电压表

电压表（也称为电压表或通俗地称为电压表）用于测量电压。

在测量过程中，被测量被转换成其单位伏特的倍数显示。电压表由实际测量单元或测量电子设备、显示器和必要时串联电阻器或分压器组成，以调整测量范围。对于实验室应用，有具有多个测量范围和用于其他测量变量的可切换万用表，这些万用表被称为万用表。

有用于工业应用的无显示测量设备。

有了今天的数字式电压表，电压直接以数字形式显示。待测量的模拟电压在高电阻（并联）下被抽取，并通过控制数字显示的模数转换器转换为数字信号。

数字式电压表的优势在于其机械不灵敏、易于阅读的显示、可在所有空间位置操作、更高的测量精度、明显更高的输入电阻，尤其是在小电压测量范围内，以及更低的生产成本。此外，许多数字万用表提供自动量程选择，它们不仅可以测量直流电压，还可以测量交流电压或混合电压——通常带有有效值测量。

数字显示测量设备的缺点是不能很好地跟踪随时间的进展。因此，一些数字压力表还在显示字段中以条形图或图形表示指针的形式提供刻度显示（在数字字段下的万用表图片中很难看到）。数字显示的分辨率限于1位；参见数字测量技术和数字万用表。

静电式电压表，电压导致指针偏转，无电流流动。机械力来自相同电荷的排斥或不同电荷的吸引。最简单的静电电压表是验电器，主要用于测量较高的直流电压。更精确的测量设备具有三个电极，其中一个是可移动地安装在另外两个电极之间的薄片。电压连接到两个固定电极，一个电极连接到可移动电极。这些设备通常带有光指针（镜面电流计的显示原理，不属于静电测量设备之一）。它们也适用于交流电压。

电压是通过测量电流来测量的，该电流由于驱动线圈的电阻而与电压成正比，可能由串联电阻器补充。该设备实际上通过指针偏转来测量电流，但刻度上标有相应的电压值。随着动圈运动，洛伦兹力产生指针偏转。动铁运动是指固定线圈内的铁件之间的磁斥力。动圈式测量设备总是有一个串联电阻，而动铁式测量设备通常没有——有了这些，线圈可以设计成具有足够高的电阻。动圈式仪表以正确的极性测量平均值；要测量交流电压，必须有一个测量整流器。动铁机芯测量有效值；他们不需要整流器。具有这些测量机构的测量设备通常在刻度上标有精度等级。

电场计适用于非接触式测量，主要用于测量电场强度。通过到物体的定义测量距离，它们可以用作电压表。

管电压表是电压表 ，它配备了电子管，并且具有比当时其他方式更高的输入电阻。它们现在已经完全被配备静电计放大器（带有 JFET 或 MOS 输入的运算放大器）的数字仪表所取代。

在工业测量技术和自动化技术中，不使用指示测量设备，而是使用传递标准化电信号供中央处理的测量变送器。在模拟技术方面，这可以是标准信号，例如 4 ... 20 mA。它也可以是用于通过称为总线的数据总线传输的数字输出信号，在本文中是现场总线。这些在输出端带有数字测量信号的测量设备也称为测量转换器。

作为测量范围调整的变送器和电压互感器（特殊测量互感器）用于隔离高交流电压下的电位。输出电压的标称值最 好是100V。

电压补偿器适用于精密测量和测量对象上没有任何电流负载的测量（至少用于调整）。 然而，它们正在被具有类似资格的电子设备所取代。

电压表连接到要测量电压的电路的两个点。如果要测量元件或物体两端的电压降，则电压表并联连接。这可以通过测试探针进行短测试而无需干预电路。因此，电压测量是最常见的电气控制形式。如果已知进行测量的电阻 R 的值（电流强度 I = U/R，其中 U = 测量电压），通常可以从电压测量中间接获得电流读数。

测量范围每个动圈或动铁运动在最 大电流强度Imax下都有一个最 大偏转（全偏转）。同时，它具有固有电阻（内阻 Ri），这意味着当测量机构完全偏转时，最 大电压 (Umax = Ri ∙ Imax) 出现在测量机构上。对于其他测量范围，它通过可切换的串联电阻器进行操作，请参阅模拟万用表。如果超过最 大电压，则测量机构或串联电阻器可能会过载。允许的过载能力由带有类别符号的测量设备标准定义。

使用数字电压表，这种形式不存在过载问题，因为它们的内阻非常高，因此只能转换很少的功率。根据版本的不同，如果超出测量范围的最终值，多级分压器会自动切换到下一个更高的测量范围。

出于安全原因，最 大允许电压通常在 700 V 至 1000 V 范围内，有时印在测量设备上，有时在使用说明中指定。

理想的测量装置是没有被测量对象自身消耗的；这意味着电压表的内阻必须无限大。然而，实际上，它像欧姆电阻一样吸收电流。这在等效电路图中的特征在于理想测量设备与其内阻的并联连接。

从历史上看 - 由于长期以来普遍使用的动圈测量机制 - 有时仍会绘制串联连接。然后 - 如果电路符号代表理想的无损测量设备 - 它的电阻值必须为零，这与作为电压表的标识不兼容。

为了使动圈式电压表适应所需的测量范围，它与合适的串联电阻 Rv 串联。然后，可以在测量范围末端测量的部分电压 UMBE 进入测量元件，其余部分 Uv = UMBE - Umax 进入串联电阻。

示例 测量机构的电阻为 Rm = 750 Ω，在xxx电流 Imax = 200 µA 时偏转至刻度的终值。 它应该在测量范围 UMBE = 10 V 的电压表中使用。在完全偏转时，电压 Umax = Rm Imax = 750 Ω 0.200 mA = 150 mV 通过测量机构。因此，串联电阻处必须有 Uv = 10.00 V - 0.15 V = 9.85 V。由于 200 µA 的电流也流过它，因此计算得出 Rv = Uv/Imax = 9.85 V/0.2 mA = 49.25 kΩ。 串联连接的总电阻（测量设备的内阻 RU）为 RU = Rv + Rm = 50.00 kΩ。

对于基于动圈的万用表，Imax 通常是一个常数，适用于所有量程，反之亦然，每个量程的内阻不同——越大，量程越大。 为了便于计算内阻，电压相关电阻 ρ = 1/Imax 以 Ω/V（欧姆每伏）为单位指定电压表，也是所有测量范围的常数。 该信息必须乘以相应的测量范围终值以获得实际内阻。

示例 以上计算的测量设备具有 750 Ω 的测量元件电阻和 150 mV 的测量范围。 由此得出 ρ = 750 Ω/150 mV = 5.00 kΩ/V。 如果您将它用于 10 V 的测量范围，它的电阻 RU = ρ UMBE = 5 kΩ/V 10 V = 50 kΩ，如上以不同方式计算。

决定测量的电流流过压力表的事实意味着每次测量都会伪造测量对象的原始条件，因为（额外的）电流被用于测量。