本实用新型公开了一种二维位移传感器及应用的大量程表面形貌测量装置，它包括固定支架(1)，在固定支架(1)上通过平行簧片(2)连接有可动支架(3)，2个支架之间安装有水平位移传感器(11)，可动支架(3)上安装杠杆(5)，杠杆(5)的一端固定触针(6)，杠杆(5)的另一端与可动支架(3)之间安装有垂直位移传感器(8)。本实用新型的主传感器测量触针垂直方向的位移的同时，辅助传感器可以检测出触针的水平偏移，使触针在每一个采样间隔中都能顺利地划过陡峭轮廓表面。具有能够使触针顺利划过陡峭轮廓表面，对各种复杂表面进行大量程和高精度测量，测量误差小等优点，适合于各种复杂表面轮廓的测量。