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盡管微位移機構可以實現(xiàn)很高的位移分辨率，但為了能夠獲得可靠的應用，仍需要位置檢測傳感器。考慮到微位移機構的特點，目前測量微位移的裝置除了光柵測量系統(tǒng)和激光干涉儀測量系統(tǒng)外，還有電阻應變式微位移傳感器和電容式微位移傳感器等。
電阻應變式微位移傳感器是將待測位移轉換力電阻量變化的裝置，主要由彈性體、電阻應變敏感元件和變換電路等組成。用電阻應變式微位移傳感器組成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以將傳感器和微位移驅動器集成于一體，而無需附加機構，所以靈敏度高、體積小、成本低、位移分辨率較高，但非線性誤差較大，易受溫度影響。
電容式微位移傳感器是將待測位移轉換為電容量變化的裝置。它實質(zhì)上是一個具有可變參數(shù)的電容器。根據(jù)電容器參數(shù)的變化，可分為極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型三種。在實際應用中．常用的是極距變化型和面積變化型位移傳感器。面積變化型電容傳感器的優(yōu)點是輸入與輸出成線性關系，但與權距變化型相比，它的靈敏度較低，僅適用于測量較大位移的場合。電容式微位移傳感器實現(xiàn)了非接觸測量，它以板級間的電場力代替了測頭與被測件的表面接觸，而又由于板級間的電場力極其微弱，不會產(chǎn)生遲滯和變形，消除了接觸式測量由于表面應力給測量帶來的不利影響，因而這種方法在納米級檢測、納米加工領域得到了廣泛的應用。 
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