尽管微位移机构可以实现很高的位移分辨率，但为了能够获得可靠的应用，仍需要位置检测传感器。考虑到微位移机构的特点，目前测量微位移的装置除了光栅测量系统和激光干涉仪测量系统外，还有电阻应变式微位移传感器和电容式微位移传感器等。
   电阻应变式微位移传感器是将待测位移转换力电阻量变化的装置，主要由弹性体、电阻应变敏感元件和变换电路等组成。用电阻应变式微位移传感器组成位置闭环控制系统，可以将传感器和微位移驱动器集成于一体，而无需附加机构，所以灵敏度高、体积小、成本低、位移分辨率较高，但非线性误差较大，易受温度影响。
    电容式微位移传感器是将待测位移转换为电容量变化的装置。它实质上是一个具有可变参数的电容器。根据电容器参数的变化，可分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三种。在实际应用中．常用的是极距变化型和面积变化型位移传感器。面积变化型电容传感器的优点是输入与输出成线性关系，但与权距变化型相比，它的灵敏度较低，仅适用于测量较大位移的场合。电容式微位移传感器实现了非接触测量，它以板级间的电场力代替了测头与被测件的表面接触，而又由于板级间的电场力极其微弱，不会产生迟滞和变形，消除了接触式测量由于表面应力给测量带来的不利影响，因而这种方法在纳米级检测、纳米加工领域得到了广泛的应用。