为什么电流探头如此昂贵?

电器工程 电流测量 示波器
2022-02-01 23:16:40

我注意到钳形电流表的价格从几十美元到几百美元不等,但用于示波器的电流探头的成本要高得多,许多接近 1000 美元,有些甚至超过 4000 美元。为什么示波器电流探头这么贵?它们是由王子建造的吗?它们是否包含实心金线线圈?

我知道这些是相当低容量的项目,它们需要校准,并且可能具有补偿各种错误的电路,但电流表不也是如此吗?这些调查有什么特别之处,还是只是市场力量在起作用?

4个回答

我相信这里有两个组成部分:

1 - 钳式电流表是更简单的设备,因为它们只需要测量特定低频下的交流电流的幅度(有些测量直流,但更昂贵)。电流探头(尤其是那些能够测量直流的探头)要复杂得多,必须在适当的频率范围内提供平坦的响应,并且更容易受到各种校准问题和漂移的影响。

2 - 钳式电流表的市场比电流探头的市场大得多,因为它是由电工使用的,这比以电子工程师和技术人员为代表的范围要大得多。

嘿嘿……说不定这里有市场机会。谁想出一个更实惠的电流探头,可能会在爱好者和小企业中找到一个很好的市场。

嗯,首先,具有直流功能的探头要贵一些,因为它们必须使用霍尔效应传感器并处理小的偏移电压。但除此之外,还有三个原因:

  1. 带宽
  2. 带宽
  3. 带宽

高带宽 AC-DC 探头通过将霍尔效应传感器夹在磁芯中来工作。如果您想要 20 MHz 的带宽,则需要找到具有 20 MHz 带宽的霍尔效应传感器,或者,您需要将高频的电感耦合和低频的霍尔效应进行一些花哨的混合,并在整个过程中保持准确的响应范围。

带宽有限的低成本交流探头可能只是一个电流互感器。

在霍尔效应传感器中,高/低频率、峰值 A 范围、灵敏度和线性度等术语可能非常便宜,而具有高增益带宽的运算放大器也很便宜

  • 我们知道在具有非常高灵敏度的钳位中获得直流响应的成本会大大增加。
  • 我们知道在动态范围、校准、饱和度、线性度和剩磁方面存在一些折衷。
  • 为什么/如何更好地使用铁氧体探头?为什么更贵?
  • 用于测量电流的高磁导率铁氧体磁芯的铁氧体气隙有多难
  • 这与$ vs \$(gain\cdot BW\cdot Amps)/(sensitivity\cdot accuracy)\$有何关系

    让我们考虑一些在这个 $ 范围内的领先Keysight 电流探头,以衡量市场价格对这些参数的敏感度。首先,组织一个参数列表。

    KEYSIGHT 电流探头,美元,用于输出到 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
    

    (此答案将是一项正在进行的工作,完成后此文本将被删除)

  • 与此同时,有些人可能会重新考虑 BW 是唯一的驱动程序,

  • 为什么最贵的只限2MHz?
  • 但成本较低的 Rogowski 线圈可达到 30MHz

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

廉价的钳形电流表只能测量准恒定电流,其变化在人类时间尺度(秒或个位数赫兹)上很明显。电流探头的频率响应从数百 kHz 开始,对于昂贵的探头则高达数百 MHz。这是 3 到 6 个数量级的差异。