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大多数现代引力常量实验仪遵循卡文迪许扭秤实验的基本原理，但采用了更先进的技术和材料。
1.基本结构
扭丝（Torsion Fiber）：一根极细的高纯度石英丝或金属丝，悬挂一个轻质横梁。
测试质量块：横梁两端各有一个小质量球（Test Masses）。
吸引质量块：在横梁附近放置两个大质量球（Source Masses），通常由高密度材料如钨合金制成。
检测系统:激光反射镜、位置敏感探测器（PSD）或干涉仪，用于监测横梁的微小偏转角度。
2.工作过程
初始平衡：在无外部干扰下，扭丝处于自然扭转状态。
施加引力将大质量块移动到靠近小质量块的位置。由于万有引力作用，小质量块受到吸引力，导致横梁发生微小旋转。
测量偏角：通过光学系统放大并测量横梁的偏转角度θ。计算G值：根据扭矩平衡方程，结合已知的大/小质量块的质量、距离以及扭丝的扭转系数，计算出G值。
1.极高的灵敏度
能够检测到皮牛顿（pN,10?12 N）甚至飞牛顿（fN,10?15N）级别的微弱力。
需要纳米级的位移分辨率。
2.极端的环境隔离
由于引力信号极其微弱，任何微小的扰动都会淹没信号。仪器必须具备：
真空系统：高真空环境（＜10?5Pa），消除空气浮力和阻尼效应。
隔振平台：多层主动/被动隔振，隔绝地面震动、交通震动等。
温度控制：恒温系统，防止热膨胀引起几何尺寸变化或气流对流干扰。
电磁屏蔽：法拉第笼屏蔽外界电磁场对带电部件的影响。
3.复杂的误差来源
地球重力梯度：周围地质结构的不均匀性会影响局部重力场。
静电与磁力：质量块表面的残余电荷或磁性杂质会产生巨大的干扰力。
拖曳效应（Drag Effect）：大质量块移动时带动周围气体流动产生的力。
材料蠕变：悬丝随时间发生的缓慢形变。
4.多方法交叉验证
为了减小系统误差，不同实验室常采用不同的实验构型（如垂直扭秤、水平扭秤、振荡模式等）进行相互验证。
虽然普通教学不涉及G值的精确测量，但引力常量实验仪及其衍生技术在以下领域至关重要：
1.基础物理研究
检验广义相对论：验证引力的平方反比定律在短距离内是否依然成立（寻找第五种力或额外维度迹象）。
确定基本常数：更新CODATA推荐的G值，提高其他物理常数计算的精度。
2.地球物理与资源勘探
重力梯度测量：基于相同原理开发的重力梯度仪，用于探测地下密度异常。
矿产与油气勘探：识别石油、天然气、金属矿藏引起的微小重力变化。
地下水监测：追踪地下水位变化对地表重力的影响。
3.导航与惯性制导
重力辅助导航：在GPS拒止环境中，利用高精度重力地图进行潜艇或导弹的惯性导航修正。
4.空间科学
卫星重力测量：如GRACE、GOCE卫星任务，通过测量卫星间距离变化来绘制地球重力场模型，用于气候研究（冰川融化、海平面上升）。
