本发明公开了一种模型试验用高精度水位自动测量仪，包括固定在支架上的竖直设置的滚珠丝杠，在滚珠丝杠的螺母上固定有滑块，滑块与导向杆的上端固接，导向杆与螺杆平行设置，导向杆的下端穿越限位套，在导向杆的下端固定有超声传感器，螺杆由电机驱动，电机由MCU控制，MCU实时获取超声传感器的测量数据和滑块的位置数据，根据超声传感器测量数据及数据变化趋势，判断是否需要控制电机运转，以调节超声传感器与水面的相对位置，保证超声传感器工作在有效量程内；MCU计算并输出实时水位数据。本发明将滚珠丝杠和超声传感器联合使用，在保证短距超声传感器采集精度的基础上，使用滚珠丝杠扩展总体测量量程，实现高精度大量程水位自动测量。