一、顯微硬度的測量原理
顯微硬度的測量原理與維氏硬度一樣，也是用壓痕單位面積上所承受的載荷來表示的。只是試樣需要拋光腐蝕制成金相顯微試樣，以便測量顯微組織中各相的硬度。顯微硬度一般用HM表示。
顯微硬度測試用的壓頭有兩種：一種是和維氏硬度壓頭一樣的兩面之間的夾角為136°的金剛石正四棱錐壓頭
二、顯微硬度計的構造及其應用
顯微硬度計是由顯微鏡和硬度計兩部分組成。顯微鏡用來觀察顯微組織，確定測試部位，測定壓痕對角線的長度；硬度測試裝置則是將一事實上的載荷加在一事實上的壓并沒有上，壓入所確定的測試部位。
現以ПMT-3型的顯微硬度計為例說明其構造及其使用方法。
1．構造
ПMT-3型的顯微硬度計主要由支架部分、截物臺、負荷機構、顯微鏡系統等四部分組成，
① 支架部分。主要由底座和主柱組成。借助調節螺母可升降托架，使顯微鏡整體上下移動。
② 截物臺。由三個螺釘固定在底座上，其中兩個螺釘控制其前后左右移動。載物臺移動的最大行程為10mm，旋轉手柄可使載物臺作180°回轉運動，使顯微鏡觀察到的組織，恰好能轉到顯微硬度計壓頭下面，然后加載，得一個顯微硬度壓痕。當載物臺回轉到原來位置以后，壓痕對角線長度可由顯微鏡測量出來。載物臺不需要轉動時可用固定螺釘使載物臺固定。
③ 加載荷重機構。是顯微硬度計的重要組成部分荷重機構安裝在臂架上，與物鏡相對稱。立柱1由兩片彈簧(3與4)支持著，在它的下端裝入壓頭8，荷重砝碼套在立柱中部，立柱平時由托板托住。加載荷時，借手柄7逆時針方向旋轉而使托盤離開，立柱隨之下降，載荷就通過壓頭加到磨面上。
④ 顯微鏡部分。由鏡筒物鏡和目鏡組、機械調節及照明裝置組成。顯微鏡用粗調和微調旋鈕調節焦距，在微調旋鈕上刻有刻度，指示顯微鏡上下調節的距離，每小格相當于0.002mm。鏡筒上裝有傾斜的觀察鏡筒及15×的螺旋式測微目鏡。在顯微攝影時可換用直射攝影鏡筒和15×的攝影目鏡。照相暗盒就固定在直射鏡筒上。
顯微鏡配有兩個物鏡(F6.16及F23.2)和一個目鏡(15×)。顯微放大倍數為485×及130×，能在明場和暗場下觀察。其照明方式的改變通過旋轉手柄來實現。
螺旋式測微器用來測量壓痕對角線的長度。測微器上有100個小格。
照明光源為6V15W低壓白熾燈。
國產HX-200型顯微硬度計與ПMT-3型結構相似。
2．顯微硬度的測試方法
① 試驗前的準備工作包括：
安裝物鏡、螺旋測微目鏡及壓頭；檢查并調整壓痕中心與視場中心重合；載荷機構的調整等。
② 試樣經加載，卸載，轉動載物臺，在目鏡中可觀察到顯微硬度的壓痕。
③ 用螺旋測微目鏡測定壓痕對角線的長度
測量時，首先移動工作臺，使試樣壓痕的左面兩邊與十字交叉線的右半邊重合，記下測微鼓輪的指示九；然后轉動鼓輪使十字交叉線的左半邊與壓痕的右面兩邊也重合，再記下測微鼓輪上的讀數，兩數之差為壓痕對角線相對應的格數。然后再乘以鼓輪刻度值(放大485×時每格為0.3μm)即得到壓痕對角線長度。
一般是測兩條相互垂直的對角線的長度再取平均值作為壓痕對角線的長度d。
由壓痕對角線的長度，通過公式(11-10)計算或查壓痕對角線與顯微硬度對照表得到顯微硬度值。
三、影響顯微硬度值的因素  
1．試樣制備
顯微試樣制備過程中，會因磨削使表面塑性變形引起加工硬化，這會對顯微硬度值有很大的影響(有時誤差可達50%)，低載荷下更為明顯。因此試樣在制備過程中，要盡量減少表面變形層，特別對軟材料，最好采用電解拋光。
2．載荷
根據試樣的實際情況，選擇適當的荷載，在試樣條件允許的情況下，盡量選擇較大的載荷，以得到盡可能大的壓痕。由于彈性變形的回復是材料的一種性能，對于任意大小的壓痕其彈性回復量幾乎一樣，壓痕越小彈性回復量占的比例就越大，顯微硬度值也就越高。在同一試樣中，選用不同的載荷測試得出的結果不完全相同，一般載荷越小，硬度值波動越大。所以對于同一試驗最好始終選相同的載荷，以減少載荷變化對硬度值的影響。布科提出了下列四類加載范圍，可供參考：
鋁合金：1~5g
軟鐵鎳：5~15g
硬鋼：15~30g
碳化物：30~120g
3．加載速度和保載時間
加載速度過快，會使壓痕加大，顯微硬度值降低。一般載荷越小，加載速度的影響就越大，當載荷小于100g時，加載速度應為1~20μm/s。加載后保持載荷3~5s即可卸載進行測量。