¿Por qué las sondas actuales son tan caras?

Noté que los medidores de corriente de tipo abrazadera varían en precio desde unas pocas docenas de dólares hasta unos pocos cientos, pero las sondas actuales para osciloscopios cuestan significativamente más, con muchas cerca de $ 1000 y algunas más de $ 4000. ¿Por qué las sondas de corriente del osciloscopio son tan caras? ¿Son construidos por príncipes? ¿Contienen bobinas de alambre de oro sólido?

Entiendo que estos son artículos de volumen bastante bajo, y que necesitan ser calibrados y probablemente tengan circuitos que compensen varios errores, pero ¿no es eso también cierto para los medidores de corriente? ¿Hay algo especial en las sondas o solo las fuerzas del mercado en acción?

Creo que hay dos componentes en juego aquí:

1 - Los medidores de corriente tipo abrazadera son dispositivos mucho más simples porque solo necesitan medir la amplitud de una corriente de CA a frecuencias bajas particulares (algunas miden CC, pero son más caras). Las sondas actuales (especialmente aquellas con capacidad para medir CC) son mucho más sofisticadas, tienen que proporcionar una respuesta plana en un rango de frecuencia decente y son mucho más susceptibles a todo tipo de problemas de calibración y deriva.

2 - El mercado de medidores de corriente tipo abrazadera es mucho más grande que el mercado de sondas de corriente, ya que es utilizado por electricistas, que es un universo mucho más grande que el representado por ingenieros y técnicos electrónicos.

Oye ... tal vez hay una oportunidad de mercado aquí. Quien presente una investigación actual más asequible puede encontrar un buen mercado entre los aficionados y las pequeñas empresas.

Bueno, en primer lugar, las sondas con capacidad de CC son un poco más caras porque tienen que usar sensores de efecto Hall y lidiar con pequeños voltajes de compensación. Pero aparte de eso, hay tres razones:

1. Banda ancha
2. Banda ancha
3. Banda ancha

Las sondas AC-DC de alto ancho de banda funcionan intercalando un sensor de efecto Hall en un núcleo magnético. Si desea 20 MHz de ancho de banda, necesita encontrar un sensor de efecto Hall con un ancho de banda de 20 MHz, o necesita hacer una combinación elegante de acoplamiento inductivo a altas frecuencias más efecto Hall a bajas frecuencias y mantener una respuesta precisa en todo el conjunto rango.

Una sonda de CA de bajo costo con ancho de banda limitado puede ser un transformador de corriente.

Términos como frecuencia superior / inferior, rango de pico A, sensibilidad y linealidad pueden ser muy baratos en los sensores de efecto Hall , y los amplificadores operacionales con alta ganancia-BW son baratos .

• Sabemos que el costo aumenta enormemente para obtener una respuesta de CC en una pinza con una sensibilidad muy alta.
• Sabemos que hay algunas compensaciones con rango dinámico, calibración, saturación, linealidad y Remenance.
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• ¿Cómo se relaciona esto con $ vs $(gain\cdot BW\cdot Amps)/(sensitivity\cdot accuracy)$

  Consideremos algunas de las principales sondas de corriente Keysight en este rango de $ para medir la sensibilidad a estos parámetros para el precio de mercado. En primer lugar, organice una lista de parámetros.

  SONDAS DE CORRIENTE CLAVE, US $ para salida a 1 MΩ BNC

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  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
  

  (esta respuesta será un trabajo en progreso y este texto se eliminará cuando se complete)

• Mientras tanto, algunos pueden reconsiderar que BW es el único controlador,

• ¿Por qué el más caro solo se limita a 2MHz?
• Sin embargo, una bobina Rogowski menos costosa hasta 30MHz

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

Los medidores de corriente de abrazadera baratos solo pueden medir la corriente casi constante con variaciones notables en una escala de tiempo humana (segundos o hercios de un solo dígito). Las sondas actuales tienen respuestas de frecuencia que comienzan en cientos de kHz y van hasta cientos de MHz para las caras. Esa es una diferencia de 3 a 6 órdenes de magnitud.