通常的交流電壓表是無法反映被測信號的相位信息，而相敏電壓表卻可測量交流電壓的相敏分量。相敏電壓表有兩路信號輸入：一路為參考電壓基準U，另外一路為被測電壓信號Ui。當被測電壓與參考電壓之間的相位差為Φ，相敏電壓表將被測電壓分Ui解成以參考電壓基準U的同相分量UicosΦ及正交分量UisinΦ。相敏電壓表(指針式、數字式)一般輸出為同相分量Uo=UicosΦ。

　　相敏電壓表主要由選頻放大電路，相敏檢波電路，移相電路等單元組成。選頻放大電路只對被測信號Ui的基波電壓進行放大，對其它頻率信號進行衰減，所以各種干擾電壓、諧波電壓均被抑制；相敏檢波電路只對被測信號Ui基波電壓的同相分量UicosΦ檢波放大，對被測基波電壓信號正交分量UisinΦ進行阻斷。為了提高相敏(對同相位信號的敏感)靈敏度，相敏檢波器中的參考信號經放大限幅后，整形成與正弦基波電壓頻率及相位關系不變的方波，以便對輸入信號進行相敏檢波。移相電路能對參考信號進行移相，以便對被測電壓基波同相分量作相位比較，轉動移相電位器的調節旋鈕，此時刻度盤上指示的角度，就可看作被測信號與參考信號的相位差。

相敏電壓表測試旋轉變壓器

　　上圖中，相敏電壓表的參考電壓、信號電壓都接于旋轉變壓器輸入勵磁電壓，因此被測信號Ui與參考信號同相位，即式中Φ=0°，所以輸出電壓指示最大。移動參考電壓相位，使相敏電壓表輸出為零(指零)，說明標準參考電壓與被測基波電壓Ui已正交 90°，即 cos90°=0。

　　確定旋轉變壓器的電氣零位，需要找到輸出基波電壓的同相分量為零的點，由于旋變的電氣零位點，存在著零位剩余電壓，剩余電壓由基波電壓的正交分量、噪聲和諧波組成，普通電壓表無法檢測識別。相敏電壓表可去除旋變輸出電壓中的正交分量、噪聲和諧波，可以識別旋變輸出電壓中的真實零點。