您的問題問的不是很明確，我所理解您說的小位移感測器分為兩種，一種是產生小位移運動同時可以在上位機進行位移量實時顯示的感測器，比如高精度位移臺，另一種是測量小位移變化的感測器，比如鐳射干涉儀，在工業實踐中，小位移感測器一般指後者，即測量位移變化的感測器，在此我對上述兩種感測器都進行介紹。

產生小位移運動的感測器

1. 基於壓電柔性鉸鏈技術的位移感測器

德國PI（Physik Instrumente）公司一直是位移感測器領域的巨頭之一，在我碩士期間曾用過如下這款線性壓電陶瓷定位系統（P-611型，約人民幣20萬元），該系統基於壓電柔性鉸鏈技術，其優點是高剛性、負載容量和耐磨性。柔性鉸鏈無需維護，可使用非磁性材料製造，不需要潤滑劑或消耗品，因此可在真空環境下工作。

作為槓桿的柔性鉸鏈，使得壓電陶瓷促動器的行程可透過整合槓桿機構進行增加。促動器被機械地整合在柔性接頭內，行程可得到擴充套件。同時，具有柔性鉸鏈導向的壓電陶瓷平臺實現了幾奈米或微弧度的導向精度，以及優秀的平面度等。對於如上所述的P611型位移感測器，其落地面積約為40毫米見方，行程約為120微米，位移分辨力可達到0.2奈米，可以進行一維、二維以及三維的位移運動，是一種價效比較高的小型位移感測器。

2. 高剛性高精度步進馬達位移感測器

下圖為日本駿河電機生產的高精度系列位移臺，該型別的位移臺是我博士期間在用的一款。其主體材質採用鋁，實現了輕量以及高剛性的特點。同時，其重複定位精度較高，適合光學實驗中的精密定位，同時其價格相對上述PI公司線性壓電陶瓷定位系統要便宜得多，所以是針對我目前實驗系統性價比較高的一款產品。

產品的定位精度、重複定位精度等引數見下表。

3. 基於直線軸承-滾珠絲槓的電控位移臺

下面這款位移臺是國內大恆公司生產的GCD系列位移臺，其價格非常便宜（配上電控電機共約5000人民幣），是我師妹目前在用的一款，該位移臺重複定位精度小於0.005毫米，分辨力/脈衝為0.001毫米，可以勝任大多數對測量精度要求不高的場合。當然，大恆公司也生產有一批高精度的位移臺，相應的價格也會貴一些。

測量小位移變化的感測器

1. 電容奈米級位移感測器

電容位移感測器可以實現非接觸、亞奈米精度的直接位置測量。

其測量原理如下圖所示：

具體原理為，設計兩個導電錶面使得高頻交流電在兩個表面之間產生均勻電場。由於具有平行板電容器，電容與兩個表面之間的距離直接相關。因而測量電場電容的變化就可以解算出位移量的變化。其中均勻的電場可以確保高的線性度（具有額外保護環電極的配置可在活動區域產生一個非常均勻的電場）。

對於德國PI公司的電容位移感測器，其所有電控均使用可糾正兩個感測器臺之間平行度誤差的整合線性化方法。

其測量影片如下所示：

下圖為PI公司生產的一種具有超高精度的電容位移感測器，用於掃描顯微鏡的6D奈米系統。

2. 電感位移感測器

電磁感應位移感測器採用可自由移動的活塞，非接觸測量實現了無機械磨損。

下圖為德國Micro-Epsilon公司生產的產品，其具體引數如下：

線性量程 ±1- ±10 mm絕對誤差 ≤±0.3 %極限頻率 300Hz測量安裝 彈簧磁芯杆

對於這款電感位移感測器，我曾用在超精密位移臺機械滾軸的測量，下面提供一個典型例子說明用法：

在鍍層機械中，滾軸之間的間距需要顯示出來，作為控制塗層材料重量的參考。為了實現該目的，將電感式位移感測器安裝在滾軸架上。接觸式感測器探頭直接接觸上端滾軸機械連接面。對於大滾軸之間相對較小的間距變化，在滾軸兩端分別安裝接觸式位移感測器，可以實現兩側間隙的分別控制。

3. 光學位移感測器

光學位移感測器種類極多，主要分為光柵感測器、鐳射干涉儀等。下面主要介紹光柵感測器以及鐳射干涉儀。

鐳射干涉儀的優點十分明顯，測量速度快、分辨力高、靈敏度高，可以測量奈米級甚至更小的位移變化，但是其也有缺陷，由於鐳射干涉儀以鐳射源的波長為測量基準，其使用中易受環境變化（如空氣溫度、溼度、壓力變化）的干擾，所以其更加適合於實驗室測量的場合，同時鐳射干涉儀的造價十分昂貴，儘管如此，鐳射干涉儀仍然是一款世界公認的測量基準。

在我碩士期間曾經用下面這款HP5529A型鐳射干涉儀進行對照試驗。

隨著光柵的問世，以光柵柵距的為測量基準的光柵位移感測器（俗稱光柵尺）得以蓬勃發展，相比於鐳射干涉儀，光柵感測器造價低廉，更加適用於工廠車間等嘈雜使用環境。

下圖為德國海德漢公司生產的一維光柵尺。

其中，光柵尺又分為：封閉式光柵尺、敞開式光柵尺、增量式光柵尺以及對式光柵尺等：

封閉式光柵尺能有效防塵、防切屑和防飛濺的切削液，是用於機床的最佳理想選擇。

敞開式光柵尺與讀數頭和光柵尺或鋼帶間沒有機械接觸。這些光柵尺的典型應用包括：測量機、比較儀和其它長度計量精密裝置以及生產和測量裝置，例如用在半導體工業中。

增量式光柵尺決定當前位置的方式是由原點開始數測量步距或細分電路的計數訊號數量。海德漢的增量式光柵尺帶有參考點，開機時必須執行參考點回零，操作非常簡單、快捷。

絕對式光柵尺無需執行參考點回零操作就能直接提供當前位置值。光柵尺的絕對位置值透過EnDat介面或其它序列介面傳輸。

下圖這款是我所在臺灣實驗室自主設計並加工的一款增量式光柵尺，透過實驗測量可以發現，所設計光柵尺可以識別最小0.02奈米的位移變化。

4. 3D測頭

最後介紹一款測量三維資訊的3D測頭，如下圖所示。

其測量原理詳見影片：

透過影片可以發現，3D測頭的工作原理類似於光學“槓桿”，透過接觸物體產生的小位移資訊，產生光學“槓桿”的傾斜，進而測出位移以及物體資訊。

小位移應該對應高精度或者定位範圍小，這種基於檢測材料及安裝距離而定，接近是感測器檢測範圍小，重複精度高，對檢測物體材質要求，鐳射位移感測器檢測範圍大，精度高，對檢測物表面有要求，還有很多型別感測器可用於定位，取決於安裝及檢測方式。