1.1.1 不同結構的電壓表及其使用范圍

電壓表根據其結構的不同主要分為模擬式電壓表和數字式電壓表兩類。

1. 模擬式電壓表

模擬式電壓表又稱為指針式電壓表，是比較常見的檢測儀表之一，模擬式電壓表外形如圖1-1所示。

模擬式萬用表是利用靈敏的磁電式電流表作為表頭的，如圖1-2所示。在表頭的永久磁鐵的兩端上，分別安裝著兩個磁性相反的磁鐵，在磁鐵形成的磁場中是一個帶有磁感線圈的圓柱形鐵芯作為磁芯，該磁芯可增強磁場。纏繞在鐵芯表面的磁感線圈末端固定著指針，當有電流流過時，磁感線圈受電磁力矩的作用而偏轉，直到與游絲的反扭力矩平衡，即可通過指針在刻度盤上顯示出所測得的電壓值。

這種表頭的最大特點是磁感線圈的偏角大小與所通入的電流量成正比，并且電流方向的不同，會使磁感線圈的偏轉方向也有所不同，因此在檢測的時候，應注意電路正負極與電壓表的連接。

由于模擬式電壓表的表頭只能通過直流電流，并且所能通過的電流很小，因而所能承受的電壓量也就很小，可能只有零點幾伏甚至更小。因此為了可以準確地測量出實際電路中的電壓值，就需要在電壓表的內部串聯較大阻值的電阻器，以便將大部分的電壓量降落在該電阻器上，同時減小電流量，使得表頭能夠正常使用。

2. 數字式電壓表

數字式電壓表是一種將模擬電壓量轉換成數字量并以數字形式直接顯示測量結果的儀表，如圖1-3所示。

與模擬式電壓表相比，數字式電壓表具有精度高、測量速度快、輸入阻抗高、數字顯示讀數穩定準確、可以自動調零、抗干擾能力強、抗過載能力強、便于實現測量過程自動化等優點。因此，數字電壓表在電壓測量中已得到廣泛的應用。

數字電壓表是通過內部的A/D轉換器將檢測得到的模擬量轉變成數字量，并使用電子計數器計數顯示的，如圖1-4所示為數字式電壓表的內部結構圖，從圖中可以看出，數字式電壓表內部可分為模擬電路和數字電路兩部分。在模擬電路中，主要包括輸入電路、A/D轉換器，是完成模擬信號轉換成數字信號工作的；而數字電路中，主要包括計數器、顯示器、邏輯控制電路和時鐘發生器等，是完成整機的邏輯控制、計數和顯示等工作的。

數字式電壓表的A/D轉換器可分為直接轉換和間接轉換兩種，因此，數字式電壓表分成直接轉換型數字電壓表和間接轉換型數字電壓表。

（1）直接轉換型數字電壓表

直接轉換型數字式電壓表又可稱為比較型數字式電壓表，是利用被測電壓與基準電壓進行比較，通過比較后獲得被測電壓值，然后將最后的電壓值送入顯示器進行顯示，這種電壓表的測量精度較高、速度快，但其抗干擾能力較差。

（2）間接轉換型數字電壓表

間接轉換型數字電壓表又可稱為積分型數字式電壓表，主要包括電壓-時間轉換和電壓-頻率轉換，是將被測電壓轉換為與之成正比的中間量（時間或頻率），再通過計數器測量該中間量的數值，這種數字式電壓表的抗干擾能力強，成本較低，但轉換速度較慢。