超声换能器的声压分布特性对超声检测过程中缺陷的定位、尺寸大小的定量有极大的影响。本文设计了用于超声声场分布测量的直角坐标型三轴移动系统。该系统采用三条相互垂直的精密研磨丝杠组成直角坐标机械臂系统，丝杠采用步进电机作为驱动。设计了轨迹规划算法和上位机控制软件。实验结果表明：本文系统实现了三维运动位置精确控制，并经过多次测量后，最大位置误差不超过0.04 mm。上位机软件控制三轴移动系统拖动水听器可以实现超声声场的直线扫描和断面扫描测量，描绘声场分布。