直流測功機由直流電機、測力計和測速發(fā)電機組合而成。直流電機的定子由獨立的軸承座支承，它可以在某一角度范疇內(nèi)自由擺動。機殼上帶有測力臂，它與測力計共同，可以檢測定子所受到的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)直流電機原理，電機的電磁轉(zhuǎn)矩同時施加于定子和轉(zhuǎn)子。定子所受到的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子所受到的轉(zhuǎn)矩大小相稱，偏向相反，以是轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩可以由定子上量測。運行中軸承、電刷和風(fēng)致摩擦等引起的呆板轉(zhuǎn)矩，會使定子和轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩不完全相稱，這給測量所帶來的誤差須要加以思量。 
直流測功機可作為直流發(fā)電機運行，作為被測動力呆板的負載，以測量被測呆板的軸上輸出轉(zhuǎn)矩；也可以作直流發(fā)電機運行，拖動其他呆板，以測量其軸上輸入轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩與測速發(fā)電機測得的轉(zhuǎn)速之積即軸功率。這便是 測功機 一名的由來。