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自准直仪是一种光学测角仪器它是利用光学自准直原理来观测目标位置的变化，广泛应用于直线度和平面度的测量。它和多面棱体配合可以检测分度机构的分度误差；此外，还可测量零部件的垂直度、平行度等。
应用自准直光管的工作原理，再加上测微机构而设计制造的计量仪器，被称之为自准直仪。
只要用自准直仪的测微机构测出上式中距离t,就可得出反射镜的角度变化值。这就是自准直仪测量微小角度的基本原理。
自准直仪通常由三部分组成:
1.体外反射镜
2.物镜光管部件
3.测微目镜部件
由于分划板和各个光学元件的位置、结构不同，自准直仪有以下三种基本光路。
高斯型自准直仪：如果反射镜严格与光轴垂直，则十字线在分划板上所成的像与原来的十字线重合。若反射镜有一微小转角α ，则十字线 的像将偏离原来的十字线，其偏离量的大小可 从测微目镜6中读出。
高斯型自准直仪优 点：高斯型系统是目镜视场不受遮挡，且分划板上的刻划位于视场正中，观察方便。
高斯型自准直仪缺 点：是亮度损失大，因而自准直像较暗；另外，为安置分光镜，目镜焦距较长，因而无法获得较大的放大倍数。
高斯型自准直仪主要应用于普通光学自准直仪的光学系统。
阿贝型自准直仪优 点：是光强度大，亮度损失只有10-15%
阿贝型自准直仪缺 点：是它的视场被胶合棱镜遮挡了一半，又因光管出射光和反射光的方向不同，当反射镜和物镜间的距离超过一定数值后，反射光线就不能进入物镜成像，所以仪器工作距离较短。阿贝型应用于光学计的光学系统。
双分划板型自准直仪优 点: 是视场不被遮挡，刻线可位于视场中央；目镜焦距短，可获得较大的放大倍率。另外目镜和光源可互换位置，给使用带来方便。
双分划板型自准直仪缺 点: 是结构比较复杂，亮度损失较大（介于前两者之间）。
激光准直仪是利用激光具有能量高、方向性好等特点，提供了一条直线性极好的可见激光束，以作为测量基准。激光准直仪的测量距离大，测量精度高。
激光准直仪是用激光束作为测量的基准，易受温度和气流等因素的影响。除了仪器本身要采取一些防范措施外，对其测量环境即防震、防热、防气流抖动等都提出较高的要求，否则将会影响测量精度。