Η συντριπτική πλειοψηφία των σημερινών συσκευών μέτρησης είναι κατασκευασμένες γύρω από ένα ψηφιακό βολτόμετρο, με τη φυσική ποσότητα που μετράται να μετατρέπεται σε τάση χρησιμοποιώντας έναν κατάλληλο αισθητήρα.

Αυτή είναι η περίπτωση του ψηφιακού πολυμέτρου το οποίο, εκτός από την προσφορά της λειτουργίας βολτόμετρου, έχει τουλάχιστον έναν μετατροπέα ρεύματος τάσης για να το λειτουργήσει ως αμπερόμετρο και μια γεννήτρια σταθερού ρεύματος για να λειτουργήσει ως ομόμετρο.

Κινδυνεύουν, αν και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ως γρήγοροι δείκτες της τάξης του μεγέθους ή της διακύμανσης της μετρούμενης τάσης. Συνήθως αποτελούνται από ένα χιλιοστό σε σειρά με υψηλή αντοχή. Ωστόσο, αυτή η αντίσταση, της τάξης μερικών kΩ, είναι σημαντικά χαμηλότερη από την εσωτερική αντίσταση των ψηφιακών βολτμέτρων, συνήθως ίση με 10 MΩ.

Για το λόγο αυτό, τα αναλογικά βολτόμετρα εισάγουν μεγαλύτερη διαταραχή στα κυκλώματα στα οποία εισάγονται από τα ψηφιακά βολτόμετρα.
Για να περιορίσουμε αυτή τη διαταραχή, φτάσαμε στο σημείο να χρησιμοποιούμε γαλβανόμετρα με ευαισθησία 15 μικροενισχυτή για πλήρη κλίμακα σε υψηλού επιπέδου καθολικούς ελεγκτές (συνδυασμός βολτμέτρου-μικροϋμόμετρου-ομόμετρου-καπασιμέτρου). (Metrix MX 205 A για παράδειγμα)

Ένα μαγνητοηλεκτρικό βολτόμετρο αποτελείται από ένα γαλβανόμετρο, επομένως ένα πολύ ευαίσθητο μαγνητοηλεκτρικό χιλιοστόμετρο, σε σειρά με πρόσθετη αντίσταση υψηλής τιμής (από μερικές kΩ έως μερικές εκατοντάδες kΩ).
Ένα βολτόμετρο με διάφορους μετρητές μέτρησης γίνεται αλλάζοντας την τιμή της πρόσθετης αντίστασης. Για τις ΜΕΤΡΉΣΕΙς εναλλασσόμενου ρεύματος, διανθίζεται μια γέφυρα διόρθωσης διόδων, αλλά αυτή η μέθοδος μπορεί μόνο να μετρήσει τις ημιτονοειδείς τάσεις. Ωστόσο, έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα : δεν απαιτούν μπαταρία για να λειτουργήσουν.

Επιπλέον, στην ίδια τιμή, το εύρος ζώνης τους είναι πολύ ευρύτερο, επιτρέποντας μετρήσεις ac πάνω από αρκετές εκατοντάδες kilohertz όπου ένα τυπικό ψηφιακό μοντέλο περιορίζεται σε μερικές εκατοντάδες hertz.
Για το λόγο αυτό εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως στις δοκιμές σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό που λειτουργεί σε υψηλές συχνότητες (HI-FI)

Ένα σιδηροηλεκτρικό βολτόμετρο αποτελείται από ένα σιδηροηλεκτρικό αμπερόμετρο χιλιοστών σε σειρά με πρόσθετη αντίσταση υψηλής τιμής (από μερικές εκατοντάδες Ω έως μερικές εκατοντάδες kΩ). Όπως κάνουν τα αμπερόμετρα του ίδιου τύπου για τα ρεύματα, καθιστούν δυνατή τη μέτρηση της πραγματικής τιμής των τάσεων οποιουδήποτε σχήματος (αλλά χαμηλής συχνότητας) < 1 kHz).

Συνήθως αποτελούνται από έναν μετατροπέα διπλής ράμπας αναλογικά προς ψηφιακό, ένα σύστημα επεξεργασίας και ένα σύστημα προβολής.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για τη μέτρηση ημιτονοειδών τάσεων στο φάσμα συχνοτήτων των δικτύων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Η τάση που μετράται ισιώνεται από μια γέφυρα διόδων και στη συνέχεια αντιμετωπίζεται ως τάση DC. Στη συνέχεια, το βολτόμετρο εμφανίζει τιμή ίση με 1,11 φορές τη μέση τιμή της διορθωμένης τάσης. Εάν η τάση είναι ημιτονοειδής, το αποτέλεσμα που εμφανίζεται είναι η πραγματική τιμή της τάσης. αν δεν είναι, δεν βγάζει νόημα.

Η πλειοψηφία των συσκευών στην αγορά εκτελούν αυτή τη μέτρηση σε τρία στάδια :

1 - Η τάση ανυψώνεται στο τετράγωνο με αναλογικό πολλαπλασιαστή ακριβείας.
2 - Η συσκευή εκτελεί την αναλογική προς ψηφιακή μετατροπή του μέσου όρου του τετραγώνου της τάσης
3 - Η τετραγωνική ρίζα αυτής της τιμής εκτελείται στη συνέχεια αριθμητικά.

Δεδομένου ότι ο αναλογικός πολλαπλασιαστής ακριβείας είναι ένα ακριβό συστατικό, αυτά τα βολτόμετρα είναι τρεις έως τέσσερις φορές πιο ακριβά από τα προηγούμενα. Η σχεδόν ολική ψηφιοποίηση του υπολογισμού μειώνει το κόστος βελτιώνοντας παράλληλα την ακρίβεια.

Χρησιμοποιούνται επίσης άλλες μέθοδοι μέτρησης, για παράδειγμα :

- Αναλογική προς ψηφιακή μετατροπή της προς μέτρηση τάσης και στη συνέχεια πλήρως ψηφιακή επεξεργασία του υπολογισμού της «τετραγωνικής ρίζας του μέσου τετραγώνου».
- Εξίσωση της θερμικής επίδρασης που παράγεται από τη μεταβλητή τάση και εκείνη που παράγεται από τάση ΣΥΝΕΧΟΎΣ ΡΕΎΜΑΤΟς η οποία στη συνέχεια μετράται.

Υπάρχουν δύο τύποι βολτμέτρων "αληθινά αποτελεσματικά" :

- TRMS (από Αγγλικά True Root Mean Square που σημαίνει "πραγματικός τετραγωνικός μέσος όρος ρίζας") - Μετρά την πραγματική πραγματική πραγματική τιμή μιας μεταβλητής τάσης.
- RMS (από Αγγλικά Root Mean Square που σημαίνει "τετραγωνικός μέσος όρος ρίζας") - Η τιμή RMS λαμβάνεται μέσω φιλτραρίσματος που εξαλείφει το συστατικό dc (μέση τιμή) της τάσης και επιτρέπει την επίτευξη της πραγματικής τιμής του κυματισμού τάσης.

Το πρώτο ψηφιακό βολτόμετρο σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από τον Andy Kay το 1953.
Η μέτρηση με βολτόμετρο πραγματοποιείται συνδέοντάς την παράλληλα με το τμήμα του κυκλώματος του οποίου η πιθανή διαφορά είναι επιθυμητή.
Έτσι θεωρητικά, έτσι ώστε η παρουσία της συσκευής να μην αλλάζει την κατανομή των δυνατοτήτων και των ρευμάτων μέσα στο κύκλωμα, κανένα ρεύμα δεν πρέπει να ρέει στον αισθητήρα του. Αυτό σημαίνει ότι η εσωτερική αντίσταση του εν λόγω αισθητήρα είναι άπειρη, ή τουλάχιστον είναι όσο το δυνατόν πιο μεγάλη σε σύγκριση με την αντίσταση του κυκλώματος που πρόκειται να μετρηθεί.