Il VTVM è uno strumento per la misura di tensioni elettriche continue ed alternate.

Ha una resistenza interna molto elevata e consente perciò la misura molto precisa di tensioini senza assorbire energia dal circuito al quale è collegato.

La tensione da misurare viene applicata tra la griglia di controllo e il catodo, cioè ai capi della resisteza di griglia che è di solito pari a 10 MΩ (fig.1).

Che la misura sia molto precisa lo dimostra il fatto che essa va fatta ai capi della resistenza  costituita dal parallelo fra la resistenza di 10MΩ e la resistenza di 100KΩ (pari a 100KΩ) .

Nel caso in fig.1 la tensioine misurata è quella esatta di 1V che deriva dal calcolo: ((2/(2x100KΩ))x100KΩ).

Se per la misura della tensione avessi utilizzato un comune voltmetro (fig.2) avrei misurato una tensione di appena 0,01 V che deriva dal calcolo: ((2V/(2x100KΩ))x1.000Ω),  misura errata evidentemente.

In questo caso infatti la misura è fatta ai capi del parallelo fra la resistenza interna dello strumento di appena 1.000Ω e la resistenza di 100KΩ (pari a 1.000Ω).

Il VTVM a valvola rivelatrice è costituito da una valvola utilizzata come rivelatrice di placca.

Il valore di R2 (fig.3) è pertanto tale da portare la valvola all'interdizione.

La tensione da misurare va applicata con polarità positiva (tensione continua)  verso la griglia in modo che, sommandosi alla tensione negativa di polarizzazione della stessa, faccia uscire la valvola dall'interdizione e faccia circolare corrente nella valvola.

La corrente circolante, proporzionale alla tensione misurata, verrà indicata dall'amperometro che può essere tarato in Volt, si ha in tal caso una lettura diretta dallo strumento,  oppure  tarato in amper, si farà allora uso di un abaco di corrispondenza.

Tale VTVM può misurare anche le tensioni alternate, infatti l'onda negativa manterrà in interdizione la valvola e non avrà pertanto alcun effetto sulla misura mentre la positiva farà circolare corrente nella valvola permettendo pertanto la misura della tensione.

Il valore di R1 solitamente è di 10MΩ.

In questo VTVM è difficile mettere a zero lo strumento perchè c'è sempre una tenue corrente.

In questo tipo di strumento, in assenza di tensioni da misurare l'indice del milliamperometro è a zero della scala.

in questo VTVM la valvola funziona al centro della sua caratteristica in assenza di tensione da misurare.

In questo tipo  la portata del milliamperometro deve coincidere con la corrente massima della valvola affinchè in assenza di tensione da misurare l'indice delle milliamperometro sia al centro scala.

Quindi in assenza di tensioni da misurare l'indice del milliamperometro è al centro della scala.

Una resistenza variabile in parallelo al milliamperometro serve per ottenere la messa al centro dell'indice dello strumento.

Per le misure della corrente alternata è necessario l'uso di un rivelatore (probe con cristallo al germanio o diodo a vuoto).

Questo VTVM  riduce a metà la tensione applicabile all'entrata della valvola; per ovviare a questo inconveniente si provvede all'aumento del numero delle portate inserendo un partitore di tensione al posto della resistenza di griglia (fig.5).

R1 è solitamente pari a 10MΩ ed R2 ha valore tale da far funzionare la valvola al centro della sua caratteristica (fig.4).

Nel VTVM la valvola costituisce un ramo di un ponte di resistenze (fig.6).

Il ponte è formato da due divisori di tensione ciascuno dei quali è costituito da due resistenze una di 50KΩ e l'altra di 10KΩ.

La resistenza interna della valvola costituisce una delle due resistenze da 50KΩ.

Lo strumento di misura, utilizzato come indicatore  di squilibrio è posizionato fra i punti A e B (fig.5).

Poichè la corrente di alimentazione è suddivisa in due parti esattamente uguali fra i punti A e B non vi è alcuna differenza di potenziale e quindi fra essi non circola corrente.

Quando vado a misurare una tensione varia la polarizzazione della griglia, varia  la corrente anodica e quindi la  la resistenza interna della valvola.

La variazione della resistenza interna della valvola squilibra il ponte e fra i punti A e B circola una corrente proporzionale alla tensione misurata.

Poichè lo strumento è usato come indicatore di squilibrio non è necessario che la sua portata sia uguale alla corrente anodica massima della valvola e quindi posso usare un microamperometro che consente, rispetto ad un milliamperometro,strumento utilizzato nei VTVM di cui si è parlato in precedenza, la misura di tensioni molto più piccole.

Poichè la valvola funge da amplificatrice, questo VTVM, per potermisurare le tensioni alternate, deve far ricorso ad un rettificatore con diodo elettronico o cristallo di germanio.