1.1.1 不同结构的电压表及其使用范围

电压表根据其结构的不同主要分为模拟式电压表和数字式电压表两类。

1. 模拟式电压表

模拟式电压表又称为指针式电压表，是比较常见的检测仪表之一，模拟式电压表外形如图1-1所示。

图1-1 模拟式电压表外形

模拟式万用表是利用灵敏的磁电式电流表作为表头的，如图1-2所示。在表头的永久磁铁的两端上，分别安装着两个磁性相反的磁铁，在磁铁形成的磁场中是一个带有磁感线圈的圆柱形铁芯作为磁芯，该磁芯可增强磁场。缠绕在铁芯表面的磁感线圈末端固定着指针，当有电流流过时，磁感线圈受电磁力矩的作用而偏转，直到与游丝的反扭力矩平衡，即可通过指针在刻度盘上显示出所测得的电压值。

图1-2 模拟式电压表的表头结构示意图

这种表头的最大特点是磁感线圈的偏角大小与所通入的电流量成正比，并且电流方向的不同，会使磁感线圈的偏转方向也有所不同，因此在检测的时候，应注意电路正负极与电压表的连接。

由于模拟式电压表的表头只能通过直流电流，并且所能通过的电流很小，因而所能承受的电压量也就很小，可能只有零点几伏甚至更小。因此为了可以准确地测量出实际电路中的电压值，就需要在电压表的内部串联较大阻值的电阻器，以便将大部分的电压量降落在该电阻器上，同时减小电流量，使得表头能够正常使用。

2. 数字式电压表

数字式电压表是一种将模拟电压量转换成数字量并以数字形式直接显示测量结果的仪表，如图1-3所示。

图1-3 数字式电压表

与模拟式电压表相比，数字式电压表具有精度高、测量速度快、输入阻抗高、数字显示读数稳定准确、可以自动调零、抗干扰能力强、抗过载能力强、便于实现测量过程自动化等优点。因此，数字电压表在电压测量中已得到广泛的应用。

数字电压表是通过内部的A/D转换器将检测得到的模拟量转变成数字量，并使用电子计数器计数显示的，如图1-4所示为数字式电压表的内部结构图，从图中可以看出，数字式电压表内部可分为模拟电路和数字电路两部分。在模拟电路中，主要包括输入电路、A/D转换器，是完成模拟信号转换成数字信号工作的；而数字电路中，主要包括计数器、显示器、逻辑控制电路和时钟发生器等，是完成整机的逻辑控制、计数和显示等工作的。

图1-4 数字式电压表的内部结构图

数字式电压表的A/D转换器可分为直接转换和间接转换两种，因此，数字式电压表分成直接转换型数字电压表和间接转换型数字电压表。

（1）直接转换型数字电压表

直接转换型数字式电压表又可称为比较型数字式电压表，是利用被测电压与基准电压进行比较，通过比较后获得被测电压值，然后将最后的电压值送入显示器进行显示，这种电压表的测量精度较高、速度快，但其抗干扰能力较差。

（2）间接转换型数字电压表

间接转换型数字电压表又可称为积分型数字式电压表，主要包括电压-时间转换和电压-频率转换，是将被测电压转换为与之成正比的中间量（时间或频率），再通过计数器测量该中间量的数值，这种数字式电压表的抗干扰能力强，成本较低，但转换速度较慢。