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卡尺按用途分，有长度游标卡尺、高度卡尺、深度游标卡尺和齿厚卡尺。
1）长度游标卡尺，用于测量工件外形尺寸（长度、宽度、高度、深度）和孔距等，分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型和Ⅴ型五种。
2）高度卡尺，是用于测量物体高度的卡尺，广泛应用于机械加工中的高度测量、划线等。它包括单柱带手轮数显高度卡尺、带表双柱高度卡尺、游标高度卡尺、数显高度卡尺、双柱数显高度尺、带表高度尺以及数显高度尺等。
3）深度游标卡尺，用于测量凹槽或孔的深度、梯形工件的梯层高度、长度等尺寸。
4）齿厚卡尺是利用游标原理，以齿高尺定位，对齿厚尺两个测量爪相对移动分隔的距离进行读数的齿厚测量工具。
卡尺的读数方式有游标型、带表型和数显型三种，现以长度卡尺为例说明其读数原理。
1）游标读数（图4-2a）。测量时，量值的整数部分从尺身上读出，小数部分从游标尺上读出（利用尺身上的刻线间距和游标尺上的线距之差）。最小分度值有0.02mm、0.05mm和0.1mm三种。
2）带表读数（图4-2b）。以精密齿条、齿轮的齿距作为已知长度，以带有相应分度的指示表作为放大、细分和指示部分的长度测量工具。常见的最小分度值有0.01mm和0.02mm两种。
3）数显读数（图4-2c）。采用容栅、磁栅等测量系统，以数字显示测量示值，读数直观、清晰，测量效率较高。常用的分辨力为0.01mm，允许误差为±0.03mm/150mm。也有分辨力为0.005mm的高精度数显卡尺，允许误差为±0.015mm/150mm。还有分辨力为0.001mm的多用途数显千分卡尺，允许误差为±0.005mm/150mm。
图4-2 卡尺的读数方式
a）游标卡尺 b）带表卡尺 c）数显卡尺
游标卡尺、带表卡尺和电子数显卡尺的测量范围：0～70mm，0～150mm，0～200mm，0～300mm，0～500mm，0～1000mm，0～1500mm，0～2000mm，0～2500mm，0～3000mm，0～3500mm，0～4000mm。游标卡尺分度值为0.02mm、0.05mm和0.10mm；带表卡尺分度值为0.01mm、0.02mm和0.05mm；数显卡尺分度值为0.01mm。
游标卡尺的读数机构由尺身和游标两部分组成，当活动量爪与固定量爪贴合时，游标上的“0”刻线（简称游标零线）对准尺身上的“0”刻线，此时量爪间的距离为“0”。当尺框向右移动到某一位置时，固定量爪与活动量爪之间的距离就是零件的测量尺寸。此时零件尺寸的整数部分，可在游标零线左边的尺身刻线上读出来，而比1mm小的小数部分，可借助游标读数机构来读出。
如图4-3a所示，尺身刻线间距为1mm，当游标零线与尺身零线对准（两测量爪合并）时，游标上的第10根刻线正好指向等于尺身上的9mm，而游标上的其他刻线都不会与尺身上任何一条刻线对准；游标每格间距=9mm÷10=0.9mm；尺身每格间距与游标每格间距相差=1mm-0.9mm=0.1mm；0.1mm即为此游标卡尺上游标所读出的最小数值，再也不能读出比0.1mm小的数值。
当游标向右移动0.1mm时，则游标零线后的第1根刻线与尺身刻线对准。当游标向右移动0.2mm时，则游标零线后的第2根刻线与尺身刻线对准，依次类推。若游标向右移动0.5mm，如图4-3b所示，则游标上的第5根刻线与尺身刻线对准。由此可知，游标向右移动不足1mm的距离，虽不能直接从尺身上读出，但可以由游标的某一根刻线与尺身刻线对准时，该游标刻线的次序数乘其读数值而读出其小数值。例如，图4 - 3b所示的尺寸即为5×0.1mm=0.5mm。
图4-3 分度值为0.1mm的游标卡尺的读数
图4-4a中，尺身每小格间距为1mm，当两测量爪合并时，游标上的20格刚好等于尺身上的39mm，则游标每格间距为39mm÷20=1.95mm；尺身2格间距与游标1格间距相差=2mm-1.95mm=0.05mm；0.05mm即为此种游标卡尺的最小读数值。同理，也有游标上的20格刚好等于尺身上的19mm的游标卡尺，其读数原理不变。
图4-4b中，游标零线在32mm与33mm之间，游标上的第11格刻线与尺身刻线对准。所以，被测尺寸的整数部分为32mm，小数部分为11×0.05mm=0.55mm，被测尺寸为32mm+0.55mm=32.55mm。
图4-4 分度值为0.05mm的游标卡尺的读数
图4-5a中，尺身每小格间距为1mm，当两测量爪合并时，游标上的50格刚好等于尺身上的49mm，则游标每格间距为49mm÷50=0.98mm；尺身每格间距与游标每格间距相差=1mm-0.98mm=0.02mm；0.02mm即为此种游标卡尺的最小读数值。
图4-5b中，游标零线在123mm与124mm之间，游标上的11格刻线与尺身刻线对准。所以，被测尺寸的整数部分为123mm，小数部分为11×0.02mm=0.22mm，被测尺寸为123mm+0.22mm=123.22mm。
图4-5 分度值为0.02mm的游标卡尺的读数
可微调的游标卡尺（图4-6）主要由尺身1和游标2组成，7是辅助游标。松开螺钉3和4即可推动游标在尺身上移动。测量工件需要微量调节时，可拧紧螺钉3，松开螺钉4，旋动微调螺母8，通过小螺杆9使辅助游标7微动。量得尺寸后，拧紧螺钉4，使辅助游标位置固定，然后读数。游标卡尺上量爪5做成尖形，可用来测量齿轮公法线长度和孔距尺寸，下量爪6做成平圆形，外侧面用来测量内孔和沟槽。
图4-6 可微调的游标卡尺
1—尺身 2—游标 3、4—螺钉 5—上量爪 6—下量爪 7—辅助游标 8—微调螺母 9—小螺杆
当测量零件的外尺寸时，卡尺两测量面的连线应垂直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇晃卡尺，找正垂直位置（图4-7）；先把卡尺的活动量爪张开，使量爪能自由地卡进工件，把零件贴靠在固定量爪上，然后移动尺框，用轻微的压力使活动量爪接触零件。如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。不能把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制地卡到零件上去，以免量爪变形，或使测量面过早磨损。
图4-7 用游标卡尺测量零件的外尺寸
a）测量圆形零件 b）测量平面零件
当测量零件的内尺寸时，要使量爪分开的距离小于所测内尺寸（图4-8），进入零件内孔后，再慢慢张开量爪并使其轻轻接触零件内表面，用固定螺钉固定尺框后，轻轻取出卡尺来读数。取出卡尺时，用力要均匀，并使卡尺沿着孔的中心线方向滑出，不可歪斜，以免使量爪扭伤、变形和受到不必要的磨损，同时会使尺框移动，影响测量精度。卡尺两测量刃应在孔的直径方向上，不能偏歪。当量爪在错误位置时，其测量结果将比实际孔径要小。
图4-8 测量零件的内尺寸
在测量圆弧形沟槽的尺寸时，应当用刃口形量爪进行测量，不应当用平面形测量刃进行测量（图4-9a）。
测量沟槽的宽度时，应当用量爪的平面测量刃进行测量，尽量避免用端部测量刃和刀口形量爪去测量外尺寸（图4-9b）。
图4-9 用游标卡尺测量沟槽的尺寸
a）测量圆弧形沟槽 b）测量沟槽的宽度
用游标卡尺测量孔中心线与侧平面之间的距离 L 时，先要用游标卡尺测量出孔的直径 D ，再用刃口形量爪测量孔的壁面与零件侧面之间的最短距离（图4-10）。此时，游标卡尺应垂直于侧平面，且要找到它的最小尺寸，读出游标卡尺的读数 A ，则孔中心线与侧平面之间的距离 L = A +0.5 D 。
图4-10 用游标卡尺测量孔中心线与侧平面之间的距离
1）测量前应把被测量部件和游标卡尺擦干净。检查游标卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损；两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和尺身的零位刻线要相互对准。
2）移动尺框时活动要自如，不应过松或过紧，更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时，游标卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉。
3）测量时，用左手固定被测量零件，不得来回晃动，右手把握好测量姿势（图4-11）。
4）为了获得正确的测量结果，可在零件的同一截面的不同方向多测几次。对较长零件，则应在全长的各个部位进行测量，取其平均值。
5）测量零件时，所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面，不允许过分地施加压力，以免量爪弯曲、磨损或产生弹性变形。
6）读数时，应保持游标卡尺水平，朝着亮光的方向，使人的视线尽可能和游标卡尺的刻线表面垂直，以免造成人为的读数误差。
7）使用过程中要轻拿轻放，严禁将游标卡尺随意乱扔，影响其性能。
8）计量标签为计量检定/校准的标识，使用时应注意保护，如有损坏应立即通知车间兼职计量员重新进行标识。
图4-11 左右手的测量姿势
游标高度卡尺、带表高度卡尺和数显高度卡尺的规格为0～150mm、>150～400mm、>400～600mm、>600～1000mm四种，分度值/分辨力为0.01mm、0.02mm、0.05mm、0.10mm。高度卡尺的测量最大允许误差见表4-2。
表 4-2 高度卡尺的测量最大允许误差
注：表中最大允许误差计算公式中的 L 为测量范围上限值，以mm计。计算结果应四舍五入到10μm，且其值不得小于数字级差（分辨力）或游标刻线间距。
游标深度卡尺用于测量零件的深度、台阶高低和槽的深度，分为Ⅰ型（无钩）、Ⅱ型（单钩）、Ⅲ型（双钩）三种（图4-12），其读数方法和长度游标卡尺完全一样。
图4-12 游标深度卡尺
a）Ⅰ型（无钩） b）Ⅱ型（单钩） c）Ⅲ型（双钩）
游标深度卡尺的分度值有0.01mm、0.02mm、0.05mm、0.1mm四种。其测量范围有0～100mm、0～150mm、0～200mm、0～300mm、0～500mm和0～1000mm六种。游标深度卡尺尺框测量面长度见表4-3。
表 4-3 游标深度卡尺尺框测量面长度 （单位：mm）
测量普通工件时，先把测量基座轻轻压在工件的基准面上，两个端面必须接触工件的基准面（图4-13a）。
测量轴类等台阶时，测量基座的端面一定要压紧在基准面上（图4-13b、c），再移动尺身，直到尺身的端面接触到工件的测量面（台阶面）上，然后用紧固螺钉固定尺框，提起卡尺，读出深度尺寸。
测量多台阶小直径的内孔深度时，要注意尺身的端面是否在要测量的台阶上（图4-13d）。
测量基准面是曲线的工件时（图4-13e），基座的端面必须放在曲线的最高点上，测量出的深度尺寸才是工件的实际尺寸，否则会有测量误差。
图4-13 游标深度卡尺的使用方法
a）测量普通工件 b）、c）测量台阶 d）测量多台阶内孔 e）基准面为曲线时的测量
齿厚卡尺的组成如图4-14所示。其指示装置有三种形式，如图4-15所示。
齿厚卡尺测量齿轮模数的范围为1～16mm、1～26mm、5～32mm、15～55mm，其分度值/分辨力为0.01mm和0.02mm。
图4-14 齿厚卡尺的组成
图4-15 齿厚卡尺的指示装置
a）游标齿厚卡尺 b）带表齿厚卡尺 c）数显齿厚卡尺
千分尺按测量对象可分为外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、壁厚千分尺、杠杆千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺等；按读数方式可分为机械式千分尺和数显千分尺两类。
1）机械式千分尺是利用精密螺纹副原理测量长度的手携式通用长度测量工具。改变千分尺测量面形状和尺架等，就可以制成不同用途的千分尺，如图4-16所示。
图4-16 机械式千分尺
a）外径千分尺 b）内测千分尺 c）内径千分尺 d）公法线千分尺e）深度千分尺 f）深弓千分尺 g）壁厚千分尺
2）数显千分尺也叫电子千分尺，其测量系统中应用了光栅测长技术和集成电路等。
图4-17中，1是尺架，2是砧座，3是表面有刻线的固定套管，里面是带有内螺纹（螺距为0.5mm）的衬套5。7是测微螺杆，右面的螺纹可沿此内螺纹回转，并用轴套4定心。在固定套管3的外面是有刻线的微分筒6，它用锥孔与测微螺杆7右端锥体相连。测微螺杆7转动时的松紧程度可用衬套5上的螺母14来调节。转动手柄13通过偏心锁紧可使测微螺杆7固定不动。松开罩壳8，可使测微螺杆7与微分筒6分离，以便调整零线位置。棘轮盘11用螺钉12与罩壳8连接，转动棘轮盘11使测微螺杆7产生移动，当测微螺杆7左端面接触工件时，棘轮盘11在棘爪销10的斜面上打滑，测微螺杆7就停止前进，由于弹簧9的作用，使棘轮盘11在棘爪销10上滑过而发出“嗒嗒”声。如果棘轮盘11反方向转动，则拨动棘爪销10使微分筒6以及测微螺杆7转动，可使测微螺杆向右移动。
图4-17 外径千分尺
a）外形 b）结构1—尺架 2—砧座 3—固定套管 4—轴套 5—衬套 6—微分筒 7—测微螺杆 8—罩壳 9—弹簧 10—棘爪销 11—棘轮盘 12—螺钉 13—手柄 14—螺母
千分尺的分度值有0.01mm、0.001mm、0.002mm和0.005mm。对分度值为0.01mm的千分尺而言，测微螺杆右端螺纹的螺距为0.5mm，而微分筒前端圆锥面的圆周上共刻50格。因此，当微分筒转一周时，测微螺杆就移动0.5mm；当微分筒转一格，测微螺杆就移动0.01mm。其他分度值的千分尺的刻线原理与此类同。
千分尺的测量范围：0～25mm，25～50mm，50～75mm，75～100mm，100～125mm，125～150mm，150～175mm，175～200mm，200～225mm，225～250mm，250～275mm，275～300mm，300～325mm，325～350mm，350～375mm，375～400mm，400～425mm，425～450mm，450～475mm，475～500mm，500～600mm，600～700mm，700～800mm，800～900mm，900～1000mm。
大外径千分尺（JB/T10007—2012）的测量范围，测砧可调式：1000～1100mm，1100～1200mm，1000～1200mm，1200～1300mm，1300～1400mm，1200～1400mm，1400～1500mm，1500～1600mm，1400～1600mm，1600～1700mm，1700～1800mm，1600～1800mm，1800～1900mm，1900～2000mm，1800～2000mm，2000～2200mm，2200～2400mm，2400～2600mm，2600～2800mm，2800～3000mm；带表可调式：1000～1500mm，1500～2000mm，2000～2500mm，2500～3000mm。
两点内径千分尺的型式和规格见表4-4。
表 4-4 两点内径千分尺的型式和规格
三爪内径千分尺的规格见表4-5。
表 4-5 三爪内径千分尺的规格
深度千分尺、壁厚千分尺和杠杆千分尺的规格见表4-6。
表 4-6 深度千分尺 、 壁厚千分尺和杠杆千分尺的规格
螺纹螺距千分尺和螺纹中径千分尺的规格见表4-7。
表 4-7 螺纹螺距千分尺和螺纹中径千分尺的规格
注：表中 P 为螺距。
高度规实际上是一种带表高度尺，可用来测量工件的外径、内径、高度和深度等，如图4-18所示。
图4-18 几种高度规
在使用高度规时必须注意以下事项：
1）测量前，用干净清洁的布反复擦拭保护膜表面，清洁底座和测量爪的工作面，检查测量爪是否有磨损。
2）清洁平台工作面，将高度尺置于其上，松开紧固螺钉，移动尺框，检查显示屏和各按键工作是否正常。
3）移动尺框时，活动要自如，不应过松或过紧，更不能有晃动现象。
4）测量时，用力要均匀，测力为3～5N，以保证测量的准确性。
5）高度尺的液晶显示处不可沾油、沾水。
6）测量零件时，零件上不能有异物，并在常温下测量。
7）使用时应轻拿轻放，避免测量爪被碰撞到，更不可掉到地上。
1）测量面上，不能有缺口和异物附着现象。
2）旋转棘轮，检查确认锭子移动顺利。
3）旋转棘轮移动锭子（图4-19），使基准面和锭子缓慢地接触，然后再空转棘轮2～3次，并检查确认基点（零点）正确。数显千分尺要进行复位（显示值为0.000）；刻度显示千分尺要确认主轴零点和副轴零点重合（否则要调整千分尺主轴）。
图4-19 千分尺的构造
1）读出微分筒边缘在固定套管上的毫米数和半毫米数。
2）找出微分筒上哪一格与固定套管上的基准线对齐，并读出不足0.5mm的数。
3）把两个数相加即得到实测尺寸。
如图4-20所示，读数步骤：先读出主尺上的整数为6mm，微分筒（副尺）上刻线5正好与固定套管上基准线对齐，读数为0.05mm，两数相加即得到实测尺寸为6.00mm+0.05mm=6.05mm。
注意：为减小读取误差，读取刻度时视线要尽可能地垂直于所要读取的刻度平面。
图4-20 千分尺读数方法
1）千分尺是一种精密的量具，使用时应小心谨慎，动作轻缓，不要让它受到打击和碰撞。千分尺内的螺纹非常精密，使用时要注意：
①在转动旋钮和测力装置时都不能过分用力。
②当转动旋钮至测微螺杆已靠近待测件时，一定要改旋测力装置，不能转动旋钮使螺杆压在待测件上。
③在测微螺杆与测砧已将待测件卡住或旋紧锁紧装置的情况下，决不能强行转动旋钮。
2）有些千分尺为了防止手温使尺架膨胀引起微小的误差，在尺架上装有隔热装置。测量时应手握隔热装置，而尽量少接触尺架的金属部分。
3）使用千分尺测同一长度时，一般应反复测量几次，取其平均值作为测量结果。
4）千分尺用毕后，应用纱布擦干净，在测砧与螺杆之间留出一点空隙，放入盒中。如长期不用，可抹上黄油或机油，放置在干燥的地方。注意不要让它接触腐蚀性的气体。