在1968之前，只有壹種原位測量土壤和集料密度的標準方法——灌砂法。這臺設備的操作者必須在地上挖壹個洞，用沙子填滿這個洞，計算密度，然後取壹個樣本到實驗室測定含水量。這種方法每次檢查需要半個小時，操作者需要避免許多導致錯誤的原因，並且這種檢查方法是破壞性的——因為它留下了需要修復的洞。直到第二天樣品幹燥後才能得到含水量的測試結果。在1968之前，只有壹種標準方法用於現場測量瀝青路面的密度。通過在路面上鉆孔獲得了巖芯樣本。將巖心樣本帶回實驗室，用天平稱重並測量其體積。然後計算密度，也就是重量除以體積。
到1972，核儀器在硬件設計和軟件應用方面有了顯著的改進。便攜式核子儀能快速、高精度地檢測土壤和瀝青混凝土路面，並能消除不同土壤類型或化學成分引起的檢測偏差。新的儀器設計完全采用高效的現代電子技術，使儀器輕便、可靠、操作方便。20世紀80年代以後，核儀器配備了可在現場編程微處理器，測量結果可直接從顯示器上讀出，大大減輕了操作人員在現場檢測中的工作量。
近30年來，核子儀在巖土材料密度和濕度檢測中的應用得到了世界範圍內的認可，並已成為行業內的標準檢測方法。