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。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。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。

多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng) 的精度主要從單個(gè)伺服 軸的運(yùn)動(dòng)控制精度和聯(lián) 動(dòng)軸耦合輪廓精度 2 方 面來(lái)評(píng)價(jià)。對(duì)于單個(gè)伺服軸的運(yùn)動(dòng) 控制，當(dāng)要求的運(yùn)動(dòng)精度達(dá)到納米級(jí) 時(shí)，傳統(tǒng)的超精密機(jī)床傳動(dòng)方式在 低速、微動(dòng)狀態(tài)下表現(xiàn)出強(qiáng)非線性特 性，常規(guī)的運(yùn)動(dòng)控制策略已經(jīng)很難保 證伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)理想的納米級(jí)隨動(dòng) 精度。即使振動(dòng)的振幅很微小，僅移動(dòng)了亞原子級(jí)距離，使用這種新的等離子體激元技術(shù)也很容易檢測(cè)到。

此外，多軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的輪廓誤差 由各伺服軸的運(yùn)動(dòng)誤差耦合得到， 耦 合誤差的建模及各軸相應(yīng)的補(bǔ)償控制量的計(jì)算都需要大量的齊次坐標(biāo) 變換運(yùn)算，這為實(shí)際的多軸聯(lián)動(dòng)耦合 控制器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的不便。 智能控制理論與方法將可能為此問 題提供理想的解決方法。此外，要實(shí) 現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)納米級(jí)輪廓控制精度， 還 有一個(gè)不可忽視的問題，即聯(lián)動(dòng)軸的 同步問題。同步精度的高低直接影 響到系統(tǒng)的輪廓跟蹤精度。嚴(yán)格意 義上的多軸伺服系統(tǒng)同步涉及到復(fù) 雜的數(shù)控和伺服系統(tǒng)接口規(guī)范的制 定。目前，在可以實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)加工 的高ji多軸聯(lián)動(dòng)超精密數(shù)控機(jī)床研 制方面，我國(guó)尚未取得突破性進(jìn)展。 至于可實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜曲面，特別是自 由曲面的納米級(jí)超精密加工的五軸 聯(lián)動(dòng)機(jī)床，至今仍是一個(gè)世界上尚未 解決的難題。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的科學(xué)家們開發(fā)了一種新的裝置，可以測(cè)量超微粒子的運(yùn)動(dòng)，這些超微粒子的運(yùn)動(dòng)距離小得不可想象，比氫原子的直徑還小，或者說比一個(gè)人的頭發(fā)絲的百萬(wàn)分之一還小。

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納米級(jí)精度的精密測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)或標(biāo)定。將納米技術(shù)列入促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和解決重大問題的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，在能源和生物等領(lǐng)域尤其受到重視。