По-голямата част от текущите измервателни устройства са изградени около цифров волтметър, като физическото количество, което трябва да се измери, се превръща в напрежение с помощта на подходящ сензор.

Такъв е случаят с цифровия мултиметър, който, освен че предлага функцията на волтметъра, има поне един конвертор на ток на напрежението, за да го управлява като аметър и генератор на постоянен ток, за да работи като омаметър.

Те са застрашени, въпреки че все още се използват като бързи показатели за порядъка или вариацията на измереното напрежение. Те обикновено се състоят от един милиметър в серия с висока устойчивост. Това съпротивление обаче, от порядъка на няколко kΩ, е значително по-ниско от вътрешното съпротивление на цифровите волтметри, обикновено равно на 10 MΩ.

Поради тази причина аналоговите волтметри въвеждат по-голямо смущение в веригите, в които се въвеждат, отколкото цифровите волтметри.
За да ограничим това смущение, стигнахме дотам, че да използваме галванометри с чувствителност от 15 микро-ампера за пълен мащаб на универсални контролери от висок клас (комбинация волтметър-микро-амметър-омаметър-капациметър). (Metrix MX 205 A например)

Магнитоелектрически волтметър се състои от галванометър, следователно много чувствителен магнитоелектричен милиметър, в серия с допълнително съпротивление с висока стойност (от няколко kΩ до няколкостотин kΩ).
Волтметър с няколко измервателни габарита се прави чрез промяна на стойността на допълнителното съпротивление. За редуващи се измервания на тока е осеян диоден токоизточник мост но този метод може да измерва само синусоидални напрежения. Въпреки това, те имат редица предимства : те не изискват батерия за работа.

В допълнение, на същата цена, честотната им лента е много по-широка, което позволява измервания на променлив ток над няколкостотин килохерца, където стандартен цифров модел е ограничен до няколкостотин херца.
Именно поради тази причина те все още се използват широко при тестването върху електронно оборудване, работещо с високи честоти (HI-FI)

Ферелектрически волтметър се състои от ферелектричен милиметър в серия с допълнително съпротивление с висока стойност (от няколкостотин Ω до няколкостотин kΩ). Както правят аметрите от същия тип за токовете, те дават възможност за измерване на ефективната стойност на напреженията с всякаква форма (но с ниска честота) < 1 kHz).

Те обикновено се състоят от двойна рампа аналогово-към-цифров конвертор, система за обработка и дисплейна система.

Може да се използва само за измерване на синусоидални напрежения в честотния диапазон на електрическите разпределителни мрежи. Напрежението, което се измерва, се изправя чрез диод мост и след това се третира като DC напрежение. След това волтметърът показва стойност, равна на 1,11 пъти средната стойност на ректифицираното напрежение. Ако напрежението е синусоидално, показваният резултат е ефективната стойност на напрежението; ако не е, няма смисъл.

По-голямата част от устройствата на пазара извършват това измерване в три стъпки :

1 - Напрежението се повдига на квадрат чрез прецичен аналогов мултипликатор.
2 - Устройството извършва аналогово-към-цифрово преобразуване на средната стойност на квадрата на напрежението
3 - Квадратният корен на тази стойност след това се извършва числено.

Тъй като прецизният аналогов мултипликатор е скъп компонент, тези волтметри са три до четири пъти по-скъпи от предишните. Почти общата цифровизация на изчислението намалява разходите, като същевременно подобрява точността.

Използват се и други методи за измерване, например :

- Аналогово-към-цифрово преобразуване на напрежението, което се измерва, след това напълно цифрова обработка на изчисляването на "квадратния корен на средния квадрат".
- Изравняване на термичния ефект, генериран от променливото напрежение, и това, генерирано от DC напрежение, което след това се измерва.

Има два вида волтметри "истински ефективен" :

- TRMS (от английски език True Root Mean Square значение "истински квадратен корен средна") - Той измерва истинската ефективна стойност на променливо напрежение.
- RMS (от английски език Root Mean Square значение "квадратен корен средна") - Стойността RMS се получава чрез филтриране, което елиминира компонента на постоянен ток (средна стойност) на напрежението, и позволява да се получи ефективната стойност на пулсиращата сила на напрежението.

Първият цифров волтметър е проектиран и построен от Анди Кей през 1953 година.
Измерването с волтметър се извършва чрез свързването му успоредно с частта от веригата, чиято потенциална разлика е желана.
По този начин на теория, така че наличието на устройството да не променя разпределението на потенциалите и токовете в рамките на веригата, нито един ток не трябва да тече в сензора си. Това предполага, че вътрешната устойчивост на споменатия сензор е безкрайна или поне е възможно най-голяма в сравнение с устойчивостта на веригата, която трябва да се измери.