美国Ambios公司的表面轮廓仪(Surface Profilomer XP-2)可以对薄膜的厚度和残余应力进行测量，如图。其基本原理是：将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。
为测量沉积薄膜的厚度，我们进行镀膜之前用切面较齐的压片遮挡住基底的一部分，形成“台阶”，该仪器测量残余应力是通过测量由应力产生的弯曲或卷曲程度来确定沉积薄膜的应力水平，首先要对薄膜表面进行扫描，记录下薄膜的表面形貌并得出薄膜表面的曲率半径，同时我们输入基底和薄膜的厚度、基底的弹性模量和泊松比，计算机即可根据stoney公式，计算出薄膜的残余应力：
式中Es，ts和vs分别代表基材的弹性模量，厚度和泊松比；tc代表薄膜的厚度；R是曲率半径。
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