De ionenstraal die uit de elektronenimpactionenbron wordt geëxtraheerd, wordt omgeleid naar een vierpolig scheidingssysteem met vier staafvormige elektroden. De dwarsdoorsneden van de vier staven vormen de krommingscirkel voor een hyperbole, zodat het omringende elektrische veld bijna hyperbolisch is. Elk van de twee tegenoverliggende staven heeft een gelijk potentiaal, dit is een gelijkspanning en een overlappende hoogfrequente wisselspanning (Fig. 4,2). De toegepaste spanningen induceren dwarse oscillaties in de ionen die het centrum doorkruisen, tussen de staven. De amplitudes van bijna alle oscillaties escaleren zodat de ionen uiteindelijk in contact komen met de staven; alleen bij ionen met een bepaalde verhouding van massa tot lading m/e is voldaan aan de resonantievoorwaarde die de doorgang door het systeem toelaat. Zodra ze uit het scheidingssysteem zijn ontsnapt, gaan de ionen naar de ionenvanger (detector, een Faraday-cup), die ook de vorm kan aannemen van een secundaire elektronenvermenigvuldiger (SEMP). 

De lengte van de sensor en het scheidingssysteem bedraagt ca. 15 cm. Om ervoor te zorgen dat de ionen ongehinderd van de ionenbron naar de ionenvanger kunnen stromen, moet de gemiddelde vrije padlengte in de sensor aanzienlijk groter zijn dan 15 cm. Voor lucht en stikstof bedraagt de waarde ca. p · λ = 6 · 10 ^-3 mbar · cm. Bij p = 1 · 10 ^-4 bar komt dit overeen met een gemiddelde vrije padlengte van λ = 60 cm. Deze druk wordt in het algemeen als het minimumvacuüm voor massaspectrometers beschouwd. De nooduitschakelingsfunctie voor de kathode (reagerend op te hoge druk) is bijna altijd ingesteld op ongeveer 5 · 10 ^-4 mbar. De wens om quadrupole spectrometers ook bij hogere drukwaarden te kunnen gebruiken, zonder speciale drukomvormers, leidde tot de ontwikkeling van de XPR-sensor (XPR staat voor Extended Pressure Range). Om directe metingen mogelijk te maken in het bereik van ongeveer 2 · 10 ^-2 mbar, dat zo belangrijk is voor sputterprocessen, werd het staafsysteem gereduceerd van 12 cm tot een lengte van 2 cm. Om ervoor te zorgen dat de ionen het aantal dwarsoscillaties kunnen uitvoeren dat nodig is voor een scherpe massascheiding, dit getal is ongeveer 100, moest de frequentie van de stroom in de XPR-sensor worden verhoogd van ongeveer 2 MHz tot ongeveer 6 keer die waarde, namelijk tot 13 MHz. Ondanks de verkorting van de lengte van het staafsysteem is de ionopbrengst nog steeds gereduceerd door dispersieprocessen bij dergelijke hoge drukken. 

Voor een perfecte weergave van het spectrum is extra elektronische correctie nodig. De afmetingen van de XPR-sensor zijn zo klein dat deze zich volledig in de buizen van de aansluitflens (DN 40, CF) kan 'verbergen' en dus geen ruimte inneemt in de vacuümkamer. Afb. 4.1a toont de groottevergelijking voor de normale hoogperformante sensoren met en zonder de Channeltron SEMP, de normale sensor met kanaalplaat SEMP. Afb. 4.1b toont de XPR-sensor. Het hoge vacuüm dat nodig is voor de sensor wordt vaak gegenereerd met een TURBOVAC 50 turbomoleculaire pomp en een D 1,6 B draaischuifpomp. Met zijn grote compressiecapaciteit is een ander voordeel van de turbomoleculaire pomp bij het verwerken van hoogmoleculaire massagassen dat de sensor en de kathode optimaal beschermd zijn tegen verontreiniging vanuit de richting van de voorpomp. 

Men kan denken dat de sensor is afgeleid van een extractormeetsysteem (zie Afb. 4,3), waarbij het scheidingssysteem tussen de ionenbron en de ionenvanger werd geplaatst. 

De ionenbron bestaat uit een opstelling van de kathode, anode en meerdere baffles. De elektronemissie, constant gehouden, veroorzaakt een gedeeltelijke ionisatie van het restgas, waarin de ionenbron zo volledig mogelijk wordt 'ondergedompeld'. Het vacuüm in de buurt van de sensor wordt natuurlijk beïnvloed door het bakken van de wanden of de kathode. De ionen worden via de baffles in de richting van het scheidingssysteem geëxtraheerd. Een van de baffles is aangesloten op een afzonderlijke versterker en zorgt – volledig onafhankelijk van de ionenscheiding – voor een continue totale drukmeting (zie afb. 4,4). De kathoden zijn gemaakt van iridiumdraad en zijn voorzien van een thoriumoxidecoating om het werk dat gepaard gaat met elektronenontlading te verminderen. (Thoriumoxide is sinds enige tijd geleidelijk vervangen door yttriumoxide.) Deze coatings verminderen de elektronenontladingsfunctie, zodat de gewenste emissiestroom ook bij lagere kathodetemperaturen wordt bereikt. Voor speciale toepassingen zijn wolfraamkathoden (ongevoelig voor koolwaterstoffen, maar gevoelig voor zuurstof) of rheniumkathoden (ongevoelig voor zuurstof en koolwaterstoffen, maar verdampen langzaam tijdens bedrijf vanwege de hoge dampdruk) verkrijgbaar.