测量大型物体的小运动是比较容易的，但是当移动部件的尺寸为纳米级时，难度就会加大。精准测量微观物体的微小位移的能力，可用于检测微量的***生物或化学***，完善微型机器人的运动，精准部署气囊，以及检测通过薄膜传播的极弱声波。
研究人员测量了一个黄金纳米颗粒的亚原子级运动。他们在这个黄金纳米颗粒和一个金片之间设计了一个宽约15纳米的小气隙来进行测量。这个间隙非常小，因此激光无法贯穿其中。
然而，光能表面等离子体激元，即电子组的集体波状运动，被限制在沿着这个黄金表面和空气之间的边界行进。
研究人员利用了光的波长，即光波的连续峰之间的距离。只要选择恰当的波长，或者说频率，激光就可以使特定频率的等离子体激元沿着间隙来回振动或起振，如同拨动吉他弦产生的混响。同时，当纳米颗粒移动时，它会改变间隙的宽度，并且还会像调谐吉他弦一样，改变等离子体激发共振的频率。位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量，位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。
根据等离子体激元装置反射的激光的量，就可以得到间隙的宽度和纳米颗粒的运动。假设间隙由于纳米颗粒的运动而改变，使得等离子体激元的固有频率或谐振更接近于激光的频率。在这种情况下，等离子体激元能够从激光吸收更多的能量，并且反射较少的光。
为了在实用设备中使用这种运动感测技术，将黄金纳米颗粒嵌入微观尺度的机械结构中，这是一种由氮化硅制成的类似微型跳台的振动悬臂梁，只有几微米长。即使它们没有运动，这种装置也不会完全静止，而是以高频振动，在室温下随着分子的运动而推挤。即使振动的振幅很微小，仅移动了亚原子级距离，使用这种新的等离子体激元技术也很容易检测到。同理，通常都采用较大的机械结构进行科学测量并用作实际的传感器；为了在实用设备中使用这种运动感测技术，将黄金纳米颗粒嵌入微观尺度的机械结构中，这是一种由氮化硅制成的类似微型跳台的振动悬臂梁，只有几微米长。，在汽车和智能手机中探测运动和方位。NIST科学家希望他们这种纳米级测量运动的新方法将有助于进一步小型化许多这样的微机械系统，并提高其性能。
位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量，位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高（目前分辨率高的可达到纳米级）、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。电容式传感器ZNX实际的基本包括了一个接收qiTx与一个发射qiRx，其分别都具有在印刷电路板(PCB)层上成形的金属走线。
纳米级位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，位移传感器超声波式位移传感器，k和纳米位移计。
电感式位移传感器KD5100是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。纳米操作机器人具备位置检测传感器，可实现自动可编程运动，并具备多种功能强大的附加模块。
