超聲波涂層測厚儀是根據超聲波脈沖反射原理來進行厚度測量的，當探頭發射的超聲波脈沖通過被測物體到達材料分界面時，脈沖被反射回探頭，通過準確測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。主要有主機和探頭兩部分組成。主機電路包括發射電路、接收電路、計數顯示電路三部分，由發射電路產生的高壓沖擊波激勵探頭，產生超聲發射脈沖波，脈沖波經介質介面反射后被接收電路接收，通過單片機計數處理后，經液晶顯示器顯示厚度數值，它主要根據聲波在試樣中的傳播速度乘以通過試樣的時間的一半而得到試樣的厚度。
雖然幾種測厚儀在校準中測量點和標準材料的選擇上有很多不同，但在操作中都有一些相同的需要注意的地方，如每種測厚儀對基體的表面曲率和厚度都有一個下限的規定，在實際校準中應選擇尺寸合理的基體進行操作；測量中測頭的取向和壓力也會對結果有影響，要保持測頭與基體的垂直、壓力恒定并盡可能小；另外，校準覆層測厚儀時還要注意外界磁場和基體剩磁的干擾，校準超聲波測厚儀時要注意溫度變化和耦合劑粘度的影響。
超聲波涂層測厚儀測量精度受到影響的原因：
(1)覆蓋層厚度大于25μm時，其誤差與覆蓋層厚度近似成正比；
(2)基體金屬的電導率對測量有影響，它與基體金屬材料成分及熱處理方法有關；
(3)任何一種測厚儀都要求基體金屬有一個臨界厚度,，只有大于這個厚度，測量才不會受基體金屬厚度的影響；
(4)渦流測厚儀對試樣測定存在邊緣效應,，即對靠近試樣樣邊緣或內轉角處的測量是不可靠的；
(5)試樣的曲率對測量有影響，這種影響將隨曲率半徑的減小明顯地增大；基體金屬和覆蓋層的表面粗糙度影響測量的精度，粗糙度增大，影響增大。
