Lo strumento comprende di una barra magnetica A sospesa mediante un filo di seta senza torsione e libera di ruotare il un piano orizzontale. Uno specchio B è montato sulla barra.La lettura della deviazione di quest’ultima avviene mediante un teodolite posto a distanza.
Un tamburo di legno C chiuso superiormente da lastre di vetro mobili a forma di spicchi D è posto su un treppiede di legno E a viti calanti che sorregge il tubo di vetro G nel quale corre il filo di sospensione F.
Nel tamburo è posto l’ago magnetico costituito da una barra rettangolare di acciaio. L’ago è alloggiato in un supporto H che permette di sospenderlo in quattro posizioni diverse ognuna ruotata di 90° rispetto alla precedente, al fine di controllare se lo specchio è normale all’asse magnetico e per correggere la non coincidenza fra asse geometrico e asse magnetico.
La lunghezza del filo può essere variata agendo sulla vite I alla quale il filo è sospeso. Si osserva la posizione dell’ago tramite un teodolite in cui è riflessa una scala graduata in millimetri.
Per la determinazione della componente orizzontale del campo magnetico terrestre si misura il periodo di oscillazione dell’ago liberato al di fuori della sua posizione di equilibrio, poi si ripete la misura dopo aver posto dei pesi sulla barra e ricavando, col metodo dei minimi quadrati, sia il prodotto del momento magnetico dell’ago M e della componente H che il momento di inerzia del sistema oscillante. Quindi si pone la barra magnetica su un supporto di legno che la mantiene perpendicolare al meridiano magnetico e con l’asse sul prolungamento ideale del filo di sospensione a cui è appesa un’ altra barra magnetica. Si misurano le deviazioni che la prima induce sulla seconda. Questa configurazione è nota come prima posizione di Gauss.
Il rapporto M/H è proporzionale alla tangente dell’angolo tra l’ago deviato e il meridiano magnetico. Quindi noto MH e M/H con un sistema si calcola H.