Si një pajisje bazë për matjen e konsumit të energjisë në qarqet njëfazore AC,-matësit e energjisë njëfazore integrojnë induksionin elektromagnetik, matjen elektronike dhe teknologjitë precize të transmetimit mekanik. Nëpërmjet projektimit strukturor shkencor, ata arrijnë matjen e saktë të energjisë.
Matësit tradicional të energjisë elektromekanike njëfazore- funksionojnë bazuar në ligjin e induksionit elektromagnetik. Kur spiralja aktuale dhe spiralja e tensionit furnizohen me rrymë dhe tension të ngarkesës, përkatësisht, ato gjenerojnë fluks magnetik të alternuar në pllakën rrotulluese prej alumini. Sipas parimit të Faradeit të induksionit elektromagnetik, ndryshimi i fluksit magnetik shkakton rryma vorbull brenda pllakës rrotulluese. Ndërveprimi i rrymave vorbull dhe fluksi magnetik gjeneron një çift rrotullues lëvizës, duke lëvizur rrotullën. Njëkohësisht, fusha magnetike konstante e krijuar nga magneti frenues kalon nëpër linjat magnetike të forcës së lëvizjes së pllakës rrotulluese, duke gjeneruar një çift rrotullues frenimi në proporcion me shpejtësinë e rrotullimit. Në fund të fundit, kjo siguron që shpejtësia e pllakës rrotulluese të përafrohet saktësisht me fuqinë e ngarkesës. Një mekanizëm transmetimi i marsheve konverton shpejtësinë e rrotullimit të pllakës rrotulluese në një lexim të njehsorit, duke mundësuar matjen kumulative të energjisë.
Matësit modernë elektronikë të energjisë njëfazore-përdorin një dizajn hibrid analog-dixhital. Qarku i kampionimit të tensionit përdor një rrjet ndarës të rezistencës për të marrë një sinjal të vogël proporcional me tensionin e hyrjes. Marrja e mostrave të rrymës përdor një devijim bakri-mangani ose transformator rryme për të kthyer një rrymë të madhe në një sinjal të vogël. Pasi sinjalet e tensionit dhe rrymës analoge janë konvertuar në vlera dixhitale nga një konvertues analog{-në dixhital (ADC), një mikrokontrollues (MCU) kryen llogaritjet në kohë reale bazuar në ekuacionin e menjëhershëm të fuqisë (P=UIcosφ) dhe përdor një vlerë algorit për të llogaritur akumulimin e energjisë. Qarku kyç përfshin një burim referimi me precizitet të lartë për të siguruar saktësinë e marrjes së mostrave, një filtër me kalim të ulët{12} për të eliminuar interferencat me frekuencë të lartë{{13} dhe një procesor sinjali dixhital (DSP) për të përmirësuar efikasitetin llogaritës.
Kompensimi i gabimeve është një çështje kyçe e projektimit: një qark i kompensimit të temperaturës korrigjon efektet e temperaturës së ambientit në komponentët e rezistencës, teknikat e kompensimit të fazës përdoren për të eliminuar ndryshimet e natyrshme të fazës në kanalet e kampionimit të tensionit dhe rrymës, dhe algoritmet e softuerit përdoren për të korrigjuar karakteristikat e ngarkesës së lehtë-dhe devijimet e linearitetit. Dizajni kundër zvarritjes përdor kompensimin e fluksit magnetik në qarkun e tensionit ose zbulimin elektronik të rrymës zero-për të parandaluar keqmatjet gjatë kushteve pa-ngarkesë.
Me zhvillimin e rrjeteve inteligjente, njehsorët e rinj të energjisë njëfazore-po integrojnë module të komunikimit me valë, çipa të enkriptimit të sigurisë dhe aftësi matjeje me shumë-normë. Duke ruajtur parimet bazë të matjes, ato po evoluojnë drejt saktësisë së lartë dhe performancës inteligjente.