一种用于测量零件深孔内表面形状误差的装置，包括支撑台架变速箱，所述支撑台架安装在基础地板上，基础地板上表面通过螺栓固定安装有直线升降驱动电机，直线升降驱动电机输出轴通过变速箱与竖向丝杠一端连接，竖向丝杠通过其上的丝杠螺母副与直线升降轴连接，直线升降轴上套装直线升降轴导套，其一端固定在支撑台架上，另一端对置配置直线升降轴监测传感器，直线升降轴导套上通过工件定位套套装有被测工件，直线升降轴顶端依次通过自动精密回转台及自动精密滑台安装有圆周采样传感器。通过直线升降轴控制轴向移动和横截面位置，通过回转机构带动圆周采样传感器进行轮廓采样，解决因回转轴线过长，采样横截面的回转误差过大的问题。