Przetworniki napięcia działają poprzez przekształcanie sygnałów napięciowych na proporcjonalne sygnały wyjściowe. Podstawowa operacja polega na wykryciu napięcia w obwodzie lub elemencie i wygenerowaniu sygnału wyjściowego, który dokładnie odzwierciedla poziom napięcia.

Zasady działania
Urządzenie czujnikowe, obwód kondycjonujący i stopień wyjściowy to typowe elementy przetworników napięcia. Element czujnikowy, często oparty na zasadzie rezystancyjnej, pojemnościowej lub elektromagnetycznej, wykrywa napięcie w określonym punkcie obwodu.

W szczególności w przypadku precyzyjnych przetworników napięcia z bramką strumieniową histereza magnetyczna jest zjawiskiem występującym w przetwornikach napięcia z bramką strumieniową. Zjawisko to określa się jako zachowanie niektórych materiałów polegające na zachowaniu namagnesowania nawet po wycofaniu zewnętrznego pola magnetycznego, które je spowodowało. Właściwość ta wykorzystywana jest do wytwarzania czułego czujnika magnetycznego przy ustawianiu przetworników napięcia. Rdzeń magnetyczny, cewki wzbudzające i cewki czujnikowe są powszechnymi elementami przetworników napięcia fluxgate. Rdzeń magnetyczny jest często wykonany z materiału o dużej przenikalności magnetycznej, co zwiększa jego wrażliwość na pola magnetyczne. Cewki wzbudzające wytwarzają zmienne pole magnetyczne, które oddziałuje z rdzeniem, powodując jego cykliczne namagnesowanie i rozmagnesowanie.  

Zmiana pola magnetycznego powoduje zmianę namagnesowania rdzenia, co skutkuje zmiennym strumieniem magnetycznym w rdzeniu. Cewki detekcyjne owinięte wokół rdzenia wykrywają zmiany strumienia magnetycznego. Wzajemne oddziaływanie zmieniającego się strumienia magnetycznego i cewek czujnika wytwarza napięcie wyjściowe proporcjonalne do wielkości napięcia wejściowego.

Przetwarzanie sygnałów
Po wykryciu napięcia włącza się obwód kondycjonujący. Aby zapewnić dokładność i interoperacyjność ze sprzętem pomiarowym, obwód ten wzmacnia, filtruje i przekształca surowe napięcie wyjściowe. Kondycjonowanie sygnału poprawia precyzję sygnału wyjściowego, umożliwiając dokładniejszą interpretację danych.

Stopień wyjściowy
Przetworzony sygnał jest następnie przekształcany w format wyjściowy, który mogą z łatwością wykorzystać systemy zewnętrzne. Sygnałem wyjściowym może być analogowe napięcie, prąd, częstotliwość lub nawet sygnał cyfrowy, w zależności od zastosowania. Ta zdolność adaptacji pozwala na płynną integrację z szeroką gamą konfiguracji monitorowania i sterowania.