在一個封閉的氣室中，裝有兩對不均勻的磁極，它們的磁場強度梯度正好相反。兩個空 心球（俗稱啞鈴）置于兩對磁極的間隙中，用彈性金屬帶固定在殼體上，這樣，啞鈴只能以 金屬帶為軸轉到而不能上下移動。在啞鈴與金屬帶交點處裝一平面反射鏡。被測樣氣由入口 進入氣室后，它就充滿了氣室。

兩個空心球被樣氣所包圍，被測樣氣的氧含量不同其體積磁 化率々值也不同，球體所受到的作用力就不同。如果啞鈴了的兩個空心球體積相同，體積磁化值相等，兩個球體受到的力大小相等、方向相反，對于中心支撐點金屬帶而言，它受到的 是一個力偶的作用，這個力偶促使啞鈴以金屬帶為軸心偏轉，在啞鈴做角位移的同時，金屬 帶會產生一個抵抗啞鈴偏轉的復位力矩，與轉動力矩相平衡，被測樣氣中的氧含量不同，旋 轉力矩和恢復力矩的平衡位置不同，也就是啞鈴的偏轉角度不同，這樣，啞鈴偏轉角度的大 小，就反映了被測氣體中氧含量的多少。