電壓表測量電壓的原理是什么（電壓表工作原理）

　　電壓表是測量電壓的一種儀器。由永磁體、線圈等構成。電壓表是個相當大的電阻器，理想的認為是斷路。初中階段實驗室常用的電壓表量程為0~3V和0~15V。本文主要介紹電壓表的工作原理以及電壓表的技術參數、結構以及分類等方面的內容，一起來了解一下。

　　電壓表技術參數

　　1、頻響范圍10Hz—10MHz 基本精度±2%

　　2、輸入電阻，電容，過載電壓1mV—300mV：≥8MΩ≤40pF≤100V300mV—300V≥8MΩ≤20pF≤600V

　　3、直流輸出電壓-1V（逢10量程）

　　4、一般技術指標

　　5、工作溫度，濕度0℃—40℃≤90%RH

　　6、電源要求198V—242VAC475Hz—52.5Hz

　　7、功耗≤6VA

　　8、尺寸（W×H×D）240mm×140mm×280mm

　　9、重量約2.5kg

　　電壓表結構

　　電壓表是個大的電阻器，理想的認為是斷路。在并聯電路中并聯了電壓表（跟別的用電器并聯）和用電器，如果在干路中沒有其他的用電器，可以認為測量電源電壓（因為并聯電路上的用電器全部享用了電源的電壓）；如果干路中還連接其他的用電器，那這個用電器就分享了部分電源電壓，那電壓表測的只能是部分電壓（連接在哪個用電器就是哪個用電器的電壓）。

　　要知道在電壓表內，有一個磁鐵和一個導線線圈，通過電流后，會使線圈產生磁場，這樣線圈通電后在磁鐵的作用下會旋轉，這就是電流表、電壓表的表頭部分。

　　這個表頭所能通過的電流很小，兩端所能承受的電壓也很?。隙ㄟh小于1V，可能只有零點零幾伏甚至更?。?，為了能測量實際電路中的電壓，需要給這個電壓表串聯一個比較大的電阻，做成電壓表。這樣，即使兩端加上比較大的電壓，可是大部分電壓都作用在加的那個大電阻上了，表頭上的電壓就會很小了。電壓表是一種內部電阻很大的儀器，一般應該大于幾千歐。表頭是跟據通電導體在磁場中受磁場力的作用而制成的。表內部有一永磁體，在極間產生磁場，在磁場中有一個線圈，線圈兩端各有一個游絲彈簧，彈簧各連接表的一個接線柱，在彈簧與線圈間由一個轉軸連接，在轉軸相對于電流表的前端，有一個指針。當有電流通過時，電流沿彈簧、轉軸通過磁場，電流切磁感線，所以受磁場力的作用，使線圈發生偏轉，帶動轉軸、指針偏轉。由于磁場力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過指針的偏轉程度來觀察電流的大小。

　　電壓表的分類

　　1、直流類型

　　主要采用磁電系電表和靜電系電表的測量機構。磁電系電壓表由小量程的磁電系電流表與串聯電阻器（又稱分壓器）組成，最低量程為十幾毫伏。為了擴大電壓表量程，可以增大分壓器的電阻值。例如用50微安的電流表形成250伏的電壓表時，要使分壓器與測量機構的總電阻值為250/［50×10^（-6）］=5×10^6歐=5兆歐，這相當于電壓表的內阻為20千歐/伏。為了避免電壓表的接入過多影響原工作狀態，要求電壓表有較高的內阻。用幾個電阻組成的分壓器和測量機構串聯，可形成多量程電壓表。靜電系電壓表的最低量程為幾十伏，擴大量程是靠改變電表內部結構和極間距離來達到。此外，電磁系電表的測量機構在理論上也可用于測量直流電壓。

　　2、交流類型

　　主要采用整流式電表、電磁系電表、電動系電表和靜電系電表的測量機構。除靜電系電壓表外，其他系電壓表都是用小量程電流表與分壓器串聯而成。也可用幾個電阻組成的分壓器與測量機構串聯而形成多量程電壓表。這些系的交流電壓表難于制成低量程的，最低量程在幾伏到幾十伏之間，而最高量程則約為1～2千伏。靜電系電壓表的最低量程約為30伏，而最高量程則可達很高。電力系統中用的高壓電壓表是由電壓額定量程為 100伏的電磁系電壓表，結合適當電壓變比的電壓互感器組成。由于受測量機構線圈電感的限制，電磁系電壓表、電動系電壓表的使用頻率范圍較窄，上限頻率低于1～2千赫。電動系略優于電磁系。靜電系和熱電系電壓表的使用頻率范圍都較寬。整流式電壓表的上限使用頻率約幾千赫，但要注意，僅當交流電壓為正弦波形時，整流式電表讀數才是正確的。各系電壓表的各系電壓表的量程，使用頻率范圍、內阻以及能達到的最高準確級見表。

　　3、數顯類型

　　數顯電壓表是用模/數轉換器將測量電壓值轉換成數字形式并以數字形式表示的儀表適合環境溫度0～50℃濕度85%以下使用，在因磁場或高頻儀器，高壓火花，閃電等原因引起電壓異常時，在外部請使用電源線濾波器或非線性電阻等干擾吸收電路。

　　電壓表工作原理

　　傳統的指針式電壓表和電流表都是根據一個原理就是電流的磁效應。電流越大，所產生的磁力越大，表現出的就是電壓表上的指針的擺幅越大，電壓表內有一個磁鐵和一個導線線圈，通過電流后，會使線圈產生磁場，線圈通電后在磁鐵的作用下會發生偏轉，這就是電流表、電壓表的表頭部分。

　　由于電壓表要與被測電阻并聯，所以如果直接用靈敏電流計當電壓表用，表中的電流過大，會燒壞電表，這時需要在電壓表的內部電路中串聯一個很大的電阻，這樣改造后，當電壓表再并聯在電路中時，由于電阻的作用，加在電表兩端的電壓絕大部分都被這個串聯的電阻分擔了，所以通過電表的電流實際上很小，所以就可以正常使用了。

　　直流電壓表的符號要在V下加一個“_”，交流電壓表的符號要再V下加一個波浪線“~”。

　　電壓表測量電壓的原理

　　由于通電的導體就會有電流流過。當電壓表去測量某電源的電壓時，同樣要吧電壓表接到電源的正負接，或者測量某電阻兩端電壓就接到電阻的兩端。這樣就要電流流過電壓表，電壓表的偏轉線圈就有電流流過。

　　由于通電導體周圍存在磁場。該磁場跟電壓表里面的磁體相互作用，就產生偏轉。這個電流越大，偏轉就越大。也就是說電壓越高，偏轉越大。這個關系就反映出電壓的大小了。

　　電壓表的日常維護

　?。?）由于磁電系電流表的過載能力很小，使用時一定要注意連接電路的極性和量限的選擇。

　?。?）若在測量中發現指針反向偏轉或正向偏轉超過標度尺上滿刻度線，應立即斷電停止測量，待連接正確或重新選擇更大量限的電流表后再進行測量。

　?。?）當測量工作完畢后，應先斷電源，再從測量電路中取下電流表，將其放置在干燥、通風和陰涼的環境中。對靈敏度、準確度很高的微安表和毫安表，應用導線將正、負端鈕連接起來，以保護儀表的測量機構。

　　電壓表的使用維護方法與電流表的使用維護方法類同，還應注意以下幾點：

　?。?）測量時應將電壓表并聯接入被測電路。

　?。?）由于電壓表與負載是并聯的，要求內阻Rv遠大于負載電阻RL。

　?。?）測量直流時，先把電壓表的“—”瑞鈕接入被測電路的低電位端，然后再把“+”端鈕接入被測電路的高電位端。

　?。?）對多量限電壓表，當需要變換量限時，應將電壓表與被測電路斷開后，再改變量限。