測量機由三根剛體臂、六個活動關節(jié)和一個測頭組成。三根臂相互連接,其中一個為固定臂,它安裝在任意基座上,以支撐測量機所有部件,另外兩個活動臂可運動于空間任意位置,以適應測量需要,其中一個為中間臂,一個為末端臂并在此尾端安裝測頭。根固定臂與第二根中間臂之間、第二根與第三根末端臂之間、第三根與接觸測頭之間均為關節(jié)式連接,可作空間回轉,而每個活動關節(jié)裝有相互垂直的回轉角傳感器,可測量各個臂和測頭在空間的位置。每個關節(jié)的回轉中心和相應的活動臂構成一個極坐標系統(tǒng),回轉角即極角由傳感器測量,而活動臂兩端關節(jié)回轉中心距離為極坐標的極徑長度,可見該測量系統(tǒng)是由三個串連的極坐標系統(tǒng)組成,當測頭與被測件接觸時,測量系統(tǒng)可給出測頭在空間的三維位置信息,測頭與被測件在不同部位接觸時,根據(jù)所建立的測量數(shù)學模型,由計算機給出被測參數(shù)實際值。