Osnovne sestavne dele merilnega mehanizma takega merilnika lahko razberemo s slike 5.2.3.1.1, način delovanja pa s slike 5.2.3.1.2.

V zračno režo magnetnega kroga je nameščena vrtljiva tuljavica s kazalcem. Zračna reža je oblikovana tako, da je v dolžini, v kateri so predvideni zasuki tuljavice, gostota magnetnega pretoka praktično konstantna. Tuljavica je navita na lahek, aluminijast okvirček, z dvema, nasprotno navitima spiralnima vzmetema pa je elastično povezana s priključnima sponkama merilnika.

Če električni tok, ki ga želimo meriti, speljemo skozi ovoje vrtljive tuljavice, povzroči le-ta navor, zasuk tuljavice in s tem odklon kazalca. Zaradi konstantne gostote magnetnega pretoka je navor na tuljavico odvisen od toka, ne pa tudi od zasuka in je po enačbi na sliki 5.2.3.3 ter enačbi 5.2.2.1 enak:

M₁ = F_m · d = B · I · l · d · N = k₁ · l

N = število ovojev tuljavice,

l = dolžina tuljavice v magnetnem polju, pravokotno na silnice

Z zasukom tuljavice pa narašča zasuku tuljavice nasprotujoči navor spiralnih vzmeti, ki je, po zakonih mehanike, premo sorazmeren s konstanto vzmeti in kotom zasuka α.

M₂ = k₂ · α

V ravnovesju sta oba navora enaka, zato velja:

k₁ · l = k₂ · α   in od tod

Zaradi odvisnosti smeri navora na tuljavico od smeri električnega toka je tudi smer odklona kazalca odvisna od smeri toka.

Z merilnikom z vrtljivo tuljavico lahko merimo tudi izmenični tok, če ga najprej usmerimo. Zato je v merilnik vgrajen tudi usmernik

Merilniki z vrtljivo tuljavico so med vsemi analognimi merilniki najbolj točni ter se serijsko izdelujejo tudi v razredu 0,1. Odlikujejo se po izredno majhni lastni porabi energije, tako da jih lahko uporabljamo tudi kot μA-metre ter s preduporom kot mV-metre. Soupori in predupori omogočajo merjenje tudi večjih tokov in napetosti, zato je merilni mehanizem z vrtljivo tuljavico najbolj razširjen merilni mehanizem analognih merilnikov.