يُعدّ القياس بعد اكتمال أداة الفحص خطوةً شاقة. ونظرًا لتعقيد بنية أداة الفحص وكثرة نقاط القياس على سطحها ثلاثي الأبعاد، يُعتمد عادةً على القياس باستخدام جهاز قياس إحداثيات مكتبي. ورغم دقة هذا الجهاز، إلا أنه غير عملي، خاصةً عند فحص أجزاء كبيرة من المنتج أو وجود زوايا ميتة كثيرة. لذا، ظهرت عيوب القياس المكتبي. ولذلك، بات من المعروف استخدام طريقة قياس أخرى، وهي جهاز قياس الإحداثيات ذي الذراع المفصلية، وهو جهاز يشبه الروبوت.

تتصل عدة أذرع ثابتة الطول بمفاصل تدور حول محاور متعامدة، ويُركّب جهاز قياس إحداثيات نظام الكشف على العمود النهائي. يُشار عادةً إلى عدد دورات الكتفين والمرفقين والمعصمين بثلاثة أرقام مفصولة بعلامة "-". يمكن أن يكون التكوين 2-2-3 على النحو التالي: a0-b0-d0-e0-f0 و a0-b0-c0-d0-e0-f0-g0. في آلة قياس الذراع المفصلية ذات الدوران الزاوي، ولتتناسب مع الوضع الحالي، يكون عدد المفاصل عادةً أقل من 7، ويُستخدم هذا النوع عادةً للقياس اليدوي.

تستبدل آلة القياس ذات الذراع المفصلية مرجع الطول بمرجع الزاوية، حيث تربط عدة قضبان ومسبارًا واحدًا على التوالي عبر مفصل دوار، ويتحرك طرف المسبار بحرية في الفراغ. تتكون الآلة عادةً من قاعدة، وستة مفاصل، وذراعين، ورأس قياس، وأجزاء أخرى. يتميز نظام القياس بست درجات حرية، مما يسهل قياس القطع المعقدة. تستخدم آلة قياس الإحداثيات ذات الذراع المفصلية زاوية دوران كل مفصل وذراع العمل كمرجع للقياس لتحقيق قياس الإحداثيات من خلال تحويل نظام الإحداثيات. لذلك، فإن المعلمة المقاسة الأساسية في نظام جمع البيانات هي زاوية كل مفصل، ويتم تحديد طول ذراع العمل من خلال معايرة الهيكل الميكانيكي.