測(cè)量大型物體的小運(yùn)動(dòng)是比較容易的，但是當(dāng)移動(dòng)部件的尺寸為納米級(jí)時(shí)，難度就會(huì)加大。精準(zhǔn)測(cè)量微觀物體的微小位移的能力，可用于檢測(cè)微量的危險(xiǎn)生物或化學(xué)試劑，完善微型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，精準(zhǔn)部署氣囊，以及檢測(cè)通過(guò)薄膜傳播的極弱聲波。

研究人員測(cè)量了一個(gè)黃金納米顆粒的亞原子級(jí)運(yùn)動(dòng)。他們?cè)谶@個(gè)黃金納米顆粒和一個(gè)金片之間設(shè)計(jì)了一個(gè)寬約15納米的小氣隙來(lái)進(jìn)行測(cè)量。這個(gè)間隙非常小，因此激光無(wú)法貫穿其中。

然而，光能表面等離子體激元，即電子組的集體波狀運(yùn)動(dòng)，被限制在沿著這個(gè)黃金表面和空氣之間的邊界行進(jìn)。

研究人員利用了光的波長(zhǎng)，即光波的連續(xù)峰之間的距離。只要選擇恰當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)，或者說(shuō)頻率，激光就可以使特定頻率的等離子體激元沿著間隙來(lái)回振動(dòng)或起振，如同撥動(dòng)吉他弦產(chǎn)生的混響。比如公路測(cè)量用到真尚有的激光位移傳感器，就對(duì)傳感器進(jìn)行了特殊配置，與普通情況不一樣。同時(shí)，當(dāng)納米顆粒移動(dòng)時(shí)，它會(huì)改變間隙的寬度，并且還會(huì)像調(diào)諧吉他弦一樣，改變等離子體激發(fā)共振的頻率。

隨著超精密加工和微電子制造技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)精密測(cè)量技術(shù)及儀器提出了在毫米級(jí)的測(cè)量范圍內(nèi)達(dá)到納米級(jí)精度的要求，例如超精密數(shù)控加工精度已達(dá)納米量級(jí)，微電子芯片制造技術(shù)已是納米級(jí)制造工藝，因此無(wú)論是超精密數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)測(cè)量與定位，還是集成電路芯片線寬等特征尺寸測(cè)量、光掩膜制作以及晶圓掃描工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)測(cè)量與定位，均需要納米級(jí)精度的精密測(cè)量?jī)x器。此外，精密測(cè)試計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域中，各種掃描探針顯微鏡、激光干涉儀、光柵尺和其他位移傳感器等也離不開(kāi)納米級(jí)精度的精密測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)或標(biāo)定。磁性傳感器還可用于準(zhǔn)備樣本的簡(jiǎn)單離心機(jī)，它用來(lái)幫助控制小型電機(jī)，使其變得更加安靜和可靠。

從20世紀(jì)50年代至70年代，柵式測(cè)量系統(tǒng)從感應(yīng)同步器發(fā)展到光柵、磁柵、容柵和球柵，這5種測(cè)量系統(tǒng)都是將一個(gè)柵距周期內(nèi)的測(cè)量和周期外的增量式測(cè)量結(jié)合起來(lái)，測(cè)量單位不是像激光一樣的光波波長(zhǎng)，而是通用的米制(或英制)標(biāo)尺。

電容式傳感器ZNX實(shí)際的基本包括了一個(gè)接收Tx與一個(gè)發(fā)射qiRx，其分別都具有在印刷電路板(PCB)層上成形的金屬走線。在接收qi與發(fā)射走線之間會(huì)形成一個(gè)電場(chǎng)。電容傳感器卻可以探測(cè)與傳感器電極特性不同的導(dǎo)體和盡緣體。當(dāng)有物體靠近時(shí)，電極的電場(chǎng)就會(huì)發(fā)生改變。以西安交大為首、通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合開(kāi)發(fā)的微納米光柵滾壓印成套新技術(shù)及新裝備，為我國(guó)高精度精密光柵的設(shè)計(jì)制造技術(shù)和加工工藝開(kāi)辟了一條嶄新途徑。從而感應(yīng)出物體的位移變化量。

位移是和物體的位置在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的移動(dòng)有關(guān)的量，位移的測(cè)量方式所涉及的范圍是相當(dāng)廣泛的。其中光柵傳感器因具有易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、精度高（目前分辨率高的可達(dá)到納米級(jí)）、抗干擾能力強(qiáng)、沒(méi)有人為讀數(shù)誤差、安裝方便、使用可靠等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)床加工、檢測(cè)儀表等行業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。電容式傳感器ZNX實(shí)際的基本包括了一個(gè)接收qiTx與一個(gè)發(fā)射qiRx，其分別都具有在印刷電路板(PCB)層上成形的金屬走線。

納米級(jí)位移傳感器又稱為線性傳感器，它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，位移傳感器超聲波式位移傳感器，k和納米位移計(jì)。

電感式位移傳感器KD5100是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，接通電源后，在開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來(lái)完成無(wú)接觸檢測(cè)物體的目的。英國(guó)Renishaw公司生產(chǎn)的金牌M10激光干涉測(cè)量系統(tǒng)，配備了靈敏度和精度更高的溫度、氣壓、濕度傳感器和金牌EC10環(huán)境補(bǔ)償裝置，提高了測(cè)量精度，其穩(wěn)頻精度可達(dá)0。