Perché le sonde attuali sono così costose?

Noto che i misuratori di corrente a pinza variano nel prezzo da poche decine di dollari a qualche centinaio, ma le sonde attuali per oscilloscopi costano significativamente di più, con molte vicino a $ 1000 e alcune ben oltre $ 4000. Perché le sonde di corrente dell'oscilloscopio sono così costose? Sono costruiti dai principi? Contengono bobine di filo d'oro massiccio?

Capisco che si tratta di articoli a basso volume e che devono essere calibrati e probabilmente hanno circuiti che compensano vari errori, ma non è vero anche per i contatori attuali? C'è qualcosa di speciale nelle sonde o solo forze di mercato al lavoro?

Credo che ci siano due componenti in gioco qui:

1 - I misuratori di corrente a pinza sono dispositivi molto più semplici perché devono solo misurare l'ampiezza di una corrente CA a determinate basse frequenze (alcuni misurano CC, ma sono più costosi). Le sonde attuali (in particolare quelle con la capacità di misurare la corrente continua) sono molto più sofisticate, poiché devono fornire una risposta piatta su una gamma di frequenza decente ed essere molto più sensibili a tutti i tipi di problemi di calibrazione e derive.

2 - Il mercato dei misuratori di corrente a pinza è molto più grande di quello delle sonde attuali, poiché è utilizzato dagli elettricisti, che è un universo molto più grande di quello rappresentato da ingegneri e tecnici elettronici.

Ehi ... forse c'è un'opportunità di mercato qui. Chiunque provi una sonda di corrente più economica può trovare un buon mercato tra hobbisti e piccole imprese.

Bene, prima di tutto, le sonde con capacità DC sono un po 'più costose perché devono usare i sensori ad effetto Hall e gestire piccole tensioni di offset. Ma a parte questo, ci sono tre ragioni:

1. Larghezza di banda
2. Larghezza di banda
3. Larghezza di banda

Le sonde CA-CC ad alta larghezza di banda funzionano inserendo un sensore a effetto Hall in un nucleo magnetico. Se si desidera una larghezza di banda di 20 MHz, è necessario trovare un sensore ad effetto Hall con larghezza di banda di 20 MHz, oppure è necessario eseguire una combinazione fantasiosa di accoppiamento induttivo ad alte frequenze più effetto Hall a basse frequenze e mantenere una risposta accurata su tutto gamma.

Una sonda a basso costo solo CA con larghezza di banda limitata può essere solo un trasformatore di corrente.

Termini come frequenza superiore / inferiore, gamma di picco A, sensibilità e linearità possono essere molto economici nei sensori a effetto Hall e gli amplificatori operazionali con elevato guadagno in BW sono economici .

• Sappiamo che il costo aumenta notevolmente per ottenere una risposta CC in un morsetto con sensibilità molto elevata.
• Sappiamo che ci sono alcuni compromessi con intervallo dinamico, calibrazione, saturazione, linearità e ricordo.
• Perché / come sono migliori le sonde di ferrite? e perché più costoso?
• Quanto è difficile il traferro in ferrite per i nuclei di ferrite ad alta permeabilità per le misurazioni della corrente

• $(gain\cdot BW\cdot Amps)/(sensitivity\cdot accuracy)$

  Consideriamo alcune delle principali sonde di corrente Keysight in questa gamma di $ per una misura della sensibilità a questi parametri per il prezzo di mercato. Innanzitutto, organizza un elenco di parametri.

  SONDE CORRENTE KEYSIGHT, US $ per uscita a 1 MΩ BNC

  ---

  N7042A Rogowski AC    $ 1,881  9.2 Hz ~ 30 MHz   20 mV/A   300 Apk        
  N7041A Rogowski AC    $ 1,881 12   Hz ~ 30 MHz   10 mV/A   600 Apk     
  N7040A Rogowski AC    $ 1,881  3   Hz ~ 23 MHz    2 mV/A  3000 Apk     
  N7026A AC/DC clamp    $ 5,016          150 MHz 1000 mV/A    40 Apk    30 Arms
  1146B                 $   685          0.1 MHz  100 mV/A   100 mA ~ 10 Apk          
                                                10 mV/A   1A     ~100 Apk    
  N2893A  AC/DC         $ 3,999          100 MHz  100 mV/A    30 Apk   15 A    
  1147B   AC/DC         $ 2,526           50 MHz  100 mV/A   30 Apk 15 A    
  N2821A  AC/DC         $ 3,226            3 MHz     1 V/A  50 uA - 5 A        
  N2820A  AC/DC 2-ch    $ 4,302            3 MHz     1 V/A  50 uA - 5 A     
  N2783B  AC/DC         $ 3,221          100 MHz   0.1 V/A  50 Apk      30 Arms
  N2782B  AC/DC         $ 2,840           50 MHz   0.1 V/A  50 Apk      30 Arms
  N2781B  AC/DC         $ 4,333           10 MHz   10 mV/A  300 Apk     150 Arms
  N2780B  AC/DC         $ 5,358        2 MHz   10 mV/A  700 Apk     500 Arms
  

  (questa risposta sarà un lavoro in corso e questo testo sarà eliminato una volta completato)

• nel frattempo, alcuni potrebbero riconsiderare che BW è l'unico driver,

• perché il più costoso è limitato solo a 2 MHz?
• ma una bobina di Rogowski meno costosa da 30MHz

rif: https://www.keysight.com/en/pc-1659326/oscilloscope-probes?pm=SC&nid=-32553.0&cc=US&lc=ita

I misuratori di corrente a pinza economici possono misurare solo la corrente quasi costante con variazioni evidenti su una scala temporale umana (secondi o Hertz a una cifra). Le sonde attuali hanno risposte in frequenza a partire da centinaia di kHz e fino a centinaia di MHz per quelle costose. Questa è una differenza da 3 a 6 ordini di grandezza.