外徑千分尺常簡稱為千分尺，它是比游標卡尺更精密的長度測量儀器，常見的一種如圖2.4-1所示，它的量程是0-25毫米，分度值是0.01毫米。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。
根據螺旋運動原理，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毫米的數值。
數顯千分尺的零位校準
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，用扳手調節套管的位置，使兩零線對齊，再把小螺絲擰緊。不同廠家生產的千分尺的調零方法不一樣，這里僅是其中一種調零的方法。
檢查千分尺零位是否校準時，要使螺桿和測砧接觸，偶而會發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。
數顯千分尺的讀數
讀數時，先以微分筒的端面為準線，讀出固定套管下刻度線的分度值(只讀出以毫米為單位的整數)，再以固定套管上的水平橫線作為讀數準線，讀出可動刻度上的分度值，讀數時應估讀到*小刻度的十分之一，即0.001毫米。如果微分筒的端面與固定刻度的下刻度線之間無上刻度線，測量結果即為下刻度線的數值加可動刻度的值；如微分筒端面與下刻度線之間有一條上刻度線，測量結果應為下刻度線的數值加上0.5毫米，再加上可動刻度的值，如圖2.4-2讀數為8.384毫米，圖2.4-3讀數為7.923毫米。
