光線經過偏振片后變成圓偏振光，放置應力的試樣在雙折射慢軸上產生光程差，射出的光變為橢圓偏振光，通過旋轉檢偏鏡測量偏振光受應力影響的角度，從而計算出試樣應力大小和慢軸方向。全自動偏光應力儀在一次測量過程中提取預定角度圖像，能夠同時獲得所有區域的應力大小和慢軸方向，同時輸出三維應力分布。其使用方法如下：

 

　　1、取下靈敏色片，將四分之一波片置入視場，調整偏光應力計的零點，使其呈現暗場。

 

　　2、將試樣放入視場，由口部觀察底部，此時視場中會出現一個暗十字，當試樣應力較小時，暗十字就會變得模糊。

 

　　3、旋轉檢偏鏡，將暗十字分成兩個方向相反的圓弧，當暗區向外移動時，圓弧的凹面會呈現藍灰色，而凸面則會出現褐色。當測量一個選定點的應力值時，旋轉檢偏鏡直到藍灰色剛好被褐色取代為止。

 

　　4、將供試品繞軸線旋轉，找出較大應力點，轉動檢偏鏡直至藍灰色被褐色取代。

 

　　5、記錄檢偏鏡此時的旋轉角度，測量該點的厚度。