测头是三坐标测量机的重要部分，一般的测头是由一个杆和红宝石球组成，主要用来测量工作表面，通过测端的机械位置移动，触发信号并采集一个测量数据。可见测头的性能直接影响测量精度和测量效率。触发式测头结构简单、成本低，可用于高速测量，所以广泛应用于现代三坐标测量机中。但由于其精度稍低，而且不能以接触状态停留在工件表面，因而只能对工件表面作离散的逐点测量，不能作连续的扫描测量。

常用触发式测头内部结构如图1所示。测杆安装在三角架上，而三角架的三条圆柱腿定位于三对触点上，当测杆没有受到测量力时，三角架的三条圆柱腿与三对触点均保持接触；当测杆的球状端部与工件接触时，不论受到X、Y、Z哪个方向的接触力，至少会引起一个圆柱腿与触点脱离接触，从而引起电路的断开，产生阶跃信号，通过采样电路，将沿三个轴方向的坐标数据存储处理。同时一个与测杆同轴的弹簧提供预载，以测头凸角存在的原因是触发式测头的三点设计原则，当作用给测端一个特定方向的力时，可能会产生绕一个或两个接触点的旋转，导致所需确保圆柱腿与触点的接触及复位。因此这种测头具有信号触发的开关机构、测头再定位机构和超行程保护机构。

三坐标测量机进行测量时，测头测端与被测零件接触至测头触发之间的过程为“预行程”。预行程的存在并非是误差源，因为在测头认证过程中，生产厂家已使用一个已知半径的标准球来确定一个合理的测针半径来消除平均预行程的影响。

触发力的不同，即产生预行程变化，如图2所示。图中可以明显看到三个凸角，反映了预行程的变化量接近17um。这种变化模式显示了测头结构的三次对称性。这种凸角大幅降低了三坐标测量机执行高精度测量的能力，例如圆度及圆柱度的测量。