对于微深孔、微深槽等大深径比微型工件的无损测量仍然是一个具有挑战性的问题。随着工业技术的发展，不仅微深孔内径不断降低而且深度日益增加，对测量的精度也提出了更高的要求。通常，测量具有大深径比微深孔有横切测量方式和伸入式探针测量方式，其中，使用原子力显微镜或者扫描探针显微镜对其横切面进行测量可以得到微深孔的特性，但是这类测量工具对切面的表面光洁度要求较高并且其空间测量的能力较差。而对于直接深入微孔内部的探针来说，探针难以小型化是制约其应用的主要问题。本文的目的是设计一种用于测量大深径比工件的微型探针。探针的长径比约为200：1，探针杆的直径为7μm，探针一端安装于振荡器上，振荡器振动时将在探针杆上产生驻波，通常，常规探针会使用硬质的探针杆并且在其末端设计一个微型球作为接触端，由于探针在稳定状态振动将形成驻波，自由端将形成一个振幅大于探针杆的扇形区域。因此，该探针不需要接触球作为接触点，仅使用自由端作为接触端即可，这种方法被称为虚拟探针技术，虚拟针尖的直径为在20~60μm之间。本文讨论了驻波的形成原因和虚拟探针的探测原理，针对石英音叉振荡器，研究了如何制做并优化虚拟探针的特性，设计了用于虚拟探针的驱动和检测电路，通过16位的数据采集系统采集探针的输出信号，系统的带宽保持在500Hz，实验测量得到数据采集系统的分辨力0.153mV。使用压电陶瓷位移台对虚拟探针的触测特性进行测量，得到了虚拟探针的空间位置分辨力为35nm，虚拟探针接触位置的重复性为0.16μm。此外，通常在微尺度探针探测时会出现的吸附效应在虚拟探针测量时没有出现，虚拟探针很好的解决了微尺度探针探测时的吸附问题。