Sensor de Distancia con precision milimetrica?

Hola a todos.
Estoy trasteando con mi arduino mega y estoy en un proyecto y necesito que me digáis que solución creéis vosotros que es más o menos posible en mi caso.
La idea es que unos motores paso a paso vayan moviendo un dremel en un tablero. Los soportes y todo el mecanismo de movimiento no tengo problema en construirlo, tengo varios motores paso a paso, les voy a construir un driver para más potencia según este manual:

De momento estoy solo con el proyecto en mente, aunque ya tengo todas las piezas pedidas para poder empezar cuanto antes.
La cuestión más importante es que yo necesito saber en todo momento donde se encuentra mi "DREMEL" (taladro).
Tengo 2 sensores por ultrasonidos, el problema es que ellos tienen una precisión de 3 mm o algo parecido.
Yo necesito más precisión en esto, como e dicho en el titulo me gustaría una precisión de 1mm o 2mm.
E buscado un montón de sensores y e visto los de infrarrojos, pero tampoco tienen tanta precisión.

Lo que había pensado es un sensor al estilo una faja a lo largo del tablero y que esa faja tenga unas medidas que luego un sensor tenga que interpretarlas. Aquí viene vuestra ayuda si me la podéis proporcionar claro, si vosotros sabéis algo parecido, e buscado por internet algunos sensores de distancia lineales, que se basan en potenciómetros pero no los veo muy prácticos, ya que son unos pistones.

Por decir algunas ideas absurdas, por ejemplo había pensado en un reductor en el eje de rotación para el desplazamiento del DREMEL, que mueva un potenciómetro, pero habría que hacer un reductor y medir las vueltas y en fin m parece complicado.

Otra idea sería con un sensor de colores, en una faja de cualquier tipo dibujar en blanco y negro rallitas a distancia de 1mm y que el vaya contando, y en cada inicio que se posicione en los extremos y vaya teniendo en cuenta donde se encuentra.

En fin hay mas chorradas que se me ocurre pero haber si vosotros podéis decirme algo.

GRACIAS.

para eso existen encoders

minuto 11

Gracias a los dos, me a servidor vuestra información.

No vi el video pero las impresoras hp tienen una cinta con rayas milímetrada y usan un optoacoplador para ir leyendo el avance