卡尺的原理是利用主尺上的刻线间距（简称线距）和游标尺上的线距之差来读出小数部分，例如：主尺上的线距为1毫米，游标尺上有10格，其线距为0.9毫米。当两者的零刻线相重合，若游标尺移动0.1毫米，则它的第1根刻线与主尺的第1根刻线重合；若游标尺移动0.2毫米，则它的第2根刻线与主尺的第2根刻线重合。依此类推，可从游标尺与主尺上刻线重合处读出量值的小数部分。主尺与游标尺线距的差值 0.1毫米就是游标卡尺的最小读数值。同理，若它们的线距的差值为0.05毫米或0.02毫米(游标尺上分别有20格或50格)，则其最小读数值分别为0.05毫米或0.02毫米。
游标原理是法国人P.韦尼埃于1631年提出的。它常用于长度测量工具的长度和角度的细分读数机构中。详细可查阅国家标准（GB/T21388、GB/T21389、GB/T21390）。
数显卡尺的尺身装有高精度的齿条， 齿条运转带动圆形栅格片转动，用光电脉冲计数的原理，将卡尺量爪位移量转变成脉冲讯号，通过计数器和显示器将测量尺寸用数字显示屏上。它的测量步骤第一步：调零，使用干净的白纸清洁测量爪，清洁完后将卡尺游标推至卡尺最左端并稍稍用力按紧，打开卡尺电源开关，再按ZERO按钮，使显示屏变为零。第二步：公制、英制选择，根据实际需要，接IN或MM按钮，每按一次公制和英制交替显示，当窗口显示为MM时，表示公制，而IN表示英制。根据不同的工作实际需要选择不同的测量方式。第三步：移动游标，用卡尺的外爪，内爪或深度尺卡住被测物体，当烽显稳定时，读出其显示数值并做好记录，第四步：测量结束后交换游标推回并在内测量爪间距0.1-0.2MM位置将将卡尺上部的固之下螺丝扭紧，然后锁关闭电源（OFF按钮），将卡尺放入盒内。
以上是一般的数显卡尺的工作原理，而现在日三丰绝对原点型 Digimatic 卡尺是新一代电 子卡尺，是一款新型 数显卡尺，它的工作原理与传统的不同，无论何时开机，它的显 示屏都会显示出当前副尺位置，以便随时进行测量。采用绝对原点编码器技术，无 需反复调零，也不会产生超速错产品。它可对所设置的原点位置进行持续跟踪。更加智能化。它有大型清的液晶读数显示，可通过 ZERO/ABS 键在任意滑块位置调零， 以便步进比较测量结果。此开关也能返回绝对原点 (ABS) 坐标位置并显示距离原 点 (通常为量爪闭合点) 的实际位置。可提供数据保持装置 (959143) 选件，更值得一提的是，可提供带有硬质合金头量爪的卡尺。
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