Ein Proton-Precission-Magnetometer nutzt ein spezielles Sensorelement, das eine größere Menge Flüssigkeit mit einem hohen Gehalt an Hydrogen-Nukliden enthält (Wasser, Decane, Benzene). Diese Flüssigkeit ist von einer Spule umgeben, durch die ein Gleichstrom fließt. Dieser hebt die Flüssigkeits-Moleküle auf ein höheres Energieniveau und orientiert ihre Dipole schräg zu dem äußeren Magnetfeld. Wird der Gleichstrom abgeschaltet präzesieren die Moleküle um das Erdmagnetfeld bevor sie nach einiger Zeit in den Ursprungszustand zurückfallen.

Die Präzessionsfrequenz (etwa 2kHz) ist proportional zur Totalintensität des Erdmagnetfeldes. Mit einem derartigen Magnetometer kann also die Totalinintensität nicht aber die Einzelkomponenten bestimmt werden.

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