数控机床主轴与尾台顶尖是否处于同一水平线决定了机床的加工精度，因此对机床主轴位置的偏移角度进行精密测量是极其必要的。介绍了由STM32F103RBT6主控电路、刀型探头式光栅传感器以及模拟机床主轴的标准测试棒组成的测量系统，详细叙述了系统的电路工作机理和相关机械结构设计。研究分析了传感器输出信号的处理过程，提出了基于光栅位移传感器的绝对零位修正和刀形探头的弹性机械结构快速接触到水平、垂直方向测量点的方法，提高了系统定位精度。测量结果表明，该仪器可应用于数控机床生产企业的实际测量，有效地提高了机床