找到了鐵礦石，計劃中鋼鐵工業就可以起步了，以後的生產規模會逐漸擴大，趙劍寒仔細盤算了一下，覺得還要做很多準備工作。
首先是計量工具，趙劍寒以前曾經給工匠們講過他設計的那一套計量方法，由於是在現有的度量衡基礎上作的改進，工匠們還是能接受的，經過這段時間的實際工作，工匠們也親身體會到這種計量方法的重要性，但是新式計量工具還是太少，趙劍寒決定進行批量生產。
最好做的是直尺，使用木材製作，只是將刻度細化，最小刻度是分（十分之一寸）。爲了測量更長的物體，趙劍寒設計了可摺疊的木尺，每一節的長度是一尺，由六節組成，兩節之間用鉚釘連接起來，全部展開有六尺長。
直尺主要是木工和泥工使用，如果要加工金屬零件，精度要求更高，就要用到遊標卡尺，趙劍寒曾經要求鄭氏兄弟做了一批，精度做到了二十分之一分，相當於0.1到0.2毫米之間，不過都是用木頭做的，容易損壞，被測物體溫度稍高就不能用了，趙劍寒準備用鐵來製作。
現在，臥虎山莊已經有了簡易的磨牀和砂紙，可以加工出表面非常平滑的鐵條，鐵製的遊標卡尺是能夠加工出來的，趙劍寒計劃讓工匠們人手配備一把，可以大大提高工作效率。
除了長度，重量的測量工具也是非常重要的，不管是水泥、玻璃還是香皂的生產，都要按照一定的配方下料，以前工匠們都是用桿秤來稱量，但是桿秤稱量的範圍有限，精度也不夠高，趙劍寒設計了天平和磅秤來解決這個問題。
天平的原理很簡單，難度在於砝碼的製作，爲了經久耐用，趙劍寒決定用鐵來製作各種規格的砝碼，他根據鐵的比重推算出石（一百二十斤）、斤（16兩）、兩（10錢）這些重量單位的體積，畫出標準的形狀，要求秦向武和吳青山進行製作。
秦向武和吳青山有一手極爲精準的雕刻手藝，他們先用石蠟製成同樣大小的砝碼，然後在外面糊上細沙，用失蠟法工藝進行鑄造，最後用砂紙打磨，經過多次試製，終於做出了幾套合格的砝碼。
至於錢（10分）和分（其中1分=0.37克）這兩個計量單位，因爲重量較小，直接用小鐵片打磨製作，要求十個一模一樣的一錢的小鐵片和一個一兩的砝碼放到天平上的兩端之後，天平要保持平衡，這對製作者的要求很高，分這一級的砝碼更是如此，不過慢工出細活，趙劍寒相信秦向武和吳青山能完成這個任務。
天枰主要用來精確測量較輕的物體的重量，更多的使用在教學和實驗中，大規模工業生產的時候，磅秤的用處更大，但是現在還造不出彈簧和鋼絲，趙劍寒只好鐵來代替傳統桿秤的木杆，托盤和鐵桿之間也用鐵條相連，砝碼還是用鑄造的方法做出來，其實越重的砝碼製作起來越簡單，趙劍寒把磅秤交給另外一名鐵匠來製作。
最後做出來的磅秤可以一次稱量幾百斤的物體，對生產效率的提高很有幫助，不過體積和重量都很大，只好多做幾套，固定放在各個需要用到它的生產現場。
容積的測量比較簡單，以前生產玻璃的時候，利用模具生產了一些試管和燒杯，只要用天平就可以準確地測量出試管中水的重量，然後標上相應的刻度就可以了，爲了簡便，更是爲了自己的習慣，趙劍寒將一斤重的水所佔的體積稱爲一升，這樣一來，立方寸、立方尺和升之間的換算就比較複雜了。
由於這些試管都是用幾種模具做出來的，各個規格的試管都是同一尺寸，只要確定了一個試管的刻度，其他同規格的試管可以比照着把刻度畫出來，燒杯也是同樣處理，因此這項工作是完成的最快的。
另外，趙劍寒還設計了水平儀，在一個棗核狀的玻璃泡裡，灌上一些酒精，然後密封起來，鑲嵌到一個平直的木杆裡，在玻璃泡上畫一條水平線就可以了。
棗核狀的玻璃泡利用人工吹制尚未凝固的玻璃液製成，由於形狀不需要特別精確，一個學徒練習了兩三天就可以勝任，密封的時候只要將入口處塗上一點玻璃液，放置冷卻就成了。
酒精是用普通的烈酒經過多次蒸餾得來的，之所以用酒精而不用水，是因爲酒精的凝固點很低，達到零下一百多度，而用水的話，到零度以下就結冰了。爲此，趙劍寒還專門讓工匠們製作了蒸餾用的玻璃瓶子和導管，特別是玻璃瓶，由於形狀不規則，不好用模具壓制，只好讓人工來吹，過了好多天工匠們才做出像樣的玻璃瓶。
目前水平儀主要是泥瓦匠們砌牆的時候使用，用法非常簡單，玻璃泡朝上，將水平儀放在磚石的上面，觀察玻璃泡中的液麪，如果與刻的水平線平齊，就證明這裡是平的，否則就是斜的。
這一點特別是在山區地勢不平整的地方尤其重要，以往工匠們都是憑經驗儘量讓每一層磚都處在同一平面上，有了水平儀之後，即使是剛學幾天的學徒也可以做到了，從此以後，在保證質量的前提下，建築速度有了很大的提高。
以後，趙劍寒準備還水平儀的玻璃泡上畫上相應的刻度，這樣就可以用來測量坡度或者傾斜角度，使得水平儀的功能更加完善。
另外，趙劍寒還準備製造溫度計，這時候人們對溫度只有一些定性的認識，漢語中對溫度的描述主要是冷、熱等詞語，各個朝代都沒有把溫度列入度量衡的範疇。工匠們在實際生產中都是根據火焰的顏色和被加工物體的變化來估計溫度是否合適。
可是在化工生產中，溫度是非常重要的參數，如果不能準確地控制溫度，就不能生產出合格的產品，甚至還會發生爆炸等事故，化學反應的溫度往往不是人眼能看出來的，趙劍寒以後要生產**等化工產品，溫度計是必不可少的。