利用光学准直望远系统测量直线度误差。准直望远系统由准直光管和望远镜组成。由光源发出的光经十字分划板1和物镜1后,以平行光射出,再经望远镜中的物镜2后会聚在位于其焦平面上的十字分划板2上，通过目镜读数。如将望远镜和准直光管置于被测表面（例如导轨）上,当移动准直光管时,若其射出的十字线影像与分划板2的十字线重合,则表示直线度好;如有偏离,则表示准直光管的光轴相对望远镜的光轴倾斜了一个角度□ 。将各个位置的偏离值经过数据处理后即可得到直线度误差。应用光学准直原理测量直线度误差的量仪称为准直望远镜。它的准直光管内还装有同心圆分划板。望远镜内还装有内调焦透镜组和用于读数系统的平行平板玻璃等。利用内调焦透镜组重新调焦可使同心圆分划板上的同心圆刻线成像在分划板 2上。这样，就可以测量两光轴的偏移□(也有利用靶镜代替准直光管测量的)。这种准直望远镜也可用于测量大型机器（如汽轮机）上的各支承孔的同轴度误差。

光学自准直法 用自准直仪测量。将被测全长分成若干段,测出各段的倾斜角。通过作图或计算求出直线度。