Нэг фазын хувьсах гүйдлийн хэлхээнд эрчим хүчний зарцуулалтыг хэмжих үндсэн төхөөрөмж болохын хувьд нэг фазын эрчим хүчний тоолуур нь цахилгаан соронзон индукц, электрон хэмжилт, нарийн механик дамжуулах технологийг нэгтгэдэг. Шинжлэх ухааны бүтцийн дизайны тусламжтайгаар тэд эрчим хүчний нарийн хэмжилтийг хийдэг.
Уламжлалт цахилгаан механик нэг фазын эрчим хүчний тоолуур-цахилгаан соронзон индукцийн хуульд үндэслэн ажилладаг. Одоогийн ороомог ба хүчдэлийн ороомог нь ачааллын гүйдэл ба хүчдэлээр тэжээгддэг бол тэдгээр нь хөнгөн цагаан эргэдэг тавцан дээр ээлжлэн соронзон урсгал үүсгэдэг. Фарадейгийн цахилгаан соронзон индукцийн зарчмын дагуу өөрчлөгдөж буй соронзон урсгал нь эргэлтийн тавцан дотор эргүүлэг гүйдлийг өдөөдөг. Эргэдэг гүйдэл ба соронзон урсгалын харилцан үйлчлэл нь эргэлтийн эргэлтийг бий болгож, эргэлтийг хөдөлгөдөг. Үүний зэрэгцээ тоормосны соронзоос үүссэн тогтмол соронзон орон нь эргэлтийн хурдтай пропорциональ тоормосны момент үүсгэдэг. Эцсийн эцэст, энэ нь эргэдэг тавцангийн хурд нь ачааллын хүчин чадалтай яг таарч байгааг баталгаажуулдаг. Араа дамжуулах механизм нь эргэлтийн хурдыг тоолуурын заалт болгон хувиргаж, эрчим хүчний хуримтлалыг хэмжих боломжийг олгодог.
Орчин үеийн цахим нэг фазын эрчим хүчний тоолуур-гибрид аналоги{1}}дижитал загварыг ашигладаг. Хүчдэлийн дээж авах хэлхээ нь оролтын хүчдэлтэй пропорциональ жижиг дохио авахын тулд резистор хуваагч сүлжээг ашигладаг. Гүйдлийн дээж авахдаа их гүйдлийг жижиг дохио болгон хувиргахын тулд манганы-зэс шунт эсвэл гүйдлийн трансформаторыг ашигладаг. Аналог хүчдэл ба гүйдлийн дохиог аналог{6}}тоон хувиргагч (ADC)-ээр дижитал утга руу хөрвүүлсний дараа микроконтроллер (MCU) нь агшин зуурын чадлын тэгшитгэл (P=UIcosφ) дээр үндэслэн бодит цаг хугацааны тооцооллыг хийж, эрчим хүчний хуримтлалын алгоритмыг ашиглана. Түлхүүр хэлхээнд түүвэрлэлтийн нарийвчлалыг баталгаажуулах өндөр нарийвчлалтай лавлагааны эх сурвалж, өндөр давтамжийн хөндлөнгийн оролцоог арилгах-бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр, тооцооллын үр ашгийг дээшлүүлэх дижитал дохионы процессор (DSP) багтдаг.
Алдааны нөхөн олговор нь дизайны гол асуудал юм: температурын нөхөн олговорын хэлхээ нь резисторын бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хүрээлэн буй орчны температурын нөлөөллийг засдаг, фазын нөхөн олговорын техникийг хүчдэл ба гүйдлийн дээж авах сувгуудын төрөлхийн фазын ялгааг арилгахад ашигладаг бөгөөд гэрлийн{0}}ачааллын шинж чанар болон шугаман байдлын хазайлтыг засахын тулд програм хангамжийн алгоритмуудыг ашигладаг. -Мөлхөхөөс хамгаалах загвар нь ачаалалгүй үед- буруу хэмжилтээс сэргийлэхийн тулд хүчдэлийн хэлхээнд соронзон урсгалын нөхөн олговор эсвэл электрон тэг гүйдлийн илрүүлэлтийг ашигладаг.
Ухаалаг сүлжээг хөгжүүлснээр шинэ нэг фазын эрчим хүчний тоолуур нь утасгүй холбооны модулиуд, аюулгүй байдлын шифрлэлтийн чип, олон-хувь{1}} хэмжигдэхүүнийг нэгтгэж байна. Хэмжилтийн үндсэн зарчмуудыг баримтлахын зэрэгцээ өндөр нарийвчлал, ухаалаг гүйцэтгэл рүү хөгжиж байна.