Por que as sondas atuais são tão caras?

Percebo que os medidores de corrente do tipo grampo variam de algumas dezenas de dólares a algumas centenas, mas as sondas atuais para osciloscópios custam significativamente mais, com muitas próximas a US $ 1000 e outras bem acima de US $ 4000. Por que as sondas de corrente do osciloscópio são tão caras? Eles são construídos por príncipes? Eles contêm bobinas de fio de ouro maciço?

Entendo que esses itens são de volume bastante baixo e que precisam ser calibrados e provavelmente possuem circuitos que compensam vários erros, mas o mesmo vale para os medidores de corrente? Existe algo de especial nas sondas, ou apenas forças de mercado em ação?

Eu acredito que existem dois componentes em jogo aqui:

1 - Os medidores de corrente do tipo grampo são dispositivos muito mais simples, porque precisam apenas medir a amplitude de uma corrente CA em determinadas frequências baixas (algumas medem CC, mas são mais caras). As sondas de corrente (especialmente aquelas com capacidade de medir corrente contínua) são muito mais sofisticadas, tendo que fornecer uma resposta plana em uma faixa de frequência decente e ser muito mais suscetível a todos os tipos de problemas de calibração e desvios.

2 - O mercado de medidores de corrente tipo pinça é bem maior que o mercado de sondas de corrente, pois é utilizado por eletricistas, um universo muito maior que o representado por engenheiros e técnicos em eletrônica.

Ei ... talvez haja uma oportunidade de mercado aqui. Quem criar uma sonda atual mais acessível poderá encontrar um bom mercado entre entusiastas e pequenas empresas.

Bem, em primeiro lugar, as sondas com capacidade de CC são um pouco mais caras porque precisam usar sensores Hall Effect e lidar com pequenas tensões de deslocamento. Mas, além disso, há três razões:

1. Largura de banda
2. Largura de banda
3. Largura de banda

As sondas AC-DC de alta largura de banda funcionam imprensando um sensor de efeito Hall em um núcleo magnético. Se você deseja 20 MHz de largura de banda, precisa encontrar um sensor de efeito Hall com largura de banda de 20 MHz ou precisa fazer uma mistura sofisticada de acoplamento indutivo em altas frequências mais efeito Hall em baixas frequências e manter uma resposta precisa em todo alcance.

Uma sonda de baixo custo, somente CA, com largura de banda limitada, pode ser apenas um transformador de corrente.

Termos como freqüência superior / inferior, faixa de pico A, sensibilidade e linearidade podem ser muito baratos nos sensores de efeito Hall , e amplificadores operacionais com alto ganho-BW são baratos .

• Sabemos que o custo aumenta muito para obter uma resposta DC em um grampo com sensibilidade muito alta.
• Sabemos que existem algumas vantagens e desvantagens com faixa dinâmica, calibração, saturação, linearidade e aparência.
• Por que / como as sondas de ferrite são melhores? e por que mais caro?
• Quão difícil é a folga de ar de ferrite para núcleos de ferrite de alta permeabilidade para medições de corrente

• como isso se relaciona com $ vs $(gain\cdot BW\cdot Amps)/(sensitivity\cdot accuracy)$

  Vamos considerar algumas das principais sondas de corrente da Keysight nessa faixa de $ para medir a sensibilidade desses parâmetros ao preço de mercado. Primeiramente, organize uma lista de parâmetros.

  SONDAS ATUAIS DO TECLADO, US $ para saída 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 resposta será um trabalho em andamento e esse texto será excluído quando concluído)

• Enquanto isso, alguns podem reconsiderar que BW é o único driver,

• por que o mais caro é limitado apenas a 2MHz?
• ainda uma bobina Rogowski menos dispendiosa e boa até 30 MHz

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

Os medidores baratos de corrente de garra só podem medir corrente quase constante com variações perceptíveis na escala de tempo humana (segundos ou Hertz de um dígito). As sondas atuais têm respostas de frequência começando em centenas de kHz e subindo até centenas de MHz para as caras. Essa é uma diferença de 3 a 6 ordens de magnitude.