Este instrumento mide la variación de la intensidad vertical Z y un variómetro modificado mide la variación de la intensidad horizontal H. La construcción del variómetro de compensación es semejante a aquella del variómetro del tipo Schmidt, pero en vez de medir la inclinación del sistema con respecto a la horizontal (variómetro vertical) se mide la fuerza necesaria para devolverlo a la horizontal. El imán pende de finos hilos y la fuerza restauradora se obtiene mediante el desplazamiento de imanes compensadores. En el caso del magnetómetro de torsión por ejemplo de 'Askania' según Haalck la aguja magnética tiene que ser orientada horizontalmente.
Un instrumento, que se basa en principios eléctricos (saturación), se presenta en lo siguiente.
'Flux-gate magnetometer'
Este magnetómetro mide la variación de la intensidad vertical V de un campo magnético y se lo orienta horizontalmente. Su principio se basa en el fenómeno de que campos magnéticos tan pequeños como el terrestre inducen en materiales de gran permeabilidad µ densidades de flujo, que representan una fracción apreciable de la densidad de saturación. La forma de onda de corriente resulta distorsionada si se superpone un campo magnético estacionario y esta distorsión se utiliza para medir dicho campo.
Se produce el campo magnético estacionario cíclico por medio de una bobina, que rodea un imán y que está alimentada por una corriente alterna suficientemente intensa. Superponiendo el campo magnético cíclico inducido al campo terrestre el campo magnético resultante saturará el imán o es decir el núcleo. El lugar en el ciclo energizante en que se llegue a la saturación da una medida del campo magnético ambiental.
En detalle este tipo de magnetómetro se constituye de dos imanes o núcleos respectivamente, cuyos ejes están alineados paralelamente a la dirección del campo terrestre (véase fig. 13-17 en construcción). En un campo externo variándose cíclicamente el comportamiento de los imanes resulta en típicas curvas de histéresis (en un diagrama B en función de H). Cada uno de estos núcleos se ubica en el centro de una bobina con un arrollamiento en sentido opuesto en comparación a aquel de la otra bobina. Las dos bobinas primarias están conectadas en serie y generan en los dos núcleos densidades de flujo magnético de la misma intensidad, pero de signos opuestos, es decir que los momentos magnéticos de los dos núcleos se orientan en direcciones opuestas por el arrollamiento en sentido opuesto de las dos bobinas. Cada bobina posee un
arrollamiento secundario, cuyas dos secciones están conectadas con un voltímetro para indicar la diferencia entre las dos salidas.
• En un instante discreto el campo terrestre refuerza el campo engendrado por una de las
bobinas y se opone al campo producido por la otra bobina. Primero se considera la magnetización de un solo núcleo en ausencia de un campo ambiental natural, como sucede cuando el eje del núcleo está normal a la dirección del campo terrestre.
• El campo de la excitación H, correspondiente al campo magnético inducido tiene una
forma sinusoidal (curva a de fig. 13-17 en construcción).
• Este campo sobresatura el núcleo en el alto y en el fondo de cada ciclo, como se expresa
por los altos y bajos truncados de la curva b.
• El volta je secundario es proporcional a la variación de la densidad del flujo magnético y en
consecuencia se acerca a cero durante la parte del ciclo, en que el núcleo está saturado, como se ve en la curva c.
• Introduciendo un campo natural que ayude a (superpone) la magnetización de la corriente
de excitación, se llega antes al punto de saturación en el ciclo (indicado por el descenso en el voltaje secundario), que sí están en oposición el campo natural y el de la excitación. Esto está representado por las curvas d y e.
• Si las salidas de voltaje de ambas bobinas están conectadas en oposición, la salida
resultante (curva f) consiste en pares de crestas, cuya altura es dentro de límites razonables proporcional al campo magnético.
Algunos magnetómetros del tipo 'flux-gate' alcanzan una precisión entre 0,5 a 1,0gamma.
El 'flux-gate magnetometer' fue el primero magnetómetro, que se utilizaron para mediciones magnéticas desde el aire (fixed wing aircraft), en la guerra en particular para hallar submarinos. Hoy día en primer lugar se los emplean para las mediciones magnéticas en pozos/sondeos.
Otros instrumentos de saturación son el magnetómetro aéro 'Gulf' y el detector magnético aéreo AN/ASQ-3A descritos en DOBRIN (1975).
La intensidad magnética total es la magnitud del vector del campo geomagnético independiente de su dirección o es decir el campo total es una cantidad escalar. En el caso de una perturbación del vector regional del campo geomagnético F el vector perturbador P se suma al campo no
estorbado por adición vectorial. Los magnetómetros, que miden el campo magnético total, miden solo la magnitud del vector resultante o es decir la porción del vector perturbador, que está dirigida en la misma dirección como el campo magnético regional. En consecuencia para campos magnéticos perturbadores pequeños con respecto al campo geomagnético la variación del campo magnético medida comFP es de valor muy similar al valor de la componente del vector perturbador dirigido en la misma dirección como el campo magnético regional. Para campos anómalos pequeños con respecto al campo geomagnético vale F + P = +/- (F + comFP).