裂变室在中子通量水平比较低时，输出脉冲信号；随着中子通量水平的提高，输出的脉冲信号彼此叠加，形成一种脉动交流信号，根据坎贝尔（Campbell）理论，脉动交流信号的均方根值与中子通量水平成正比；在高中子通量水平下，裂变室也可以输出电流信号，电流信号的幅值与中子通量水平成正比。

宽量程核测量系统利用裂变室的上述特性实现了使用一种探测器完成8～10个数量级范围内中子通量的测量，即测量10⁰～10¹⁰（厘米²·秒）^-1范围的中子注量率。裂变室输出的脉冲信号幅值较硼正比计数管输出信号的幅值更低，脉冲放大电路中需要设置较大的放大倍数；脉冲信号和坎贝尔信号使用同一个输出电缆，信号处理电路需要判断合适的时机在脉冲放大电路和坎贝尔放大电路之间切换，以实现宽范围内中子通量的连续测量。坎贝尔信号的测量上限可以达到100%额定功率水平，但输出信号的精度较差，为满足功率量程段高精度的测量需要，一般使用裂变室输出的电流信号进行功率量程段的中子通量测量，该信号使用独立的输出电缆。

与分段式核测量系统类似，为满足功率量程范围内中子通量分布测量的需要，宽量程核测量系统需要设置多个冗余测量通道，每个测量通道由多个裂变室组成。如果仅用于功率量程段测量，裂变室只输出电流信号，连接的信号处理电路也仅接收和处理电流信号；用于源量程和中间量程段测量的裂变室，将增加一个信号电缆输出脉冲信号和坎贝尔信号，连接的信号处理电路将增加相应的脉冲处理电路和坎贝尔信号处理电路，即源量程段和中间量程段的测量与功率量程段共用一个裂变室，但使用不同的处理电路。