Выбор метода измерения при контроле прямолинейности является определяющим в успешном решении задачи. Метод измерения должен обеспечивать необходимую точность выверки, позволять применять при контроле прямолинейности достаточно несложные измерительные средства, осуществлять выверку направляющих путей в вертикальной и горизонтальной плоскостях и давать возможность автоматизировать процесс измерения.

Сущность любого метода контроля прямолинейности состоит в измерении отклонений отдельных точек базовых поверхностей направляющих путей от прямой. Положение базовой линии направляющей в пространстве может быть описано уравнением линии пересечения двух плоскостей, касательных к базовым поверхностям. Так как выверка направляющих путей часто осуществляется в плане и по высоте, то базовую линию направляющей в пространстве удобно представить в прямоугольных координатах х, у, z. Примем за ось х опорную линию, соединяющую начало и конец направляющих путей и задающую прямолинейность. Проекцию базовой линии направляющей на горизонтальную плоскость можно выразить уравнением кривой можно при использовании фотоэлектрических устройств применять методы прямого измерения и последовательного интегрирования.

В методе прямого измерения определение смещений отдельных точек направляющих путей от прямолинейности осуществляется относительно референтной линии, задаваемой оптическим лучом вдоль выверяемых путей, непосредственно при помощи высокоточных датчиков.

В качестве датчиков для измерения отклонений направляющих от прямолинейности можно использовать фотоэлектрические датчики линейных смещений, аналогичные применяемым при створных измерениях. Такие датчики должны непосредственно базовой точкой своей опоры устанавливаться на базовую поверхность контролируемой направляющей, а механизм закрепления их на направляющей должен обеспечивать надежное контактирование с поверхностью направляющей и сохранять неизмененным в пространстве положение оптической оси датчика при его перемещении вдоль контролируемой направляющей. Поскольку датчики для измерения линейных смещений имеют ограниченный рабочий диапазон, то при применении их для контроля направляющих, имеющих значительные отклонения от прямолинейности, необходимо в схему датчиков вводить измерительные компенсирующие устройства, расширяющие измерительные возможности датчиков. Последнее обстоятельство накладывает серьезные требования к кинематической схеме прибора и снижает его быстродействие.

К достоинствам метода прямого измерения следует отнести сравнительную простоту конструкции автоматических измерительных средств.

Однако по мере удаления датчика от передающего устройства из-за расходимости излучения увеличиваются линейные размеры светового пучка, что служит причиной уменьшения точности регистрации отступлений направляющих путей от прямолинейности в зависимости от расстояния между передающим и приемным устройствами. При работе на открытых площадках на точность измерения существенное влияние может оказывать температурная турбулентность атмосферы, вызывающая хаотическое дрожание референтной опорной прямой.