汽车发动机气门是发动机的关健零部件之一，气门盘部外径属于气门的重要尺寸。为实现比常规测量方法更加快速、更低成本、更为准确的外径测量的需求，提出了一种具有“开放式”特点、V形半角值α为arcsin（1/3）的V形外径测量方法。基于产品质量“源头治理”理念，本文采用田口三次设计方法，开展V形半角值α为arcsin（1/3）的气门盘部外径检具的稳健设计研究。建立了在理想条件下外径V形测量方法的测量原理的数学模型，以及非理想状态下基于V形半角α=arcsin（1/3）的外径V形测量方法的测量误差数学模型。在内表设计时，基于降低加工、装配难度和成本、提高其安全系数的情况下，对各相关影响因子水平（如标准件测量误差、V形角度的偏差、装配时传感器测杆的偏心量和倾斜角度、气门外径的不同规格、标准件与气门的直径差等）进行设计，并参考相关工程人员的专业经验，在选择正交表时考虑了有关因子间的交互作用列。运用Minitab可对正交试验进行因子作用及因子的交互作用进行计算和分析的功能对测量误差进行计算，并对测量误差及其信噪比进行了均值响应和方差分析，得出最佳参数组合。从“低成本、满足特性值的要求”、“上、下位特性的容差计算公式Δ=±（A/A0）^1/2*Δ0/|b|”、整个系统的测量误差的组成权重等三个出发点进行了参数的容差设计。作为实施案例，以上述的计算型田口三次设计的结果作为依据和要求，进行了气门盘部外径检具的稳健设计，使系统设计的正确性、参数设计的稳健性和容差设计的经济性的成果充分体现在气门盘部外径检具中，实现了产品质量的“源头治理”。该检具的结构设计还实现了快速测量的目的。并在不同油、水环境下，不同时间段，不同操作人员，使用气门盘部外径检具对不同规格的气门盘径进行了检测，对实际使用时的测量误差进行均值、方差、信噪比等计算和统计分析。结果说明，该检具检测气门盘外径时的测量误差，较好地达到本课题要求，且具有较高的稳健性。本文所述的V形半角值α为arcsin（1/3）的V型检测原理和误差分析方法可适用于所有外径测量。