外徑千分尺的結構由固定的尺架、測砧、測微螺桿、固定套管、微分筒、測力裝置、鎖緊裝置等組成。固定套管上有一條水平線，這條線上、下各有一列間距為1毫米的刻度線，上面的刻度線恰好在下面二相鄰刻度線中間。微分筒上的刻度線是將圓周分為50等分的水平線，它是旋轉運動的。從讀數(shù)方式上來看，常用的外徑千分尺有普通式、帶表示和電子數(shù)顯式三種類型。
根據(jù)螺旋運動原理，當微分筒（又稱可動刻度筒）旋轉一周時，測微螺桿前進或后退一個螺距──0．5毫米。這樣，當微分筒旋轉一個分度后，它轉過了1/50周，這時螺桿沿軸線移動了1/50×0．5毫米=0．01毫米，因此，使用千分尺可以準確讀出0．01毫米的數(shù)值。
使用千分尺時先要檢查其零位是否校準，因此先松開鎖緊裝置，清除油污，特別是測砧與測微螺桿間接觸面要清洗干凈。檢查微分筒的端面是否與固定套管上的零刻度線重合，若不重合應先旋轉旋鈕，直至螺桿要接近測砧時，旋轉測力裝置，當螺桿剛好與測砧接觸時會聽到喀喀聲，這時停止轉動。如兩零線仍不重合（兩零線重合的標志是：微分筒的端面與固定刻度的零線重合，且可動刻度的零線與固定刻度的水平橫線重合），可將固定套管上的小螺絲松動，用專用扳手調(diào)節(jié)套管的位置，使兩零線對齊，再把小螺絲擰緊。不同廠家生產(chǎn)的千分尺的調(diào)零方法不一樣，這里僅是其中一種調(diào)零的方法。檢查千分尺零位是否校準時，要使螺桿和測砧接觸，偶爾會發(fā)生向后旋轉測力裝置兩者不分離的情形。這時可用左手手心用力頂住尺架上測砧的左側，右手手心頂住測力裝置，再用手指沿逆時針方向旋轉旋鈕，可以使螺桿和測砧分開。
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