    節距法測量應該相鄰節距的首尾銜接?？芍谱饕粔K“橋板”，將反射鏡固定在橋板之上，以橋板兩端的支點(diǎn)距離即“橋板跨距”作為節距跨度dx。對于導軌垂直導向面的直線(xiàn)度，橋板的側面的兩個(gè)凸臺與被測導軌垂直導向面接觸，兩凸臺的距離作為節距跨度dx。
     評定直線(xiàn)度必須建立基準直線(xiàn)。最常用的方法是以被測截面兩端點(diǎn)連線(xiàn)作為基準直線(xiàn)，被稱(chēng)為“兩端點(diǎn)連線(xiàn)法”。
     兩端連線(xiàn)法的數據處理過(guò)程如下：
   1) 用自準直儀按圖2測量截面上1~n段上反射鏡的傾角：α1,α2，……,αi，……,αn。單位為：秒。
   2) 計算平均值：

   3) 各點(diǎn)傾角減去平均值：
  
   4) 計算累加和：
 
    式中yi為截面上1~n點(diǎn)的直線(xiàn)度誤差，單位為μm；dx為橋板跨距，單位為mm。
    國家標準GB1985《形狀和位置公差》規定直線(xiàn)度可以按“兩端點(diǎn)連線(xiàn)法”評定，也可以采用“最小包容區域法”評定。對于后者：包容實(shí)際輪廓線(xiàn)且距離為最小的兩平行直線(xiàn)之間的距離為直線(xiàn)度。按該定義評定直線(xiàn)度的人工計算較為繁瑣，不過(guò)使用計算機編程計算并不困難。
    三坐標測量機對于光學(xué)表面的平直度，可以利用它本身的表面反射進(jìn)行非接觸測量。如圖3所示：五棱鏡將光電自準直儀發(fā)出的光束折轉90°，射到被測表面上，再經(jīng)反射返回。五棱鏡裝在滑架上?；苓\動(dòng)，使光束掃過(guò)被測表面，光電自準直儀記錄表面上各位置斜率變化，按“兩端點(diǎn)連線(xiàn)法”或“最小包容區域法”計算直線(xiàn)度。

     由于五棱鏡的幾何性質(zhì)，滑架非直線(xiàn)運動(dòng)造成的五棱鏡轉動(dòng)，不會(huì )使入射到被測面的90°光線(xiàn)偏轉，從而不會(huì )引起測量誤差。由于是非接觸測量，因此無(wú)變形，也不損傷表面，具有較高的測量精度，特別適合測量長(cháng)條形金屬研磨平面和玻璃平面。
三. 平面度的測量
     平面度測量（圖4），是將平面劃分為若干行和列及對角線(xiàn)，用自準直儀測量每條線(xiàn)所在截面的直線(xiàn)度，利用各截面公共點(diǎn)聯(lián)系各組直線(xiàn)度數據，計算出整體平面度。由于敘述這種計算法的篇幅較大，且有專(zhuān)著(zhù)論述，本文不再贅述。

    對平板等平面的平面度進(jìn)行測量，以便確定其平面度是否合格。而在某些場(chǎng)合我們還想進(jìn)一步了解平面度誤差的分布情況：何處凸起，何處凹陷，以便對凸起部分進(jìn)行研磨或鏟刮；或在平面上尋找平面度最佳區域，以便進(jìn)行高精度的測量工作。這就要求除以數值形式給出平面度，還希望將面的實(shí)際形狀用圖形表示出來(lái)。
    用計算機軟件對測得數據進(jìn)行插值計算，繪制三維形貌圖（圖5）能對實(shí)際面形作更為直觀(guān)和形象的描述[7]。等高線(xiàn)圖（圖6）可用于指導平面修整工作，等高線(xiàn)可被視為修整加工的區域線(xiàn)；也可指導尋找平面度最佳區域。

四. 平行度、垂直度的測量
    圖7是測量?jì)赏瑐绕矫娴钠叫卸?，使用一塊反光鏡貼在基準面和被測面上，讀取兩個(gè)面的夾角。所用反光鏡兩個(gè)面應相互平行，其中一個(gè)面為反光面。

    圖8是測量?jì)上鄬ζ矫娴钠叫卸?，使用一塊反光鏡貼在基準面和被測面上，讀取兩個(gè)面的夾角。必須借助一塊五棱鏡將光束轉90°，測量右側面時(shí)，五棱鏡和反光鏡應擺在圖中虛線(xiàn)位置。不要擔心五棱鏡擺放不正會(huì )帶來(lái)測量誤差，五棱鏡的幾何性質(zhì)決定了它即使捎有偏斜，通過(guò)的光線(xiàn)仍能準確地折轉90°。

     圖9是測量?jì)善矫娴拇怪倍?，使用一塊帶反光面的直角鐵貼在基準面和被測面上，讀取兩個(gè)面的夾角。測量垂直面時(shí)必須借助一塊五棱鏡將光束轉90°。

五. 檢定角度測量?jì)x器和分度裝置
     用自準直儀和多面棱體配合使用，可以對角度測量?jì)x器和分度裝置的示值進(jìn)行檢定。
     多面棱體是以底面為基面的直棱柱體（圖10），各面均與基面垂直，且被加工成鏡面，各面法線(xiàn)的夾角，被稱(chēng)為“工作角”。使用時(shí)，多面棱體與被撿儀器同軸安裝，用自準直儀依次照準多面棱體的每一個(gè)鏡面，以各工作角為基準，檢定儀器的角度示值。多面棱體的規格較多，除面數為：4、6、8、9、12、24、36、72外，還有13、17、23等質(zhì)數面多面棱體，由于360°不能被其整除，工作角名義值包含了度、分、秒，用其檢定角度儀器的示值時(shí)，能把測微器的誤差或細分誤差也包括在檢定結果之中，因此可以更能全面地評價(jià)儀器的準確度。

圖11是以多面棱體為基準，用自準直儀檢定光學(xué)分度頭的示值誤差。

    多面棱體的檢定需要以多齒（端齒、鼠齒）分度臺為基準，檢定同樣離不開(kāi)自準直儀（圖12）。

    多齒分度臺由上下兩塊齒數相等的端齒盤(pán)組成。齒的根部具有深槽，使齒富有彈性，即使齒的分度存在誤差，上下齒盤(pán)也能很好地吻合。根據“封閉原則”齒盤(pán)分度誤差的總和為零，上下齒盤(pán)嚙合后分度誤差得到了很好的平均。因此多齒分度臺比多面棱體的分度精度更高，分度誤差可控制在0.1?之內。