外径千分尺是根据螺旋副的原理、将角度的位移变为直线的位移，利用固定套筒和微分套筒之间的刻度关系而达到0.01mm的精度。在带螺母的固定套筒轴向表面刻有基线，基线上下均匀地刻了许多毫米刻线，上下相近两条刻线之间错开0.5mm。如果就基线的上下一边来说，每两条刻线之间为1mm，基线的一边为固定套筒的整数部分，另一边则成为半刻度线位置（0.5mm）。在微分筒的圆锥面上刻有50条刻线，由于活动测杆后面有精密螺纹，螺距是0.5mm，所以当微分筒转一周时，活动测杆就移动0.5mm，同时微分筒就遮住或露出固定套筒的一条半刻度线（即0.5mm刻线）。所以，当微分筒每转一格时（即1/50周），活动测杆的移动量为：0.5×1/50＝0.01mm，所以千分尺的测量精度可达0.01mm。