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

研究人員測量了一個黃金納米顆粒的亞原子級運(yùn)動。他們在這個黃金納米顆粒和一個金片之間設(shè)計(jì)了一個寬約15納米的小氣隙來進(jìn)行測量。這個間隙非常小，因此激光無法貫穿其中。

然而，光能表面等離子體激元，即電子組的集體波狀運(yùn)動，被限制在沿著這個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，即光波的連續(xù)峰之間的距離。只要選擇恰當(dāng)?shù)牟ㄩL，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回振動或起振，如同撥動吉他弦產(chǎn)生的混響。比如公路測量用到真尚有的激光位移傳感器，就對傳感器進(jìn)行了特殊配置，與普通情況不一樣。同時，當(dāng)納米顆粒移動時，它會改變間隙的寬度，并且還會像調(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，對精密測量技術(shù)及儀器提出了在毫米級的測量范圍內(nèi)達(dá)到納米級精度的要求，例如超精密數(shù)控加工精度已達(dá)納米量級，微電子芯片制造技術(shù)已是納米級制造工藝，因此無論是超精密數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動測量與定位，還是集成電路芯片線寬等特征尺寸測量、光掩膜制作以及晶圓掃描工作臺的運(yùn)動測量與定位，均需要納米級精度的精密測量儀器。此外，精密測試計(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精度的精密測量儀器的校準(zhǔn)或標(biāo)定。磁性傳感器還可用于準(zhǔn)備樣本的簡單離心機(jī)，它用來幫助控制小型電機(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種測量系統(tǒng)都是將一個柵距周期內(nèi)的測量和周期外的增量式測量結(jié)合起來，測量單位不是像激光一樣的光波波長，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接收Tx與一個發(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)射走線之間會形成一個電場。電容傳感器卻可以探測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，電極的電場就會發(fā)生改變。以西安交大為首、通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合開發(fā)的微納米光柵滾壓印成套新技術(shù)及新裝備，為我國高精度精密光柵的設(shè)計(jì)制造技術(shù)和加工工藝開辟了一條嶄新途徑。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)動過程中的移動有關(guān)的量，位移的測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）、抗干擾能力強(qiáng)、沒有人為讀數(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接收qiTx與一個發(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，在開關(guān)的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個交變磁場，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時，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)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。英國Renishaw公司生產(chǎn)的金牌M10激光干涉測量系統(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，提高了測量精度，其穩(wěn)頻精度可達(dá)0。