Принцип действия буйковых плотномеров аналогичен принципу действия буйковых уровнемеров. Здесь также применяется неподвижный буек, передающий выталкивающее его усилие на рычаг промежуточного преобразователя. В отличие от буйкового уровнемера, здесь буек всегда полностью погружен в измеряемую жидкость и поэтому ее объем, вытесненный буйком, постоянный. Поэтому сила в соответствии с законом Архимеда будет изменяться только в зависимости от плотности жидкости. Особенностями гидростатических плотномеров является сравнительная простота и отсутствие подвижных частей в измерительных преобразователях, помещаемых в анализируемую среду.

Принцип их действия основан на измерении давления столба однородной анализируемой жидкости определенной высоты, пропорционального плотности измеряемой жидкости. Гидростатические плотномеры подразделяются на приборы с чувствительными элементами в виде мембран или сильфонов и приборы с продувкой воздухом, называемые пневмометрическими (или барботажными). В приборах первой группы давление столба жидкости измеряется непосредственно, например, с помощью манометров. В приборах второй группы давление столба жидкости измеряется косвенным путем, например продувкой через нее газа или продавливанием через нее жидкости. В гидростатическом сильфоном плотномере с унифицированным электросиловым преобразователем изменение плотности измеряемой жидкости, протекающей через камеру 12, в котором на различной высоте расположены измерительные сильфоны 1 и 4, вызывает изменение гидростатического давления столба жидкости постоянной высоты, равной расстоянию между измерительными сильфонами. Это давление, соответствующее плотности измеряемой жидкости, на измерительных сильфонах преобразуется в пропорциональное усилие, которое с помощью коромысла 2, связывающего измерительные сильфоны, а также рычагов 5 и 7 передается рычагу 8 электросилового преобразователя 9. Рычаг 5 выводится из измерительной камеры с помощью мембраны вывода 6. Пружина 10 служит для настройки прибора. Вспомогательный сильфон 3 предназначен для температурной компенсации, которая осуществляется следующим образом. Внутренние полости измерительных сильфонов 1 и 4 и вспомогательного сильфона 3 соединяются трубками 11 и заливаются эталонной жидкостью, плотность которой равна начальному значению предела измерения прибора. При измерении температуры измеряемой среды, протекающей через прибор, изменение объема жидкости, залитой в измерительные сильфоны, компенсируется изменением объема жидкости во вспомогательном сильфоне. Подобные приборы предназначены для измерения плотности жидкостей в пределах от 500 до 2500 кг/м3 и имеют класс точности 1,5 и 2,5. В мембранном плотномере для измерения плотности суспензий вместо сильфонов используются две вялые мембраны, замкнутые объемы которых соединяются между собой и заполняются эталонной жидкостью. Такие приборы предназначены для измерения плотности в диапазоне 1000 – 1250 кг/м3, имеют класс точности 2,5 и используются в свеклосахарном производстве. Гидростатические пневматические плотномеры с продувкой воздухом действуют следующим образом. Через трубку, погруженную открытым концом в анализируемую жидкость на постоянную глубину H, продувается (барботирует) воздух. К трубке подключается измерительный прибор – чувствительный манометр, давление в котором прямо пропорционально плотности контролируемой жидкости.
