頂板離層儀的原理，它的使用原理是將頂板內的多個固定裝置，跟隨著巖層的變化去測量鋼絲繩反應到頂板表面的測數值，通過頂板不同層位的位移差，從而判斷出巷道頂板的穩定性和錨桿的支護效果。
       頂板離層儀的結構，是由測量鋼絲、孔內盤、孔內固定器和測讀數裝置四個部分組成。測讀數裝置由兩個帶有刻度標志的半圓鋼條組成，測量鋼絲繩由柔軟彈性小的多股細鋼絲聯接內固定器與測讀數裝置，孔口盤由塑料圓盤和塑料管組成，圓盤作用是導泄孔內水，圓管是讀數裝置的基準，孔內固定器采用彈簧抓爪式結構。
頂板離層儀的監測方法
       頂板離層儀的深、淺刻度讀數等于移動量減初始值；當錨桿支護范圍內頂板下沉時，頂板離層儀的深、淺兩個基點的刻度都有變化，錨索支護范圍內頂板下沉而錨桿支護范圍內頂板不動時，頂板離層儀只有深基點刻度變化，若錨桿、錨索支護范圍內的頂板同時下沉時，頂板離層儀深、淺基點上的刻度都有變化，而深基點刻度的變化量即是頂板下沉量的總和。