准直仪是一种精密的测角仪器，由平行光管和望远镜两个部分组成，如概述图所示。随着技术发展，根据测角原理不同，准直仪可分为光学准直仪、激光准直仪；结构上有平行光管和望远镜一体化的自准直仪。

结构如概述图所示。望远镜内配有十字线，一般放大倍率为24～60倍。主透镜(物镜1)是固定的，聚焦透镜2是一片可动的负透镜，能将不同距离上的目标聚焦在十字线平面3上，天文望远镜目镜组4能使十字线平面上的倒像变成正像并进行放大。

平行光管是投射平行光束的装置，它是由透镜(物镜5)、位于前焦面上的十字线6以及照明光源7组成。

当平行光管倾斜微小角度α时(如图1所示)，能使通过光源投射的十字线影像在分划板3上偏移Y距离。调整望远镜测微目镜4，使分划板瞄准线与十字线影像对准，便可读出α角来。

平行光管桥板倾斜角α与十字线偏移值Y之间的关系是

其中，α用弧度表示。

将固定在专用桥板上的平行光管放在被测平面上，调整可调支架上的望远镜使其瞄准线对准平行光管的十字线，然后按水平仪测直线度的“节距法”测量直线度。

自准直仪也称为测微自准平行光管，实质上就是将准直仪的望远镜和平行光管合为一体。其光学系统从物镜至分划板的光路中经反射镜两次反射，使仪器长度大为缩短，同时物镜光轴与天文望远镜目镜光轴互成90°，使用方便。

自激光问世以来，由于它具有能量集中、方向性好、相干性好等优点，从而使得激光在准直测量中的应用越来越广。国内外研制成功的激光准直测量仪器不但具有拉钢丝的直观性、简单性，而且具有光学准直仪的高精度，同时还可以实现全自动测量。激光准直测量技术为许多领域中的直线度测量提供了一种较理想的手段。