《汉书·律历志》中对度量衡三个量与黄钟、秬黍的关系，各个量的单位名称、进位关系以及标准器的制作都有详细的规定。近年来，新莽时期制造的度量衡标准多有发现，可与《汉书·律历志》中审度、嘉量、权衡各篇相互印证。为了便于对汉代度量衡有一个比较全面的了解，我们将这时期单位制和标准器按审度、喜量、权衡三部分来叙述。
(1)审度
《汉书·律历志》云：
度者，分、寸、尺、丈、引也，所以度长短也。本起黄钟之长。以子谷秬黍中者，一黍之广度之，九十分黄钟之长。一为一分，十分为寸，十寸为尺，十尺为丈，十丈为引，而五度审矣。其法用铜，高一寸，广二寸，长一丈，而分寸尺丈存焉。用竹为引，高一分，广六分，长十丈……职在内宫，廷尉掌之。
1927年在甘肃定西县出土了一批新莽时代的度量衡器，其中有一支铜丈(现藏台北故宫博物院)，上刻王莽统一度量衡81字诏文：“黄帝初祖，德匝〔za扎〕于虞，虞帝始祖，德币于新，岁在大梁，龙集戊辰，戊辰直定，天命有民，据土德受，正号即真，改正建丑，长寿隆崇。同律度量衡，稽当前人，龙在己巳，岁次实沉，初班天下，万国永遵，子子孙孙，亨传亿年。”铜丈未刻分寸线纹，只有长、宽、高端面，实测铜丈长229.3厘米，宽(广)4.7厘米，厚(高)2.4厘米，与上文对照皆合，根据高一寸，广二寸，长一丈，便可以折合汉尺的实际长度，经过测算所得每尺长分别为22.9厘米、23.5厘米和24厘米，似得不到统一的单位量值，考证其原因有以下几点：铜丈出土时已残损，而今所得长、宽、高的数据又仅从拓本测出，纸张伸缩在所难免，但总体来看，与《汉书·律历志》所记仍基本相合。铜丈只有端面而无分、寸、尺的线纹，故并非实用器，而是作为校对用的标准器。
图6-1 东汉鸟兽纹铜尺
图6-2 东汉几何纹铜尺
目前所见保存在全国各地的两汉尺近一百支，半数以上为铜质。除铜尺以外，还有铁尺、骨尺、牙尺、竹木尺等。尺上或以各种纹饰分成10个寸格，或以线纹分割成10寸。每寸刻10分。近年来出土的东汉尺较多，以鸟兽纹铜尺、几何纹铜尺最有代表性，尺以图形分割成寸格，无分刻，其鸟兽、人物纹饰古拙、粗犷而豪放，不拘泥于写实，形成东汉尺特有的艺术风格。两汉尺度基本沿用秦制，每尺在23厘米左右，东汉后期尺度略有增长，每尺约长23.5厘米。
图7 新莽铜卡尺
除一般的直尺外，汉代已有了专用的测长工具——卡尺。所见两支卡尺，一支藏中国历史博物馆，另一支藏北京市艺术博物馆。尺正面刻有铭文“始建国元年正月癸酉朔日制”，铭文表明此尺制作于新莽始建国元年。卡尺由固定尺和滑动尺两部分组成，两端均有成矩形的量爪。固定尺正面刻40分格(即四寸)，上部有一鱼鳞形柄，中间开一导槽，滑动尺正面刻有五个寸格(未刻分)，量爪与尺身相联处有环状拉手，引环可使滑动尺移动，当两尺的量爪靠拢时，固定尺与滑动尺等长，两尺刻线大体相对。
卡尺的使用：当测量工件的外圆直径时，先将滑动尺拉开，将卡爪卡入后，移动滑动尺使之卡紧，以滑动卡爪外侧作为准线，在固定尺面上即可得到读数。卡尺的发明解决了测量工件外圆直径尺寸的问题，而在此之前，凡涉及外圆直径常常用围长或周长来代替。(见《考工记·轮人》)卡尺除了便于用量爪来测量轴径、板厚的尺寸外，还可以用固定尺的右端面为基面，引其环移动活动尺，使活动尺右端面与槽底面接触，便可测得槽深尺寸。
新莽卡尺的发现，说明距今1980多年前的西汉末年，我国测量长度的技术已从一支直尺发展到能制造出既可以测量直径，又便于测量深度的多用途的工具，的确是件了不起的事。卡尺的发明可谓古代计量技术上的一个突破。在英国科学技术史专家李约瑟博士指导下编写的《中国——发现和发明的国度》一书，简明地介绍了中国的一百个“世界第一”，其中就介绍了新莽卡尺(该书称其为滑动测径器)，认为这是古代文化遗产中给人印象最深的测量工具，并且说：“使用完整的有刻度的滑动测径器，中国比欧洲要早1700年左右。”
(2)嘉量
《汉书·律历志》云：
量者，龠、合、升、斗、斛也，所以量多少>也。本起于黄钟之龠，用度数审其容。以子谷秬黍中者，千有二百实其龠，以井水准其概。合龠为合，十合为升，十升为斗，十斗为斛，而五量嘉矣。其法用铜，方尺而圜其外，旁有庣焉，其上为斛，其下为斗，左耳为升，右耳为合、龠……职在太仓，大司农掌之。
今藏台北故宫博物院的“新莽嘉量”，是一件五量合一的铜制标准量器。《隋书·律历志》称它为“王莽时刘歆铜斛”，说明此器的设计者是刘歆。量器的主体部分是一个大圆柱体，近下端有底，底上方是斛量，下方是斗量；右侧是一个小圆柱体，为升量；器底在下沿，右侧也是一个小圆柱体，上为合〔ge阁〕量；底在中端，下为龠；故斛、升、合三量口朝上，斗、龠二量口朝下。器壁正面有81字总铭，与新莽铜丈铭文相同，单件量器上还各有分铭：
律嘉量斛，方尺而圜其外，庣旁九厘五毫，冥百六十二寸，深尺，积千六百二十寸，容十斗。
律嘉量斗，方尺而圜其外，庣旁九厘五毫，冥百六十二寸，深寸，积百六十二寸，容十升。
律嘉量升，方二寸而圜其外，庣旁一厘九毫，冥六百四十八分，深二寸五分，积万六千二百分，容十合。
律嘉量合，方寸而圜其外，庣旁九毫，冥百六十二分，深寸，积千六百二十分，容二龠。
律嘉量龠，方寸而圜其外，庣旁九毫，冥百六十二分，深五分，积八百一十分，容如黄钟。
“律”即指黄钟之律，“嘉量”，嘉是好的意思，如同今天称之为标准量器。“方尺(寸)而圜其外”是中国古代定圆的方法，先确定方的尺寸，再作外接圆。“庣旁”是指从正方形角顶端到外圆圆周的一段距离。嘉量斛容1620立方寸，如用方尺而圆其外定圆径，那么一斛的容积就不合此数，故在正方形对角线两端需要各加九厘五毫作为圆径，容积方能相合。“冥”同幂〔mi密〕指圆面积。“积”是指容积。分铭记有每一种量的径、深、底面积的尺寸和容积，《汉书·律历志》并有“其重二钧”的记录。由这一器，除可以得到汉代长度、容量、重量三者的单位量值外，还可以推算出当时所用圆周率为3.1547，比《周髀算经》所用“径一而周三”前进了一大步。南北朝时的历算学家祖冲之，用他所求得精密的圆周率3.1415926来考校嘉量，得到了更准确的计算容积，并指出了刘歆数学之不精。近人刘复将新嘉量的尺寸、容量、重量作了精密的测量，著有《新嘉量之校量及推算》，根据实测推算出新莽时一尺长23.1厘米，一升容200毫升，一斤重226.7克。“新莽嘉量”流传至今，是研究两汉度量衡重要的珍贵文物。嘉量设计巧妙(集度量衡三个量在一器上，并且是五量合一)，刻铭详尽(刻有每器的长、径、深尺寸和每器的量值)，计算精确(达到甚至超出了当时的最高计算水平)，制作精湛。历代均把嘉量当作传世之宝器，历经近两千年而能保存至今，可见此器确为国之瑰宝，传世之珍品。
图8 新嘉量及庣旁示意图
除“新莽嘉量”外，所见两汉量器63件，包括龠、合、升、斗、斛等各种量值，质地大多数为铜，其中许多镌刻铭文来说明它的用途、量值和使用的方法。1953年甘肃省古浪县出土了一件“大司农平斛”，今藏中国历史博物馆。斛呈桶形，腹外壁有对称的短柄，近柄处有凸起方框，用来装检封(如今天检定合格后所盖的印章)，腹壁刻铭文一行：“大司农平斛，建武十一年正月造。”大司农是汉代官职，掌管国家租税钱谷盐铁等主要财政收入，也主管量器的制造、检定与发放等工作。“平斛”是指公平、均等的意思，有如今天的标准量器。“大司农平斛”是由大司农监制、校量的“斛”，即国家级的标准量器，“建武”是东汉光武帝的年号，建武十一年即公元35年。经实测铜斛容19600毫升，折合每升为196毫升。今搜集到两汉时的量器60余件，皆经实测容量，折算每升均在200毫升左右，仍沿用秦之遗制。
(3)权衡
《汉书·律历志》云：
权者，铢、两、斤、钧、石〔shi时〕也，所以称物平施，知轻重也。本起于黄钟之重。一龠容千二百黍，重十二铢，两之为两。二十四铢为两，十六两为斤，三十斤为钧，四钧为石……五权之制，以义立之，以物钧之，其作小大之差，以轻重为宜。圜而环之，令之肉倍好者……职在大行，鸿胪掌之。
1927年在甘肃定西县秤钩驿与新莽铜丈同时出土了新莽时制造的铜衡杆和多件铜环权。衡杆中间为提纽，两端各有扁平长方体的悬纽(左端悬纽已残)，衡杆中部刻新莽统一度量衡诏文20行共81字，与新莽铜丈、新莽嘉量总铭相同。衡杆重量合新莽衡制10斤。同时出土的还有石铜权、二钧铜权、九斤铜权、六斤铜权、三斤铜权各一件。铜权为扁平环状，断面呈椭圆形，外径约为孔径的三倍，权衡篇谓之为“肉倍好”，肉即铜环，好即中心的孔。各件权上有的刻81字诏文和权的自重，有的刻“始建国元年正月癸酉朔日制”。始建国元年即公元9年，“癸酉朔日”即夏历初一。按各件权的自铭折算，每斤在238克左右。
实测汉权共45件(套)，器形分鼻纽形和圆环形两种，权衡是古代衡器的总称，直至近现代才分天平、台秤、木杆秤等多种称谓。经过各方面材料的综合分析，我们认为在秦和西汉时的鼻纽权，尽管形制类似今天杆秤上用的秤砣，但使用方法上则是提纽在中间而权和被称物置于衡杆的两端，称重时以权的已知重量来求被称物的未知量，相当于今天的等臂式天平。西汉之后，权的形制虽然没有大的变化，但使用上却多转变为不等臂的杆秤秤砣，杆秤的量程广，使用和携带方便，制作也简单，受到广大群众的欢迎，汉以后广泛使用并流传至今。
纵观我国度量衡发展史，秦汉时期无论是在标准的确立、器物的制作，还是在单位制的完备、制度的建立等方面，都占有重要的地位。此后虽因王朝兴衰，改朝换代也常常要重新颁定度量衡制度，但是每每总以追求秦汉古制为准则。两千多年来，度量衡无论是量值增大或减小，器具的兴废和更换，单位制的改进或复古，其基本体制始终是秦汉时所建立。鸦片战争以后，外来制度不断输入，传统制度受到冲击，度量衡极度混乱。1911年辛亥革命，推翻了封建王朝的统治。民国初立，改革度量衡已势在必行，迫使国民政府废弃旧制而确立市用制，却也仍是秦汉制度的继承。直到1984年法定计量单位公布和实施，才彻底地摒弃了旧制，推行国际单位制。因此，可以说秦汉时期是我国度量衡发展史上一个重要的时代，对后世影响也极为深远。