電壓表

電壓表（也稱為電壓表或通俗地稱為電壓表）用于測量電壓。

在測量過程中，被測量被轉換成其單位伏特的倍數顯示。電壓表由實際測量單元或測量電子設備、顯示器和必要時串聯電阻器或分壓器組成，以調整測量范圍。對于實驗室應用，有具有多個測量范圍和用于其他測量變量的可切換萬用表，這些萬用表被稱為萬用表。

有用于工業應用的無顯示測量設備。

有了今天的數字式電壓表，電壓直接以數字形式顯示。待測量的模擬電壓在高電阻（并聯）下被抽取，并通過控制數字顯示的模數轉換器轉換為數字信號。

數字式電壓表的優勢在于其機械不靈敏、易于閱讀的顯示、可在所有空間位置操作、更高的測量精度、明顯更高的輸入電阻，尤其是在小電壓測量范圍內，以及更低的生產成本。此外，許多數字萬用表提供自動量程選擇，它們不僅可以測量直流電壓，還可以測量交流電壓或混合電壓——通常帶有有效值測量。

數字顯示測量設備的缺點是不能很好地跟蹤隨時間的進展。因此，一些數字壓力表還在顯示字段中以條形圖或圖形表示指針的形式提供刻度顯示（在數字字段下的萬用表圖片中很難看到）。數字顯示的分辨率限于1位；參見數字測量技術和數字萬用表。

靜電式電壓表，電壓導致指針偏轉，無電流流動。機械力來自相同電荷的排斥或不同電荷的吸引。最簡單的靜電電壓表是驗電器，主要用于測量較高的直流電壓。更精確的測量設備具有三個電極，其中一個是可移動地安裝在另外兩個電極之間的薄片。電壓連接到兩個固定電極，一個電極連接到可移動電極。這些設備通常帶有光指針（鏡面電流計的顯示原理，不屬于靜電測量設備之一）。它們也適用于交流電壓。

電壓是通過測量電流來測量的，該電流由于驅動線圈的電阻而與電壓成正比，可能由串聯電阻器補充。該設備實際上通過指針偏轉來測量電流，但刻度上標有相應的電壓值。隨著動圈運動，洛倫茲力產生指針偏轉。動鐵運動是指固定線圈內的鐵件之間的磁斥力。動圈式測量設備總是有一個串聯電阻，而動鐵式測量設備通常沒有——有了這些，線圈可以設計成具有足夠高的電阻。動圈式儀表以正確的極性測量平均值；要測量交流電壓，必須有一個測量整流器。動鐵機芯測量有效值；他們不需要整流器。具有這些測量機構的測量設備通常在刻度上標有精度等級。

電場計適用于非接觸式測量，主要用于測量電場強度。通過到物體的定義測量距離，它們可以用作電壓表。

管電壓表是電壓表 ，它配備了電子管，并且具有比當時其他方式更高的輸入電阻。它們現在已經完全被配備靜電計放大器（帶有 JFET 或 MOS 輸入的運算放大器）的數字儀表所取代。

在工業測量技術和自動化技術中，不使用指示測量設備，而是使用傳遞標準化電信號供中央處理的測量變送器。在模擬技術方面，這可以是標準信號，例如 4 ... 20 mA。它也可以是用于通過稱為總線的數據總線傳輸的數字輸出信號，在本文中是現場總線。這些在輸出端帶有數字測量信號的測量設備也稱為測量轉換器。

作為測量范圍調整的變送器和電壓互感器（特殊測量互感器）用于隔離高交流電壓下的電位。輸出電壓的標稱值最 好是100V。

電壓補償器適用于精密測量和測量對象上沒有任何電流負載的測量（至少用于調整）。 然而，它們正在被具有類似資格的電子設備所取代。

電壓表連接到要測量電壓的電路的兩個點。如果要測量元件或物體兩端的電壓降，則電壓表并聯連接。這可以通過測試探針進行短測試而無需干預電路。因此，電壓測量是最常見的電氣控制形式。如果已知進行測量的電阻 R 的值（電流強度 I = U/R，其中 U = 測量電壓），通常可以從電壓測量中間接獲得電流讀數。

測量范圍每個動圈或動鐵運動在最 大電流強度Imax下都有一個最 大偏轉（全偏轉）。同時，它具有固有電阻（內阻 Ri），這意味著當測量機構完全偏轉時，最 大電壓 (Umax = Ri ? Imax) 出現在測量機構上。對于其他測量范圍，它通過可切換的串聯電阻器進行操作，請參閱模擬萬用表。如果超過最 大電壓，則測量機構或串聯電阻器可能會過載。允許的過載能力由帶有類別符號的測量設備標準定義。

使用數字電壓表，這種形式不存在過載問題，因為它們的內阻非常高，因此只能轉換很少的功率。根據版本的不同，如果超出測量范圍的最終值，多級分壓器會自動切換到下一個更高的測量范圍。

出于安全原因，最 大允許電壓通常在 700 V 至 1000 V 范圍內，有時印在測量設備上，有時在使用說明中指定。

理想的測量裝置是沒有被測量對象自身消耗的；這意味著電壓表的內阻必須無限大。然而，實際上，它像歐姆電阻一樣吸收電流。這在等效電路圖中的特征在于理想測量設備與其內阻的并聯連接。

從歷史上看 - 由于長期以來普遍使用的動圈測量機制 - 有時仍會繪制串聯連接。然后 - 如果電路符號代表理想的無損測量設備 - 它的電阻值必須為零，這與作為電壓表的標識不兼容。

為了使動圈式電壓表適應所需的測量范圍，它與合適的串聯電阻 Rv 串聯。然后，可以在測量范圍末端測量的部分電壓 UMBE 進入測量元件，其余部分 Uv = UMBE - Umax 進入串聯電阻。

示例 測量機構的電阻為 Rm = 750 Ω，在xxx電流 Imax = 200 μA 時偏轉至刻度的終值。 它應該在測量范圍 UMBE = 10 V 的電壓表中使用。在完全偏轉時，電壓 Umax = Rm Imax = 750 Ω 0.200 mA = 150 mV 通過測量機構。因此，串聯電阻處必須有 Uv = 10.00 V - 0.15 V = 9.85 V。由于 200 μA 的電流也流過它，因此計算得出 Rv = Uv/Imax = 9.85 V/0.2 mA = 49.25 kΩ。 串聯連接的總電阻（測量設備的內阻 RU）為 RU = Rv + Rm = 50.00 kΩ。

對于基于動圈的萬用表，Imax 通常是一個常數，適用于所有量程，反之亦然，每個量程的內阻不同——越大，量程越大。 為了便于計算內阻，電壓相關電阻 ρ = 1/Imax 以 Ω/V（歐姆每伏）為單位指定電壓表，也是所有測量范圍的常數。 該信息必須乘以相應的測量范圍終值以獲得實際內阻。

示例 以上計算的測量設備具有 750 Ω 的測量元件電阻和 150 mV 的測量范圍。 由此得出 ρ = 750 Ω/150 mV = 5.00 kΩ/V。 如果您將它用于 10 V 的測量范圍，它的電阻 RU = ρ UMBE = 5 kΩ/V 10 V = 50 kΩ，如上以不同方式計算。

決定測量的電流流過壓力表的事實意味著每次測量都會偽造測量對象的原始條件，因為（額外的）電流被用于測量。