Indicators and display 

devices

Types of instruments

• PMMC: 

DC measurements only. Most accurate

• Moving iron:

 

magnitude effect of current, most commonly used and the 

cheapest, very accurate & can be used for both AC & DC.

• Electrodynamometer: 

calibration is same for both ac & dc

• Hot wire: 
• Thermocouple: 

suitable for ac b’coz deflection depends 

directly upon the heating effect of ac (rms value of current). Readings 
are independent of frequency.

• Induction type:

 ac measurements only

• Electrostatic: 

used as voltmeter. Power consumption is small. 

Cover a large range of voltage. Substandard accuracy

Various forces/torques required in 

measuring instruments 

•  Deflecting torque/force: The defection of any instrument is determined 

by the combined effect of the deflecting torque/force, control torque and 
damping  torque.  The  value  of  deflecting  torque  must  depend  on  the 
electrical  signal  to  be  measured;  this  torque  causes  the  instrument 
movement to rotate from its zero position. 

•  Controlling torque/force: This torque must act in the opposite sense to 

the  deflecting  torque,  and  the  movement  will  take  up  an  equilibrium  or 
definite  position  when  the  deflecting  and  controlling  torque  are  equal  in 
magnitude.  Spiral  springs  or  gravity  usually  provides  the  controlling 
torque. 

•  Damping torque/force: A damping force is required to act in a direction 

opposite to the movement of the moving system. This brings the moving 
system  to  rest  at  the  deflected  position  reasonably  quickly  without  any 
oscillation or very small oscillation. This is provided by i) air friction ii) fluid 
friction iii) eddy current. It should be pointed out that any damping force 
shall  not  influence  the  steady  state  deflection  produced  by  a  given 
deflecting  force  or  torque.  Damping  force  increases  with  the  angular 
velocity  of  the  moving  system,  so  that  its  effect  is  greatest  when  the 
rotation is rapid and zero when the system rotation is zero.

D’Arsonval Movement

The most commonly used sensing mechanism used in 
DC  ammeters,  voltmeters,  and  ohm  meters  is  a 
current-sensing  device  called  a  D’Arsonval  meter 
movement  (Figure  1).  The  D’Arsonval  movement  is  a 
DC  moving  coil-type  movement  in  which  an 
electromagnetic core is suspended between the poles 
of a permanent magnet. The    current    measured    is 
   directed  D’Arsonval  Meter  Movement  through  the 
coils  of  the  electromagnet  so  that  the  magnetic  field 
produced  by  the   current   opposes   the   field   of   the 
permanent  magnet  and  causes  rotation  of  the  core. 
The  core  is  restrained  by  springs  so  that  the  needle 
will  deflect  or   move   in   proportion   to   the   current 
intensity.  The  more  current  applied  to  the   core,  the 
 stronger   the   opposing  field,  and  the  larger  the 
deflection, upto the limit of the current capacity of the 
   coil.  When     the     current     is  interrupted,  the 
opposing field collapses, and the needle is returned to 
zero   by   the   restraining   springs.  The  limit  of  the 
current  that  can  be  applied  to   this   type   movement 
 is  usually  less than one milli-ampere.

Modern D’Arsonval 

movement

Principle of operation 

• It has been mentioned that the 

interaction between the induced field 
and the field produced by the 
permanent magnet causes a 
deflecting torque, which results in 
rotation of the coil. 

PMMC movement showing ‘Y-

member’

• Advantages:
– They have low power consumption
– Their scales are – uniform and can be 

designed to extend over an arch of2700 or so.

– They can be modified with the help of shunts 

and resistances to cover a wide range of 
currents and voltages

– They have very effective and efficient eddy-

current damping

• Disadvantages:
– Some errors are set in due to the ageing of 

control springs and the permanent magnets