Un gravimetro è un tipo specializzato di accelerometro progettato per misurare il campo gravitazionale locale della Terra. In una concezione più elementare, un gravimetro è semplicemente una derivazione altamente sviluppata di una bilancia utilizzata per pesare un oggetto. In questo modo, i gravimetri funzionano secondo lo stesso principio di qualsiasi altro accelerometro, misurando l’accelerazione relativa a una base statica, ma sono progettati per essere molto più sensibili di un tipico accelerometro per misurare i minimi cambiamenti all’interno della gravità terrestre che possono verificarsi a causa della forma del pianeta o delle caratteristiche geologiche locali.
A differenza di altri accelerometri che visualizzano le misurazioni in unità di accelerazione comuni, un gravimetro legge in unità note come gals. Una ragazza è definita come 1 centimetro al secondo quadrato. La misura della gravità terrestre sulla sua superficie varia tra 976 e 983 galloni. Le fluttuazioni dovute alle montagne e ad altre caratteristiche del terreno di varia densità variano tipicamente da decine a centinaia di milligal.
Comunemente, i gravimetri vengono utilizzati nell’estrazione di petrolio e minerali, nonché per vari tipi di ricerca geofisica, inclusa la sismologia. Esistono due tipi distinti di gravimetri: assoluto e relativo. Mentre un gravimetro assoluto misura la gravità locale in galloni come unità assoluta, i gravimetri relativi confrontano la gravità in un luogo con un altro e devono essere calibrati in un luogo noto per fornire il rapporto tra i due luoghi. Un gravimetro assoluto viene generalmente utilizzato per calibrare un gravimetro relativo e funziona misurando l’accelerazione di una massa in una caduta libera alloggiata nel vuoto. Sono disponibili gravimetri sia assoluti che relativi in dimensioni che rendono quindi fattibili per il lavoro sul campo.
Un comune gravimetro relativo è tipicamente composto da un peso attaccato a una molla. Misura quanto il peso allunga la molla come forza di gravità. I migliori gravimetri relativi costruiti in questo modo hanno una precisione di circa 1 microgal.
Attualmente i gravimetri relativi più precisi, tuttavia, funzionano sospendendo una piccola sfera in un campo magnetico stabile, con l’energia necessaria per creare il campo magnetico che sospende la sfera essendo proporzionale alla gravità terrestre. Questi dispositivi sono noti come gravimetri superconduttori. In un tale gravimetro, la sfera stessa è costituita da una sfera di niobio superconduttore che viene raffreddata con elio liquido, rendendola magneticamente repulsiva. Questi dispositivi sono in grado di misurare la gravità fino a un nanogal, che è un millesimo di miliardesimo della forza di gravità terrestre.