下图是一个智能电表的原理框图：
目前智能电表大多数采用一户一个A/D转换器的设计原则，但也有些厂家生产的多用户集中式智能电表采用多户公用一个A/D转换器，这样对电能的计量只能采用分时排队进行，会造成计量准确度的下降。
智能电表的采样方式
当前电子式电能表对用户用电采样方式主要有两种形式，一种是用互感器采样，一种是直接采样。
采用互感器采样是用电压互感器和电流互感器分别采集用户的电压信号和电流信号;而直接采样是用热稳定性高的电阻分压网络来取得电压信号，用电阻温度系数小的锰铜片进行电流直接采样。
采用互感器采样，在启动电流、线性范围、功耗和精度等方面都不如直接采样，尤其是当电流值很小的时候。互感器采样的优点是抗干扰性较强，线路简单，成本比较低。例如，当额定电流为20A的时候，直接采样的启动电流为20mA，互感器采样的启动电流为40mA。又比如，采用专用的锰铜片经行直接电流采样的全电子电能表误差可调整到+0.5%,而采用电流互感器采样，若不采取补偿措施，互感器本身误差可能超过5%。
智能电表的抄表方案
电度表作为电费收取的计量依据,涉及到抄表,从现行技术来看主要有IC卡式,远传抄表式。
IC卡电表收费系统的本钱较低、可靠性高、使用寿命长。IC卡是用硅片(EEPROM)来存储信息的,一张IC卡至少也可以使用10年以上。IC卡电表收费系统安全性高,不易仿制,收费正确,不易出错。它具有很强的加密性。采用IC卡电表收费系统可进步居民用电收费的治理水平,确保电力部分能及时收到电费(用户不继续买电,将被断电)。IC卡表的系统功能包括预收费功能,报警功能,断电功能,显示功能和加密功能。
IC卡表的整个收费系统包括主机,IC卡电表和IC卡三部分。IC卡电表收费系统,实现了用电收费电子化,技术成熟可靠。所以,IC卡收费系统在我国得到了较大范围的推广。但是,从系统的角度来看,由于用户终端与系统主机并没有直接lian系,只有在用户持卡交费时才能了解到用户情况,信息反馈滞后,可以讲,用户终端仍然与整个网络脱节。从经济角度来看电力部分先收费后送电不符合经济政策,可以说在一定程序上侵犯了用户的利益,所以现在有很多城市已经原则上不再审批新的IC卡表项目,从长远来看,IC卡收费系统只能作为一种过渡性产品。
远程自动抄表系统实现用电数据的自动抄收,可杜尽人工操纵的一切弊端。用户的用电数据可直接进进用电营业的计算机治理系统,用电治理职员可随时监视用电情况,发现题目(如故障、窃电等)及时处理。线损情况直接影响着供电部分的经济效益,以前不管人工抄读还是IC卡表都无法正确计量线损情况,找到线损原因也很困难,而采用远传抄表后可以几乎同时取得总表读数和分表总读数,随时把握线损情况,并较轻易地分析线损原因以便加以处理。随着形势的发展,居民在银行开设个人账户,营业计算机治理系统与银行联网,完成数据的自动抄收、处理、银行转账交费等全套操纵,可真正实现用电治理的自动化。现在国内的远传抄表系统主要有485总线和载波抄表两种形式,载波集抄系统是利用专用芯片对用电数据进行调制解调,通过电力线进行通讯以实现集中抄表。485总线方式的数据传输可靠性高,且造价较低,缺点是需布线,安装较复杂,另外拉线易被人为破坏,特别是现在很多小区不答应拉明线,使这种总线方式难于施工。现在采用较多的方案是用户终端到数据集中器采用电力线载波通讯,数据集中器到上位机用专用dian话线。当然,根据小区的不同情况,也有很多采取485总线与电力载波配合使用的方案。
由于全电子式智能电表的用电量数据已经数字化，可以很方便地与各种数据收集传送电路配合组成自动计量计费地系统，是现行家用电度表地换代产品，该类产品的大量使用将节省供电部门大量的抄表计算工作，并能及时回收电费，即先付费后用电，具有巨大的经济效益和社会效益。这样的智能电表有两种常见的抄表方案：总线制集中抄表和电力载波集中抄表。都是远程抄表。
总线制集中抄表：电表部分采用智能电表，各户智能电表信号线并接在一根总线上，总线连接到楼下转接器，各楼转接器与小区的集中器相连，由集中器集中供电。
电力载波抄表：直接利用现有低压输电线路进行数据传输的集中抄表系统，省去了铺线工程，优势明显。
该系统是集微电子技术、通讯技术和计算机技术于一体的高新产品，具有高可靠且安装简单等显著特点，广泛适用于城市及农村的电表、气表抄收、计费和监控。但由于电力线是给用电设备传送电能的，而不是用来传送数据的，所以电力线对数据传输有许多限制：(1)配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送;(2)不同信号耦合方式对电力载波信号损失不同;(3)电力线存在本身固有的脉冲干扰。另外电力线上的高削减、高噪声、高变形，使电力线成为一个不理想的通信媒介，但由于现代通信技术的发展，使电力线载波通信成为可能，其中数据信号的信噪比决定传输距离的远近。电力线载波通信的关键就是选用一个功能强大的电力线载波专用Modem芯片。
智能电表的工作特点
智能电表不只采用了电子集成电路的设计，再加上具有远传通信功能，可以与电脑联网并采用软件进行控制，因此与感应式电表相比，智能电表不管在性能还是操作功能上都具有很大的优势。
1、功耗：由于智能电表采用电子元件设计方式，因此一般每块表的功耗仅有0·6w~0·7w左右，对于多用户集中式的智能电表，其平均到每户的功率则更小。而一般每只感应式电表的功耗为1·7w左右。
2、精度：就表的误差范围而言，2·0级电子式电能表在5%~400%标定电流范围内测量的误差为±2%,而且目前普遍应用的都是精确等级为 1·0 级，误差更小。感应式电表的误差范围则为+0·86%~-5·7%,而且由于机械磨损这种无法克服的缺陷，导致感应式电能表越走越慢，最终误差越来越大。国家电网曾对感应式电表进行抽查，结果发现50%以上的感应式电表在用了5年以后，其误差就超过了允许的范围。
3、过载、工频范围：智能电表的过载倍数一般能达到6~8倍，有较宽的量程。目前8~10倍率的表成正为越来越多用户的选择，有的甚至可以达到20倍率的宽量程。工作频率也较宽，在40HZ~1000HZ范围。而感应式电表的过载倍数一般仅为4倍，且工作频率范围仅为45~55HZ之间。
4、功能：智能电表由于采用了电子表技术，可以通过相关的通信协议与计算机进行联网，通过编程软件实现对硬件的控制管理。因此智能电表不仅有体积小的特点，还具有了远传控制、复费率、识别恶性负载、反窃电、预付费用电等功能，而且可以通过对控制软件中不同参数的修改，来满足对控制功能的不同要求，而这些功能对于传统的感应式电表来说都是很难或不可能实现的。