К сожалению, такую схему будет трудно довести до достаточной оперативной точности. Дело в том, что зеркало, укреплённое на "упругом элементе" в твоей схеме будет участвовать в лучшем случае в двух движениях одновременно: вращательном и поступательном в плоскости чертежа. Кроме того, вследствие упругих взаимодействий и микронеровностей в зоне контакта каретки и упругого стержня, возникнут движения зеркала и в перпендикулярном направлении. В итоге, в плоскости матрицы камеры, лазерный "зайчик" опишет достаточно сложную траекторию. И каждый раз эта траектория (и амплитуды по осям Х и Y) будет меняться. Причём, упругие свойства стержня будут различны при статической нагрузке в процессе калибровки и динамической, в процессе тяги мотора. Поэтому, даже статистически такую систему будет трудно откалибровать. То есть необходим компенсационный механизм. Такой, например, как на рычажных лабораторных весах с оптической системой индикации. Оптико-электронную систему регистрации безусловно можно разработать, но, во-первых, придётся использовать более стабильный источник света, чем красный LED, из скобяной лавки, матрицу достаточно большого формата и софт, достаточно мощный, чтобы меморизировать и анализировать получаемую информацию. Да и временная стабильность (сохранение юстировки, отношение сигнал/шум и т.д.) такой системы оставит желать лучшего.
Из опыта: лучшей и самой надёжной датчиковой системой для стенда является дюралевая рамка с датчиком механических напряжений, наклееным на одну из сторон. Копеечный сенсор (strain gage), простой усилитель с накопителем позволяют получить массив данных с высоким разрешением и в широком диапазоне нагрузок, пригодный для последующей програмной обработки. Думаю, что подобный сенсор сейчас купить не проблема, если уж по почте покупают всевозможную электронику. Если кто-то захочет попробовать эту технику, выложу чертёж силовой рамки для 0-1000 N.
А в применении оптико-электронных датчиков для измерений было столько сделано в последние 40 лет, что нужно просто поискать в литературе. Наверняка есть что-то и специально разработанное для двигателестроения. А уж похожих задач было несчитано. Вот из собственной статьи 20 летней давности:Контроль периодичности проволочного поля ПЗС матрицей... Главное условие: оптическая система неподвижна. Двигается каретка с измеряемым обьектом. На каретке прозрачная линейка с нанесёнными штрихами. Фотодатчик считает количество импульсов при прохождении тени от штриха на линейке. Чем больше смещение, тем больше число коунтов (разрешение 1 мкм). Дальше логика сравнивает информацию с ПЗС линейки от измеряемого обьекта (многопроволочного периодического поля) со служебной от реперной линейки и вычисляет отклонение.