Որպես միաֆազ AC սխեմաներում էներգիայի սպառումը չափելու հիմնական սարք, միաֆազ էներգիայի հաշվիչները միավորում են էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի, էլեկտրոնային չափման և ճշգրիտ մեխանիկական փոխանցման տեխնոլոգիաները: Գիտական կառուցվածքային նախագծման միջոցով նրանք հասնում են էներգիայի ճշգրիտ չափման:
Ավանդական էլեկտրամեխանիկական միաֆազ էներգիայի հաշվիչները գործում են էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի հիման վրա: Երբ ընթացիկ կծիկը և լարման կծիկը մատակարարվում են համապատասխանաբար բեռի հոսանքով և լարմամբ, դրանք առաջացնում են փոփոխական մագնիսական հոսք ալյումինե պտտվող սեղանի վրա: Ֆարադեյի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի սկզբունքի համաձայն՝ փոփոխվող մագնիսական հոսքը պտտվող սեղանի ներսում առաջացնում է պտտվող հոսանքներ։ Շրջանաձև հոսանքների և մագնիսական հոսքի փոխազդեցությունը առաջացնում է շարժիչ ոլորող մոմենտ՝ շարժելով պտտվող սեղանը: Միաժամանակ, արգելակող մագնիսի կողմից առաջացած մշտական մագնիսական դաշտը կտրում է պտտվող սեղանի շարժման ուժի մագնիսական գծերը՝ առաջացնելով արգելակման ոլորող մոմենտ, որը համաչափ է պտտման արագությանը: Ի վերջո, սա ապահովում է, որ պտտվող սեղանի արագությունը ճշգրտորեն համահունչ է բեռնվածքի հզորությանը: Հաղորդման փոխանցման մեխանիզմը պտտվող սեղանի պտտման արագությունը վերածում է հաշվիչի ընթերցման՝ հնարավորություն տալով էներգիայի կուտակային չափում:
Ժամանակակից էլեկտրոնային մեկ-մեկաֆազ էներգիայի հաշվիչները օգտագործում են հիբրիդային անալոգային-թվային դիզայն: Լարման նմուշառման միացումն օգտագործում է ռեզիստորի բաժանարար ցանց՝ մուտքային լարմանը համաչափ փոքր ազդանշան ստանալու համար: Ընթացիկ նմուշառումը օգտագործում է մանգանային-պղնձի շանտ կամ հոսանքի տրանսֆորմատոր՝ մեծ հոսանքը փոքր ազդանշանի վերածելու համար: Այն բանից հետո, երբ անալոգային լարման և հոսանքի ազդանշանները վերածվում են թվային արժեքների անալոգային--թվային փոխարկիչի (ADC) միջոցով, միկրոկոնտրոլերը (MCU) իրական-ժամանակի հաշվարկներ է կատարում` հիմնվելով ակնթարթային հզորության հավասարման վրա (P=UIcosφ) և օգտագործում է հմի էներգիայի կուտակման ալգորիթմը: Հիմնական սխեման ներառում է բարձր{11}}ճշգրիտ հղման աղբյուր` նմուշառման ճշգրտությունն ապահովելու համար, ցածր{12}}զտիչ` բարձր{13}}հաճախականության միջամտությունը վերացնելու համար և թվային ազդանշանի պրոցեսոր (DSP)` հաշվողական արդյունավետությունը բարելավելու համար:
Սխալների փոխհատուցումը նախագծման հիմնական խնդիրն է. ջերմաստիճանի փոխհատուցման սխեման ուղղում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի ազդեցությունը ռեզիստորի բաղադրիչների վրա, փուլային փոխհատուցման տեխնիկան օգտագործվում է լարման և հոսանքի նմուշառման ալիքներում բնածին փուլային տարբերությունները վերացնելու համար, և ծրագրային ալգորիթմներն օգտագործվում են լույսի{0}}բեռնվածքի բնութագրերը և գծայինության շեղումները շտկելու համար: Հակա-սողացող դիզայնը օգտագործում է մագնիսական հոսքի փոխհատուցում լարման միացումում կամ էլեկտրոնային զրոյական-հոսանքի հայտնաբերում` առանց-բեռի պայմաններում սխալ չափումները կանխելու համար:
Խելացի ցանցերի մշակմամբ նոր միաֆազային էներգիայի հաշվիչներն ինտեգրում են անլար կապի մոդուլներ, անվտանգության գաղտնագրման չիպեր և բազմակի-հաշվառման հնարավորություններ: Հաշվառման հիմնական սկզբունքները պահպանելով հանդերձ՝ դրանք զարգանում են դեպի բարձր ճշգրտություն և խելացի կատարում: