由于比较法是一种估值测量 ，其检验结果的可靠性和准确性很大程度上取决于检验人员的经验。因此，当需要获得精确表面粗糙度误差值时，应采用合适的仪器进行测量，常见的方法如下。
利用光波干涉原理(见平晶、激光测长技术)将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高(可达500倍)的显微镜，如图a所示，将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面的表面粗糙度。应用此法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。这种方法适用于测量Rz为0.025 ~ 0.8 μm的表面粗糙度。
光线通过狭缝后形成的光带投射到被测表面上，以它与被测表面的交线所形成的轮廓曲线来测量表面粗糙度。由光源射出的光经聚光镜、狭缝、物镜1后，以45°的倾斜角将狭缝投射到被测表面,形成被测表面的截面轮廓图形,然后通过物镜2将此图形放大后投射到分划板上。利用测微目镜和读数鼓轮先读出H值，计算后得到H值。应用此法的表面粗糙度测量工具称为光切显微镜，如图b所示。它适用于测量Rz为0.8 ~ 100 μm的表面粗糙度，需要人工取点，测量效率低。
利用针尖曲率半径为2 μm左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值，也可用记录器记录被测截面轮廓曲线。一般将仅能显示表面粗糙度数的测量工具称为表面粗糙度测量仪，同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪如图所示。这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，它能自动计算出轮算术平均偏差Ra、轮廓最大高度Rz和其他多种评定参数，测量效率高，适用于测量Ra为0.025~ 6.3
μm的表面粗糙度。
