今天，美國大多數民用和商業(yè)建筑還在用老式的機電型電表跟蹤電力的使用情況。這些表可靠且便宜，但不適于需要精確、可重復電力計量以及有線或無線通信的電力分配系統，換句話說，不適合即將到來的Smart Gird(智能電網)電力分配系統。
Smart Grid需依賴有完備通信能力的智能電表來監(jiān)控能量使用，使居民和商務消費者都能對能源用量和使用時間作出有根據的決策。但Smart Grid也面臨著困難。雖然在聯邦政府方面，華盛頓已通過了相關立法，如2007年能源法案和2009年的刺激計劃，但公用事業(yè)機構實際上是以各州為基礎分配電力。在Smart Grid的準備中，加利福尼亞州與德克薩斯州是最積極地轉向智能計量的兩個州(參考文獻1)。
無論 Smart Grid是否能在(美國)國家層面上以某種形式順利和無縫地進行下去，已有足夠的獨立公用事業(yè)機構正在采購和安裝電子電表，使之成為了一個重要的市場。看一下過去20年來的重要應用：手機、計算機、大屏幕電視。它們之所以聲名顯著是因為擁有一個數億元的市場。公用事業(yè)安裝的電表也有一個類似的龐大市場。每個房屋和商業(yè)建筑都需要一塊電表。今后10年內，全球公用事業(yè)公司可能要更換5億塊電表。
智能電表由一個帶有板載ADC和DAC的微控制器、一個電壓和電流檢測元件、一個AC/DC電源轉換器、備份電池以及無線或有線通信功能組成(圖1)。
多家公司都提供電表IC，包括德州儀器(TI)公司、安森美半導體(ON Semiconductor)公司、Maxim、Analog Devices、Teridian和e2v。這些IC基本都是微控制器，它們追蹤電量的使用信息以及從公用事業(yè)機構回傳的信息。它們可以對電壓波形和質量作一些DSP運算，將信息傳送到一個顯示屏，并存儲待發(fā)的信息。雖然“智能電表”這個詞匯表示微處理器是中心元件，但防篡改措施則使電流檢測元件和電源備份的選擇成為智能電表的重要決策。
電表中主要采用了三種類型的電流檢測技術：電流變壓器、Rogowski線圈以及電阻分流器。使用哪種技術取決于電力分配是多相還是單相。世界上多數家庭只使用從發(fā)電機進入家中布線的單相電源。美國民用市場采用一種分相配電，它向居民提供120V AC和高達240V AC，需要用一個電流變壓器作為隔離電壓/電流傳感器。北歐的商用與某些民用電力是三相電源，但家里一般還是單相。一般來說，在檢測電壓與電流以確定計量的使用電量時，單相配電系統中會使用一支分流電阻，而在分相或三相系統中使用電流變壓器或Rogowski線圈，因為跨不同相位測量的電壓會超過半導體器件的電壓容限。
最常用的隔離傳感器依次是：電流變壓器、Rogowski線圈和霍爾效應傳感器(圖2)。電流變壓器有一個鐵芯，很容易受到強大永久磁場的影響?？拷儔浩鞯拇盆F會使磁芯飽和，使檢測線圈無法拾取交流線上的AC電場。Rogowski線圈為空氣磁芯，包括一卷圍繞著電力線的導線。與鐵芯不同，空氣磁芯在強永久磁場情況下不會飽和。但是，它易于受其它篡改方法的作用，如存在一個大電感場時，它會耦合到線圈上，壓制住線圈要檢測的AC電流。
