一种轨道阱可包括:细长的内电极和外电极,其中,内电极和外电极各自限定两个轴向地间隔开的电极半部,其中中心横向平面延伸穿过这些电极,也在两组电极半部之间穿过;空腔,其径向地围绕内电极和轴向地沿着内电极被限定在两个内电极半部与两个外电极半部之间;用于建立电场的器件,该电场被构造成在空腔中俘获离子并引起被俘获离子围绕内电极旋转并沿着内电极轴向地振荡,其中,旋转和振荡的离子在内电极半部和外电极半部上感应出电荷;以及电荷检测电路,其被构造成检测在内电极半部和外电极半部上感应出的电荷、以及组合针对每次振荡的检测到的电荷以产生所测量的离子电荷信号。