仪器以浮子感测水位变化，工作状态下，浮子、重锤与钢丝绳连接牢固，钢丝绳悬挂在水位轮的“V”形槽中。平衡锤起拉紧钢丝绳和平衡作用，调整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水线上。在水位不变的情况下，浮子与平衡锤两边的力是平衡的。当水位上升时，浮子产生向上浮力，使平衡锤拉动钢丝绳带动水位轮作顺时针方向旋转，水位传感器的显示读数增加；水位下降时，则浮子下沉，拉动钢丝绳带动水位轮逆时针方向旋转，水位传感器的显示器读数减小。
本系列仪器中机械式水位传感器的水位轮测量圆周长为 32 厘米，且水位轮与传感器为同轴联接，水位轮每转一圈，传感器也转一圈，输出对应的 32 组数字编码。当水位上升或下降，传感器的轴就旋转一定的角度，传感器同步输出一组对应的数字编码（二进制循环码，又称格雷码）。不同量程的仪器能够输出 1024 至 8192 组不同的编码，可以用于测量 10 至 80 米水位变幅。