Pomiar po zakończeniu pracy narzędzia inspekcyjnego jest uciążliwy. Ze względu na bardziej skomplikowaną konstrukcję narzędzia inspekcyjnego i większą liczbę punktów pomiarowych na powierzchni 3D, pomiary wykonuje się zazwyczaj za pomocą trójwspółrzędnego przyrządu pomiarowego. Chociaż dokładność trójwspółrzędnego przyrządu pomiarowego jest wysoka, jest on niewygodny w obsłudze, zwłaszcza w przypadku inspekcji częściowej, obejmującej duży, specyficzny produkt i wiele kątów martwych. Pojawiły się wady pomiaru współrzędnych na stole. Dlatego też powszechnie znana jest inna metoda pomiaru. Jest to przyrząd pomiarowy z ramieniem przegubowym, przypominający robota.

Wiele ramion o stałej długości jest połączonych przegubami, które obracają się wokół wzajemnie prostopadłych osi, a na końcowym wale zamontowany jest współrzędny układ pomiarowy systemu detekcji. Zazwyczaj liczba obrotów ramion, łokci i nadgarstków jest reprezentowana przez trzy liczby oddzielone znakiem „-”. Konfiguracja 2-2-3 może mieć postać a0-b0-d0-e0-f0 i a0-b0-c0-d0-e0 -f0-g0. Aby dostosować się do bieżącej sytuacji, liczba przegubów jest zazwyczaj mniejsza niż 7, zazwyczaj w przypadku pomiarów ręcznych.

Maszyna pomiarowa z ramieniem przegubowym zastępuje odniesienie długości odniesieniem kąta i łączy szeregowo kilka prętów i jedną sondę za pomocą złącza obrotowego, a koniec sondy porusza się swobodnie w przestrzeni, składającej się zazwyczaj z podstawy, 6 przegubów, 2 ramion oraz głowicy pomiarowej i innych części. System pomiarowy ma przestrzeń sześciu stopni swobody, co pozwala na łatwe wykonywanie pomiarów złożonych elementów. Współrzędnościowa maszyna pomiarowa z ramieniem przegubowym wykorzystuje kąt obrotu każdego przegubu i ramienia roboczego jako odniesienie pomiarowe do realizacji pomiaru współrzędnych poprzez transformację układu współrzędnych. Dlatego podstawowym parametrem mierzonym w systemie akwizycji danych jest narożnik każdego przegubu, a długość ramienia roboczego jest określana poprzez kalibrację struktury mechanicznej.