傳統的模擬式電壓表根據工作原理一般分為磁電式儀表、整流式儀表、電磁式儀表、電動(dòng)式儀表等四類(lèi)。
磁電式儀表是由通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)(永久磁鐵產(chǎn)生)中受到電磁力而發(fā)生偏轉來(lái)指示被測電流的大小。該儀表可動(dòng)線(xiàn)圈的旋轉角與流過(guò)線(xiàn)圈的電流成正比,即

其中,
為指針偏轉角度;
為電流靈敏度;
為流過(guò)線(xiàn)圈的電流。由于磁電式儀表的偏轉部分是線(xiàn)圈,故測量電壓時(shí),不能像電磁式儀表那樣大量增加線(xiàn)圈的匝數,而必須依靠串聯(lián)一個(gè)阻值很大的附加電阻來(lái)減小取用電流。磁電式儀表不能用來(lái)測量交流電,只有配上整流器組成整流式儀表后,才能用于交流測量。
整流式儀表是把交變電壓經(jīng)整流后再通入磁電式儀表,是用磁電式儀表測量交流電的一種方式。整流式儀表電路如圖1所示。該儀表指針的偏轉角與被測量的電流平均值成正比,即:

其中,
為指針偏轉角度;
為常數;
為流過(guò)線(xiàn)圈電流的平均值。

圖1整流式儀表電路
測量正弦量時(shí),由于正弦量的波形因數為常數,故儀表的刻度可以按比例地刻成為有效值;測量非正弦量時(shí),就平均值而言,測量的結果是準確的,但由于非正弦量的波形因數與正弦量不同,故其指針的讀數不一定準確。
電磁式儀表是測量交流電壓與交流電流時(shí)最常用的一種儀表,在工程應用中應用得比較普遍。該儀表的指針偏轉角與流過(guò)線(xiàn)圈電流的平方成正比,即:

電磁式儀表的基本測量量是電流有效值的平方,存在頻率范圍、準確度和靈敏度及抗外磁能力差等缺點(diǎn)。
電動(dòng)式儀表由兩組線(xiàn)圈構成:固定線(xiàn)圈①和偏轉線(xiàn)圈②。針③與偏轉線(xiàn)圈同軸,如圖2 a所示。當兩個(gè)線(xiàn)圈中分別通入電流時(shí),兩者的磁場(chǎng)相互作用,使偏轉線(xiàn)圈受力而旋轉,偏轉角與兩線(xiàn)圈內電流的乘積成正比。電動(dòng)式儀表的偏轉角為:

電動(dòng)式儀表通常用來(lái)制作成功率表。一般情況下,固定線(xiàn)圈①為電流線(xiàn)圈,導線(xiàn)較粗,串聯(lián)在被測電路中;偏轉線(xiàn)圈②為電壓線(xiàn)圈,導線(xiàn)較細,經(jīng)串聯(lián)附加電阻后跨接在被測電壓兩端,如圖2 b所示。

圖2 電動(dòng)式儀表結構
(a)線(xiàn)圈示意圖;(b)測量功率示意圖