电压表是电气测试中最基本的工具之一，用于准确测量电路之间的电压。从简单的家庭检查到先进的工业诊断，电压表提供了对系统性能的重要见解。无论是模拟还是数字，了解它们的功能、类型和应用都可以确保在电气工作中进行更安全、更可靠的故障排除和更好的决策。
C2 类型的电压表
电压表概述
电压表是一种电气测量仪器，旨在测量电路中两点之间的电位差或电压。根据设计，电压表可以是模拟或数字、单功能（仅专用于电压）或多功能（作为万用表的一部分）。它们始终在被测元件或电路分支上并联连接，因为电压在并联路径中保持恒定。
电压表的种类
电压表分为两大类——模拟电压表和数字电压表——每一类都有独特的功能、优点和局限性。
模拟电压表
模拟电压表使用刻度上的移动指针显示电压。它的工作原理是线圈中的电流偏转，与施加的电压成正比。
• 优点：设计简单，耐用，无需电池（照明除外）。
• 缺点：精度较低，容易出现视差误差（参见第 7 节：如何读取电压表）。
数字电压表 （DVM）
数字电压表使用 ADC（模数转换器）将输入电压转换为数字值，并在 LCD 或 LED 屏幕上显示结果。
• 优点：更高的准确性、分辨率和附加功能，例如自动测距、数据保持和过载保护。
• 缺点：需要电源（电池或电源）。
由于其易用性和精确性，DVM 现在是大多数用户（从房主到专业人士）的标准选择。有关详细作，请参阅第 5 节：电压表如何工作？和第 7 部分：如何读取电压表。
专用变体
除了模拟和数字之外，还有几种用于利基应用的专用电压表：
• 移动铁电压表 – 适用于交流电和直流电，常见于电源和公用事业面板。
• 整流器型电压表 – 在内部将交流电转换为直流电，以进行经济高效的测试。
• PMMC（永磁动圈）——直流电路的高精度，常用于实验室。
• 电测功机电压表 – 适用于交流和直流，以精密测试而闻名。
• 放大电压表 – 使用放大器实现高输入阻抗，非常适合敏感电路。
电压表如何工作？
电压表的工作原理取决于其设计：
• 模拟电压表 – 当连接到组件两端时，施加的电压会导致小电流流过校准的线圈。该电流产生与永磁体相互作用的磁场，产生扭矩并使指针穿过刻度。指针的偏转与施加的电压成正比，允许用户读取刻度表盘上的值。
• 数字电压表 （DVM） – 输入电压首先被衰减和调节，然后由模数转换器 （ADC） 转换为相应的数字值。处理后的信号在 LCD 或 LED 显示屏上显示为数字输出，消除视差误差并提供更高的精度。
在这两种情况下，电压表都设计有高内阻（或阻抗），因此它只消耗可以忽略不计的电流。这可以防止电路负载并确保测量的电压尽可能接近其真实值。
如何使用电压表？
正确使用电压表可确保读数准确并防止损坏设备或电路。按着这些次序：
首先，选择测量模式——将电池、电源或电子电路的仪表设置为 DC （VDC），将插座或交流电源设置为 AC （VAC）。选择错误的模式可能会给出错误的读数。
其次，设置范围 – 如果仪表没有自动量程，请从高于预期电压的范围开始tage。逐渐降低设置，直到显示最精确的读数，而不会使仪表过载。
第三，连接引线——将红色探头插入“V”输入端子，将黑色探头插入“COM”端子。这是电压测量的标准配置。
然后，探头放置 – 将红色探头接触到电路的正极，将黑色探头接触到负极或接地参考点。始终确保探头牢固接触以获得稳定的读数。
最后，防止短路 – 连接到带电电路时，将探头尖端分开。它们之间的意外接触可能会导致直接短路，从而可能损坏电路和电压表。
如何读取电压表？
正确读取电压表可确保可靠的测量：
• 模拟电压表 – 观察指针在刻度上的位置。为避免视差错误（从某个角度观看引起的误读），请将眼睛对准针的正上方。一些模拟仪表在刻度后面有一个镜面条;当针及其反射看起来合而为一时，就可以实现正确的对齐。
• 数字电压表 （DVM） – 只需记下屏幕上显示的值。数字仪表可能包括测量类型的符号，例如交流电的“V~”或直流电的“V–”。“保持”等附加指示器会冻结显示的读数，某些型号还会显示单位或极性符号 （+/–） 以防止混淆。
电压表的应用
• 家庭和办公室 – 通常用于验证电源插座的电压、测试家用电器以及确保延长线或电源板提供正确的电源。这有助于防止因欠压或过压条件造成的损坏。
• 工业——在工厂和设施中，电压表用于监控配电盘、电机、控制系统和重型机械。定期电压检查对于预防性维护和避免停机至关重要。
• 汽车 – 机械师和车主依靠电压表来检查电池电量、起动机性能和交流发电机输出，确保发动机可靠运行并避免意外故障。
• 可再生能源——在太阳能和风能系统中，电压表跟踪电池板、逆变器和蓄电池的性能。测量电压可确保适当的能量转换和系统效率。
• 研究和教育——广泛用于实验室、车间和教室，以测试电路、验证原型并向学生演示电气原理。
• 故障排除 – 快速定位错误接线、检测短路或识别电气系统异常电压降的首选工具。
电压表与万用表比较
| 特征 | 电压表 | 万用表 |
|---|---|---|
| 主要功能 | 专用于测量电压tage。 | 测量电压、电流、电阻，通常还测量连续性、频率或电容。 |
| 准确性和稳定性 | 通常提供更高的准确性和稳定的长期读数。 | 与专用电压表相比，电压精度略低。 |
| 易用性 | 设置简单 - 始终处于电压模式。 | 需要根据测量在模式之间切换。 |
| 最佳用例 | 持续监控电源、面板或测试电路。 | 一般诊断、现场工作和多功能故障排除。 |
| 限制 | 无法测量其他参数。 | 可能无法提供与专用电压表相同水平的电压精度。 |
结论
电压表在电子、电力系统、汽车测试和可再生能源监控中仍然有用。它们的准确性和多功能性使它们对任何人都有价值。通过了解电压表的工作原理、如何正确使用它们以及何时校准它们，您可以确保可靠的测量并维护安全、高效的电气系统。
常见问题 [FAQ]
电压表可以测量电流或电阻吗？
不。电压表仅设计用于电压测量。要测量电流或电阻，您需要一个万用表，它将多种功能结合在一个设备中。
电压表为什么要并联？
电压表必须并联放置，因为它测量两点之间的电位差。串联会阻塞或改变电路电流，从而产生错误的结果。
如果超过电压表的量程会怎样？
超过额定电压可能会损坏仪表的内部电路或熔断保险丝。始终从最高范围开始或使用自动范围以防止过载。
哪种电压表最适合家庭使用？
数字万用表是家庭的理想选择——它价格实惠、易于阅读，并且可以测量电压以及电流、电阻和连续性，以进行日常故障排除。
电压表可以在没有电池的情况下工作吗？
模拟电压表通常不需要电池（内部照明除外），而数字电压表需要电池或外部电源来作其显示器和电路。