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納米的小氣隙來進(jìn)行測(cè)量。這個(gè)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(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回振動(dòng)或起振，如同撥動(dòng)吉他弦產(chǎn)生的混響。伺服運(yùn)動(dòng)控制器除了高分辨、高實(shí)時(shí)性要求外，控制算法模式也需不斷進(jìn)步。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。

根據(jù)等離子體激元裝置反射的激光的量，就可以得到間隙的寬度和納米顆粒的運(yùn)動(dòng)。假設(shè)間隙由于納米顆粒的運(yùn)動(dòng)而改變，使得等離子體激元的固有頻率或諧振更接近于激光的頻率。在這種情況下，等離子體激元能夠從激光吸收更多的能量，并且反射較少的光。

為了在實(shí)用設(shè)備中使用這種運(yùn)動(dòng)感測(cè)技術(shù)，將黃金納米顆粒嵌入微觀尺度的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，這是一種由氮化硅制成的類似微型跳臺(tái)的振動(dòng)懸臂梁，只有幾微米長(zhǎng)。即使它們沒有運(yùn)動(dòng)，這種裝置也不會(huì)完全靜止，而是以高頻振動(dòng)，在室溫下隨著分子的運(yùn)動(dòng)而推擠。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。納米測(cè)量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測(cè)量，這個(gè)技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級(jí)測(cè)量。同理，通常都采用較大的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)測(cè)量并用作實(shí)際的傳感器；，在汽車和智能手機(jī)中探測(cè)運(yùn)動(dòng)和方位。NIST科學(xué)家希望他們這種納米級(jí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)的新方法將有助于進(jìn)一步小型化許多這樣的微機(jī)械系統(tǒng)，并提高其性能。

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 面來評(píng)價(jià)。納米位移計(jì)NLS1X采用光譜共焦原理，測(cè)量光源為白光，通過判斷白光分解出來的各色波長(zhǎng)與調(diào)節(jié)的物鏡焦距相匹配，再通過接收端的光譜分析儀分析出接收到的光的主波長(zhǎng)，從而確定測(cè)量值。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。

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。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。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。

善測(cè)（天津）科技有限公司位于天津市西青學(xué)府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊(cè)資本 500 萬，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。

光電式位移傳感器ZLDS-N-100利用激光三角反射法進(jìn)行測(cè)量，對(duì)被測(cè)物體材質(zhì)沒有任何要求，主要影響為環(huán)境光強(qiáng)和被測(cè)面是否平整。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。在接收qi與發(fā)射qi走線之間會(huì)形成一個(gè)電場(chǎng)。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，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。從而感應(yīng)出物體的位移變化量。

納米測(cè)量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測(cè)量，這個(gè)技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級(jí)測(cè)量。