为解决高精密车床主轴回转误差难以精密分离的问题,提出了多步误差分离法。根据误差特性,每步消除单一误差,最后分离得出精确的回转误差。以固接在精密车床主轴端的标准球为直接测量对象,设计一套以三个空间上相互垂直的电涡流传感器为基础的测量平台,对高精度标准球的径向跳动和轴向窜动进行同步测量。基于径向垂直的两个传感器测得的数据,进行预消偏处理,分离出平均偏心距13.1μm。对轴向窜动量和径向跳动量进行对比分析,从理论上探究轴向窜动对径向跳动的影响程度。最后对预处理后的采集数据采用数理统计法进行误差分离,通过最小二乘圆法评定主轴的回转误差,最终得出标准球的形状误差为2.2μm;而在（0-700）r/min主轴实际转速范围内,该主轴的平均回转精度为1.8μm。