原位测量系统可以在机床上直接对工件表面进行测量，避免了装卡误差，还可以提高加工效率，实现加工测量的一体化。原位测量系统的目的是对加工表面进行测量，并将测量数据反馈到加工程序中进行补偿加工，直至达到所需的高精度为止。

原位测量技术是一种高效、集成化测量方法。将测量系统集成于加工系统中，特别适合于复杂曲面超精密制造。因不必反复拆卸工件，不仅提高了加工效率，还能有效避免复杂曲面重复定位难题。原位测量主要采用逐点扫描的测量方法，常见的为接触式探针测量。此外，由于逐点扫描获取测量点的方式效率较低，不能很好地满足高效加工的需求，因此，整场测量方式也被应用于原位测量技术中。

由于原位测量要求测量在工件的生产现场进行，这就对原位测量系统的传感器提出了更高的要求。主要有：①性能稳定，不易受干扰，并且拥有高精度和高分辨能力；②测量效率高，并且测量智能化，无需人为调整；③对不同的物理量间的测量，转换速率快，测量量程大；④测量尺度广，不易受工件材料和表面特性影响；⑤体积小巧便携，保证加工与测量之间互不影响。

原位测量是提高光学自由曲面面形精度的重要手段，对于提高加工效率，实现加工过程自动化具有重要意义。超精密测量中，原位测量基于金刚石超精密机床实现。所搭建的整个测量系统由超精密机床、运动控制卡、测头、信息采集系统构成。其中超精密机床作为原位测量的工作平台，利用控制机床以X、Z、C以及B轴进行运动，完成加工和测量路径执行任务，同时实时将位置坐标输出至计算机中。

测量完成后，经过后续数据处理便可得到工件表面对应坐标处的形状误差，进而生成补偿加工程序，并将其送入机床进行补偿加工。重复加工—测量—补偿过程，直至面形误差满足要求。利用原位测量系统，可避免重新装卡定位的困难或再次装卡带来的误差，可实现加工测量一体化，从而提高加工效率和精度。