对多轴制造和测量机器的定位精度提出的越来越高的要求导致坐标和直线度基准必须以较小的不确定性进行校准。为此，对纳米比较器进行了进一步改进，以便除了确定长度刻度的位置偏差外，还确定其直线度偏差，其不确定性在个位数纳米范围内。纳米比较仪是通过校准长度高达550毫米的线标、光掩模和编码器系统来传播单位“米”的国家标准。在校准过程中，对测量对象的刻度结构进行光学探测，而测量对象本身在带有空气轴承的滑架上以恒定速度移动，并且托架的位置通过真空位移干涉仪精确地确定。

图1：基于额外三个位移干涉仪的纳米比较器编码器系统的直线度测量

图2：通过两种不同的误差分离方法（TMS方法和反向方法）确定网格标尺的直线度偏差。

为了将滑架的水平引导误差与测量对象的期望直线度偏差分离，需要一种误差分离方法。在纳米比较器上，实现了扩展的“可跟踪多传感器（TMS）”方法以及反向方法。为此，比较器配备了三个额外的干涉仪和一个由Zerodur制成的新标尺载体，并在其上应用了一个长反射镜。通过比较刻度周期为512 nm和光栅长度为322 mm的直线度编码器系统的测量值，评估了两种实现的直线度计量方法。在其不确定度的公差范围内，两种不同的误差分离方法提供了相同的结果，在确定的±72 nm标度的直线度偏差的情况下，相互偏离小于±1.3 nm。

因此，可以以小于2nm的扩展不确定度校准基于网格的直线度标尺。

PTB开发的TMS方法可以明显减少所需的测量时间，因为与反向方法相比，只需要使用一次天平。纳米比较器的扩展功能现在允许PTB还校准不确定度在个位数纳米范围内的天平和光掩模上的结构的直线度偏差，并研究其他直线度测量系统，如直线度干涉仪。所获得的不确定性受到误差分离程序所需参考的稳定性的限制，并且在未来可以降低到亚纳米范围。