在工业精密测量领域，平面度测量是评估表面平整程度的关键指标。根据精度要求、工件尺寸、环境条件、预算和应用场景的不同，有多种常用的方法和设备可选：
基准平面比较法
原理： 将被测表面与一个已知高精度的基准平面（如平晶、平板）进行比较，通过测量两者之间的间隙或干涉条纹来判断平面度偏差。
常用设备：
光学平晶： 利用光波干涉原理。将平晶放置在被测表面上，单色光照射下形成干涉条纹。条纹的弯曲程度和数量直接反映平面度偏差。精度可达纳米级 (λ/10 或更高，λ≈0.6μm)。
刀口尺/平尺 + 塞尺： 将直边精度很高的刀口尺或平尺放置在被测表面上，用塞尺测量尺边与表面之间的最大间隙。适用于车间现场快速检测，精度相对较低（微米到几十微米级）。
精密平台（花岗岩平板） + 指示表（百分表/千分表）： 将被测工件放在精密平台上，用固定支架安装指示表，移动工件或移动表架，在表面不同点测量相对平台的高度差。通过数据处理（如最小二乘法、最小区域法）计算平面度误差。精度取决于平台精度、指示表精度和测量方法（通常可达几微米级）。
水平仪法
原理： 利用重力作为基准，测量被测表面各点相对于水平面的倾角变化，通过计算将倾角差转换为高度差，从而得到平面度误差。
常用设备：
框式水平仪/条式水平仪： 传统机械式水平仪。精度相对较低（如0.02mm/m），操作繁琐，数据处理复杂，适用于要求不高的场合或大型设备安装找平。
电子水平仪： 核心是电子倾角传感器。将水平仪按一定步长和路径在被测面上移动，自动记录各点的倾角值。通过专用软件计算平面度误差（最小二乘平面、最小区域法等）。精度高（可达1μm/m甚至更高），效率高，特别适合大型工件（如机床导轨、平台）的平面度测量和安装找平。
坐标测量法
原理： 在三维空间中精确测量被测表面上多个点的空间坐标 (X, Y, Z)，然后通过数学方法（最小二乘法、最小区域法、对角线法）拟合出一个参考平面，并计算各测量点相对于该平面的偏差，最大正偏差与最大负偏差的绝对值之和即为平面度误差。
常用设备：
三坐标测量机： 最通用、最强大的精密测量设备之一。通过接触式测头（触发式或扫描式）或非接触测头（激光、光学）获取表面点云数据。精度高（可达亚微米级），可同时测量多种形位公差，自动化程度高。适用于实验室或高精度车间环境下的中小型工件。
激光跟踪仪： 利用激光干涉测距和角度编码器确定靶标（反射镜）的空间位置。操作者手持靶标在被测面上移动，仪器实时跟踪并记录点坐标。测量范围极大（几十米），精度高（微米级到几十微米级）。特别适合超大尺寸工件（如飞机机身、风电叶片模具、大型机床结构件）的现场测量。
关节臂测量机： 便携式坐标测量设备。由多个旋转关节和刚性臂组成，内置角度编码器。通过接触测头测量点坐标。便携性好，可在车间现场使用，测量范围适中（几米），精度通常为几十微米级。
激光干涉法
原理： 利用激光的干涉现象直接测量表面轮廓的高度变化。
常用设备：
激光平面干涉仪： 专门用于测量光学平面或高精度机械平面的设备。产生一个高精度的参考平面波前，与从被测表面反射回来的波前发生干涉。通过分析干涉图样（条纹形状）可以直接、直观、高精度地评估平面度。精度可达纳米级 (λ/20 或更高)。主要用于光学元件、高精度平台、半导体制造等领域。
光学非接触扫描法
原理： 利用光学原理（如三角测量、共聚焦、白光干涉、结构光）非接触地快速获取被测表面的三维形貌（点云数据），然后通过软件计算平面度。
常用设备：
激光扫描仪/线激光扫描仪： 基于激光三角测量原理，快速获取密集点云。
白光干涉仪/相移干涉仪： 利用光的干涉原理，对微观表面形貌进行纳米级精度的测量，也可用于小区域的高精度平面度测量。
结构光扫描仪： 投射特定图案（如条纹）到被测表面，通过相机捕捉变形图案来计算表面三维坐标。
共聚焦显微镜： 利用共聚焦原理，逐点或逐线扫描获取高分辨率、高精度的表面高度信息。
特点： 速度快，非接触，可获取完整表面形貌，精度范围广（从亚微米到几十微米）。适用于各种材质（尤其是软质、易划伤表面）、复杂表面以及需要全表面分析的场合。
摄影测量法
原理： 在被测表面上布置标志点，从多个角度拍摄照片，通过计算机视觉算法解算标志点的三维坐标，进而评估平面度。常用于超大尺寸、不易接触的工件。
常用设备： 工业近景摄影测量系统（数码相机、编码标志点、处理软件）。
精度要求： 是首要考虑因素。从纳米级（光学平晶、激光干涉仪、白光干涉仪）到微米级（CMM、高精度电子水平仪、激光跟踪仪）再到几十微米甚至更高（框式水平仪、平尺塞尺）。
工件尺寸：
小尺寸：光学平晶、CMM、白光干涉仪、共聚焦显微镜。
中型尺寸：CMM、电子水平仪、激光扫描仪。
大型/超大型尺寸：电子水平仪、激光跟踪仪、摄影测量、结构光扫描仪（视具体尺寸）。
测量环境： 实验室（高精度设备如CMM、干涉仪） vs. 生产车间现场（便携设备如电子水平仪、激光跟踪仪、关节臂、便携式扫描仪）。需考虑振动、温度、灰尘等影响。
测量效率： 全表面扫描（光学扫描仪）通常快于点测量（CMM触发测量、水平仪逐点）。自动化CMM和扫描仪效率最高。
接触 vs 非接触： 接触式（CMM测头、水平仪）可能划伤软表面；非接触式（光学方法）适用于易变形、软、热或洁净表面。
成本： 设备购置成本、维护成本、操作人员培训成本差异巨大。
数据输出与分析： 是否需要完整的点云数据、三维形貌图？还是只需要一个平面度数值？不同设备的数据处理能力不同。
被测表面特性： 材质（反光性、透明度）、粗糙度、颜色等会影响光学方法的适用性。
最高精度 (纳米级)： 光学平晶、激光平面干涉仪、白光干涉仪。
高精度通用 (微米级)： 三坐标测量机 (CMM)、高精度电子水平仪、激光跟踪仪。
大型工件现场测量： 电子水平仪、激光跟踪仪、摄影测量。
快速全表面扫描： 各种光学扫描仪（激光、结构光）。
车间快速简易测量： 刀口尺/平尺 + 塞尺、框式水平仪（精度较低）。
便携灵活： 关节臂测量机、便携式光学扫描仪、电子水平仪。
在实际应用中，往往需要根据具体需求权衡以上因素，选择最合适、最经济有效的测量方法和设备。CMM、电子水平仪和各类光学扫描仪在现代工业精密测量中应用尤为广泛。
