Spannungswandler funktionieren, indem sie Spannungssignale in proportionale Ausgangssignale umwandeln. Der grundlegende Vorgang besteht darin, die Spannung an einem Schaltkreis oder einer Komponente zu erkennen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, das den Spannungspegel genau wiedergibt.

Betriebsprinzipien
Ein Sensor, eine Konditionierungsschaltung und eine Ausgangsstufe sind übliche Komponenten von Spannungswandlern. Das Sensorelement, das häufig auf ohmschen, kapazitiven oder elektromagnetischen Prinzipien basiert, erfasst die Spannung an einem bestimmten Punkt im Stromkreis.

Speziell bei hochpräzisen Fluxgate-Spannungswandlern ist die magnetische Hysterese ein Phänomen, das bei Fluxgate-Spannungswandlern auftritt. Als dieses Phänomen bezeichnet man das Verhalten bestimmter Materialien, ihre Magnetisierung auch dann beizubehalten, wenn das äußere Magnetfeld, das sie verursacht hat, zurückgezogen wurde. Diese Eigenschaft wird genutzt, um beim Einsatz von Spannungswandlern einen empfindlichen Magnetsensor zu erzeugen. Ein Magnetkern, Erregerspulen und Erfassungsspulen sind übliche Bestandteile von Fluxgate-Spannungswandlern. Der Magnetkern besteht häufig aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, was seine Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern erhöht. Die Erregerspulen erzeugen ein magnetisches Wechselfeld, das mit dem Kern interagiert und ihn zyklisch magnetisiert und entmagnetisiert.  

Die Variation des Magnetfelds führt zu einer Änderung der Magnetisierung des Kerns, was zu einem variablen Magnetfluss innerhalb des Kerns führt. Die um den Kern gewickelten Erkennungsspulen erkennen Änderungen im Magnetfluss. Das Zusammenspiel von sich änderndem Magnetfluss und Sensorspulen erzeugt einen Spannungsausgang, der proportional zur Größe der Eingangsspannung ist.

Signalverarbeitung
Wenn die Spannung erkannt wird, greift der Konditionierungsschaltkreis. Um Genauigkeit und Interoperabilität mit Messgeräten zu gewährleisten, verstärkt, filtert und transformiert dieser Schaltkreis den Rohspannungsausgang. Die Signalaufbereitung verbessert die Präzision des Ausgangssignals und ermöglicht so eine genauere Dateninterpretation.

Ausgangsstufe
Das verarbeitete Signal wird dann in ein Ausgabeformat umgewandelt, das externe Systeme problemlos verwenden können. Der Ausgang kann je nach Anwendung eine analoge Spannung, einen Strom, eine Frequenz oder sogar ein digitales Signal sein. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht eine reibungslose Integration in eine Vielzahl von Überwachungs- und Steuerungskonfigurationen.