Бір фазалы айнымалы ток тізбектеріндегі энергияны тұтынуды өлшеуге арналған негізгі құрылғы -бір фазалы энергия есептегіштері электромагниттік индукция, электронды өлшеу және дәлме-дәл механикалық тасымалдау технологияларын біріктіреді. Ғылыми құрылымдық дизайн арқылы олар энергияны дәл өлшеуге қол жеткізеді.
Дәстүрлі электромеханикалық бір фазалы энергия есептегіштері электромагниттік индукция заңына негізделген{0}} жұмыс істейді. Ток катушкасы мен кернеу катушкасы тиісінше жүктеме тогы мен кернеуімен қамтамасыз етілсе, олар алюминий айналмалы табақта ауыспалы магнит ағынын жасайды. Фарадейдің электромагниттік индукция принципіне сәйкес өзгермелі магнит ағыны айналмалы табақтың ішінде құйынды токтарды тудырады. Құйынды токтар мен магнит ағынының өзара әрекеттесуі айналмалы табақты қозғалтатын қозғаушы моментті тудырады. Бір мезгілде тежеу магниті тудыратын тұрақты магнит өрісі айналмалы табақтың қозғалысының магниттік күш сызықтарын кесіп өтіп, айналу жылдамдығына пропорционал тежеу моментін тудырады. Сайып келгенде, бұл айналмалы табақ жылдамдығының жүктеме қуатына дәл сәйкес келуін қамтамасыз етеді. Тісті беріліс механизмі айналмалы табақтың айналу жылдамдығын есептегіш көрсеткішіне түрлендіреді, бұл жинақталған энергияны өлшеуге мүмкіндік береді.
Заманауи электрондық бір фазалы энергия есептегіштері гибридті аналогты-цифрлық дизайнды пайдаланады. Кернеуді іріктеу тізбегі кіріс кернеуіне пропорционал шағын сигналды алу үшін резисторды бөлу желісін пайдаланады. Ток сынамалары үлкен токты шағын сигналға түрлендіру үшін марганец{4}}мысты шунтты немесе ток трансформаторын пайдаланады. Аналогтық кернеу мен ток сигналдары аналогтық{6}}цифрлық түрлендіргіш (ADC) арқылы сандық мәндерге түрлендірілгеннен кейін микроконтроллер (MCU) лездік қуат теңдеуіне (P=UIcosφ) негізделген нақты{8}}уақыт есептеулерін орындайды және энергияның жинақтау алгоритмін есептеу үшін пайдаланады. Кілттік сұлбада іріктеу дәлдігін қамтамасыз ету үшін жоғары дәлдіктегі анықтамалық көз, жоғары жиілікті кедергілерді жою үшін төмен өту сүзгісі және есептеу тиімділігін арттыру үшін сандық сигнал процессоры (DSP) бар.
Қатені өтеу негізгі дизайн мәселесі болып табылады: температураны компенсациялау тізбегі қоршаған орта температурасының резистор құрамдас бөліктеріне әсерін түзетеді, кернеу мен ток таңдау арналарындағы тән фазалық айырмашылықтарды жою үшін фазалық компенсация әдістері қолданылады және жеңіл{0}}жүктеме сипаттамалары мен сызықтық ауытқуларды түзету үшін бағдарламалық қамтамасыз ету алгоритмдері қолданылады. -Жүктемеге қарсы дизайн кернеу тізбегіндегі магнит ағынының компенсациясын немесе жүктемесіз-жағдайларда қате өлшеуді болдырмау үшін токтың электронды нөлдік-анықтауын пайдаланады.
Смарт желілердің дамуымен жаңа бір фазалы энергия есептегіштері сымсыз байланыс модульдерін, қауіпсіздік шифрлау чиптерін және көп-тарифтерді өлшеу мүмкіндіктерін біріктіреді. Өлшеудің негізгі принциптерін сақтай отырып, олар жоғары дәлдік пен интеллектуалды өнімділікке қарай дамып келеді.