ISO 24631-3:2009
(Main)Radiofrequency identification of animals — Part 3: Evaluation of performance of RFID transponders conforming with ISO 11784 and ISO 11785
Radiofrequency identification of animals — Part 3: Evaluation of performance of RFID transponders conforming with ISO 11784 and ISO 11785
ISO 24631-3:2009 provides the means of evaluating the performance of ISO 11784- and ISO 11785‑conformant RFID (radiofrequency identification) transponders used in the individual identification of animals.
Identification des animaux par radiofréquence — Partie 3: Évaluation de la performance des transpondeurs RFID conformes à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785
L'ISO 24631-3:2009 fournit les moyens d'évaluer la performance des transpondeurs d'identification par radiofréquence (RFID) conformes à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785 utilisés pour l'identification individuelle des animaux.
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Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 24631-3
First edition
2009-09-01
Radiofrequency identification
of animals —
Part 3:
Evaluation of performance of RFID
transponders conforming with ISO 11784
and ISO 11785
Identification des animaux par radiofréquence —
Partie 3: Évaluation de la performance des transpondeurs RFID
conformes à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785
Reference number
ISO 24631-3:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 24631-3:2009(E)
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Published in Switzerland
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ISO 24631-3:2009(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Conformance. 1
3 Normative references . 1
4 Terms and definitions. 2
5 Abbreviated terms . 4
6 Application . 4
7 Test procedures . 5
7.1 General. 5
7.2 Helmholtz configuration. 5
7.3 Test apparatus . 11
7.4 Test set-ups for measuring the modulation amplitude. 12
7.5 Test conditions . 13
7.6 Tests. 13
Annex A (normative) Test application form. 26
Annex B (informative) Current source transmitter . 27
Bibliography . 28
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ISO 24631-3:2009(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 24631-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 23, Tractors and machinery for agriculture and
forestry, Subcommittee SC 19, Agricultural electronics.
ISO 24631 consists of the following parts, under the general title Radiofrequency identification of animals:
⎯ Part 1: Evaluation of conformance of RFID transponders with ISO 11784 and ISO 11785 (including
granting and use of a manufacturer code)
⎯ Part 2: Evaluation of conformance of RFID transceivers with ISO 11784 and ISO 11785
⎯ Part 3: Evaluation of performance of RFID transponders conforming with ISO 11784 and ISO 11785
⎯ Part 4: Evaluation of performance of RFID transceivers conforming with ISO 11784 and ISO 11785
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ISO 24631-3:2009(E)
Introduction
ISO has appointed ICAR (International Committee for Animal Recording) as the registration authority (RA)
competent to register manufacturer codes used in the radiofrequency identification (RFID) of animals in
accordance with ISO 11784 and ISO 11785.
[1]
ISO 24631 defines means, based upon ICAR test procedures , for evaluating and verifying both the
conformance and performance of RFID devices in respect of ISO 11784 and ISO 11785. Only those results
emanating from RA-approved test centres are recognized.
This part of ISO 24631 deals with the performance of RFID transponders, of which the four main types used
for animal identification are
⎯ injectable transponders,
⎯ electronic ear tag transponders,
⎯ electronic ruminal bolus transponders, and
⎯ tag attachments.
This part of ISO 24631 permits the characterization of the two RFID communication paths: the energy transfer
from transceiver to transponder, and the data transfer from transponder to transceiver. This characterization
can be obtained from the results of two measurements — the first determining the minimal activating magnetic
field strength needed for transmitting the information and the second the transponder modulation amplitude.
Both measurements use a reference measurement antenna configuration under conditions allowing the
absolute values to be obtained for comparison of data between the tested transponders. Additional
measurements that contribute to the performance assessment of the transponders are the bit length stability
in the case of FDX-B transponders and the frequency stability in the case of HDX transponders. These
parameters can be measured using the same measurement antenna configuration.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 24631-3:2009(E)
Radiofrequency identification of animals —
Part 3:
Evaluation of performance of RFID transponders conforming
with ISO 11784 and ISO 11785
1 Scope
This part of ISO 24631 provides the means of evaluating the performance of ISO 11784- and
ISO 11785-conformant RFID (radiofrequency identification) transponders used in the individual identification
of animals.
The test procedures specified in this part of ISO 24631 are recognized by the FECAVA (Federation of
European Companion Animals Veterinary Association) and WSAVA (World Small Animal Veterinarian
Association) and as such can be applied also to companion animals.
2 Conformance
Test centres approved by the registration authority (RA) shall perform transponder testing using the
procedures specified in Clause 7 and shall report the test results to the RA. These tests are in accordance
with the technical requirements of ISO 11784 and ISO 11785. The manufacturer shall apply for transponder
testing by completing and submitting to the RA the application form provided in Annex A. Only transponders
with a product code issued by the RA (see ISO 24631-1) shall be tested. A transponder test report shall be
accorded to a manufacturer whose transponder product has been tested as per Clause 7.
3 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 3166-1, Codes for the representation of names of countries and their subdivisions — Part 1: Country
codes
ISO 11784, Radio frequency identification of animals — Code structure
ISO 11785:1996, Radio frequency identification of animals — Technical concept
ISO 24631-1:2009, Radiofrequency identification of animals — Part 1: Evaluation of conformance of RFID
transponders with ISO 11784 and ISO 11785 (including granting and use of a manufacturer code)
1)
ERC recommendation 70-03, Relating to the Use of Short Range Devices (SRD)
1) CEPT (Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunications) publication.
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ISO 24631-3:2009(E)
4 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
4.1
bit length stability
stability of an FDX-B transponder expressed by the standard deviation of the duration of one-bit information
4.2
country code
three-digit numeric code representing a country in accordance with ISO 3166-1
4.3
frequency stability
stability of an HDX transponder expressed by the standard deviation of the two frequencies representing the
low and high bit of an FSK modulated signal
4.4
identification code
code used to identify the animal individually, at the national and, in combination with a country code,
international levels
NOTE It is a national responsibility to ensure the uniqueness of national ID codes.
4.5
laboratory activation field
electromagnetic field with a frequency of 134,2 kHz and a magnetic field strength according to ERC
Recommendation 70-03
4.6
laboratory reference transceiver
transceiver used to test the transponders generating the laboratory activation field, able to read FDX-B and
HDX transponders
4.7
manufacturer
company that submits an application for conformance testing or for the granting and use of a manufacturer
code for transponders in conformance with ISO 11784 and ISO 11785 while accepting the conditions set forth
in ISO 24631-1:2009, Annexes B, C and E
4.8
manufacturer code
MFC
three-digit number granted by the RA to a manufacturer under the conditions set forth in ISO 24631-1:2009,
Annex E, whose range and placement within the code structure are in accordance with ISO 11784
NOTE Only one manufacturer code is granted to the same manufacturer.
4.9
product code
six-digit number granted by the registration authority to a manufacturer for a certain type of transponder,
formatted such that its first part is the manufacturer code and second part a three-digit serial number
4.10
RA-approved test centre
accredited test centre meeting the criteria of the registration authority
NOTE Accreditation: third-party attestation related to a conformity assessment body conveying formal demonstration
of its competence to carry out specific conformity assessment tasks (see Reference [2]).
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ISO 24631-3:2009(E)
4.11
RA-approved transponder
transponder approved by the registration authority
4.12
RA-registered manufacturer
manufacturer with one or more RA-approved transponders
4.13
registration authority
RA
entity that approves test laboratories and issues and registers manufacturer and product codes
4.14
retagging
process that assigns to a new transponder the same identification number as a transponder that has been lost
or that is no longer readable
4.15
retagging counter
three-bit field for counting the number of retagging
4.16
transceiver
device used to communicate with the transponder
4.17
transponder
radio frequency identification (RFID) device that transmits its stored information when activated by a
transceiver and that may be able to store new information
NOTE A transponder can be characterized according to its components (chip, coil, capacitor, etc.), communication
protocol, size, shape and packaging, or any additional characteristics that could change its properties. The main types are
defined in 4.17.1 to 4.17.4 below.
4.17.1
injectable transponder
small transponder able to be injected into an animal’s body and encapsulated in a biocompatible and
non-porous material such as glass
4.17.2
electronic ear tag transponder
plastic-covered transponder able to be fixed to the ear of the animal using a locking mechanism or to be
attached to an ear tag such that it cannot be removed from the tag without damaging it
4.17.3
electronic ruminal bolus transponder
transponder placed into a high specific gravity container able to be orally administered to a ruminant, which
remains permanently in its fore stomach
4.17.4
tag attachment
transponder components covered by a primary protection layer and meant for producing one or more of the
three other main transponder types or other types of animal transponder
4.18
transponder modulation amplitude
characterization of the transponder signal strength sent back to the transceiver
NOTE For FDX-B it corresponds to the modulation depth; for HDX to the average voltage depth.
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ISO 24631-3:2009(E)
4.19
transponder minimal activating magnetic field strength
minimal value of magnetic field strength needed to obtain full activity of the transponder
NOTE The transponder is activated after having been placed in a magnetic field whose strength depends on the
antenna, chip and packaging design. Full activity is obtained when the transponder is supplied with energy sufficient to
transmit the complete data according to ISO 11785.
4.20
user information field
five-bit field for additional user information, used only in conjunction with the country code
5 Abbreviated terms
CN compensating network
CRC cyclic redundancy check
FDX-B full duplex communication protocol (conforming to ISO 11785, excluding protocols mentioned in
ISO 11785:1996, Annex A)
FSK frequency shift keying
HDX half duplex communication protocol
HSC Helmholtz sensing coil
HTA Helmholtz transmitting antenna
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
MFC manufacturer code
MN matching network
RA registration authority
RFID radiofrequency identification
SC sensing coil
TUT transponder under test
6 Application
6.1 The application submitted to the RA for testing the performance of a transponder shall consist of a
covering letter and the application form presented in Annex A. The RA shall confirm receipt of the application
to the manufacturer within two weeks. By signing the application form, the manufacturer agrees to fulfil the
provisions of this part of ISO 24631.
6.2 Approval in accordance with ISO 24631-1 is a prerequisite for approval for testing in accordance with
the present part of ISO 24631.
6.3 The test centre shall be approved by the RA.
6.4 The RA maintains a list of approved test centres, from which the manufacturer may choose the centre
that will test his transponder product.
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ISO 24631-3:2009(E)
6.5 The manufacturer shall provide the RA-approved test centre with 50 transponders of the same type and
model for testing. If the RA-approved test centre selected already has this number of the same transponders,
they may be used. The transponders shall carry the country code “999” (indicating a test transponder) or the
manufacturer’s code if existent. The manufacturer may freely choose the identification codes, but duplicated
numbers are not allowed. The manufacturer shall provide a list of the transponder codes in decimal
representation.
6.6 The RA-approved test centre shall verify the transponders using the test procedures specified in
Clause 7. All tested transponders shall be readable by the configuration also specified in Clause 7. The codes
read shall match the codes provided by the manufacturer.
6.7 The RA-approved test centre shall prepare a confidential report of the results and shall send two copies
(and an electronic version) of the report to the chairman of the RA.
6.8 The RA chairman shall inform the manufacturer of the test results in a letter together with a copy of the
report.
6.9 The tested transponders shall be kept by the RA-approved test centre, under the ownership of the RA.
6.10 The RA shall make publicly available a photograph of the approved transponder.
6.11 The RA shall make publicly available the main results of the test. A manufacturer shall have the right to
refuse that the results be made publicly available or to request their withdrawal from public availability. In the
first case, the manufacturer shall send a request to the RA not to publish, within two weeks of having received
the test report. In the second, the manufacturer shall send a request to the RA and the RA shall remove the
results from public availability within four weeks of receipt of this request.
6.12 The RA shall do everything within its power to protect the integrity of this procedure with regard to
ISO 11784 and ISO 11785.
7 Test procedures
7.1 General
The test centre shall test five transponders randomly picked from the 50 transponders provided by the
manufacturer, in accordance with the following procedures. During the measurements, the transponder shall
be positioned in a Helmholtz configuration producing an adjustable uniform magnetic field.
7.2 Helmholtz configuration
7.2.1 Transponder parameter test set-up
The Helmholtz transmitting antennas (HTA) produce a homogeneous, cylindrically shaped field. A functional
diagram of the Helmholtz configuration and corresponding test set-up is shown in Figure 1. The transponder
under test (TUT) shall be positioned on the central axis, midway between the transmitter coils of the test
2)
configuration. The matching network (MN) shall be used to match the setup of the two HTA to 50 Ω output
resistance of the amplifier.
2) The maximum size of the transponder is limited by the Helmholtz configuration's dimensions — in length by the
distance between the HTA, and in diameter by the HSC diameter. The signal emitted by small transponders could require
smaller sensing coil dimensions. If that is the case, the ISO/TC 23/SC 19 animal identification working group will develop a
special setup for those devices.
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ISO 24631-3:2009(E)
7.2.2 Field strength calculation
A very accurate relation exists between the magnetic field and the current in the Helmholtz coils. By
measuring the current through the HTA, the magnetic field strength, H (root mean square,
rms
35,8 mA/m − 35,8 A/m) can be calculated from Equation (1):
NU×
HTA HTA_pp
H = (1)
rms
1, 976 4××DR
HTA HTA
where
N is the number of turns on HTA coil (= 5);
HTA
U is the peak-to-peak voltage at R ;
HTA_pp HTA
D is the diameter of HTA coil;
HTA
R is the resistor in series with HTA coils.
HTA
7.2.3 Helmholtz transmitting antenna (HTA) coils
The dimensions and characteristics of the HTA coils shall be as shown in Figure 2.
Two HTA coils are used in the Helmholtz configuration.
Owing to the low number of turns (five), the best way to manufacture the HTA is by winding onto a core
element.
7.2.4 Helmholtz sensing coils (HSC) and sensing coils (SC)
HSC shall be used for both FDX-B and HDX. Two HSC shall be connected in series.
The HSC and the SC shall be made in accordance with Figure 3 and shall be connected by means of the
compensation network (CN) (see Figure 1).
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ISO 24631-3:2009(E)
Key
1 code generator CN compensation network
e
2 function waveform or arbitrary waveform generator HSC1 first Helmholtz sensing coil
e
3 oscilloscope HSC2 second Helmholtz sensing coil
e
4 amplifier HTA1 first Helmholtz transmitting antenna
e
5 personal computer (PC) with IEEE card HTA2 second Helmholtz transmitting antenna
6 measurement antenna configuration MN matching network
SC sensing coil
TUT transponder under test
a
Trigger.
b
IEEE interface.
c
Output signal.
d
50 Ω.
e
Serial and in phase.
Figure 1 — Test set-up and Helmholtz configuration
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ISO 24631-3:2009(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 core element
Wire: B155 500 µm Grade 1B
N (number of turns on HTA) = 5
HTA
Figure 2 — HTA coils — Physical characteristics
Dimensions in millimetres
Wire: B155 100 µm Grade 1B or P155 100 µm Grade 2
N (number of turns on HSC) = 70
HSC
N (number of turns on SC) = 45
SC
Figure 3 — HSC and SC — Physical characteristics
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7.2.5 Positioning HSC and SC in relation to HTA
The HSC shall be centred between the two HTA. The external SC, if needed, shall be positioned as shown in
Figure 4.
Dimensions in millimetres
Key
1 ferrite coil HTA1 first Helmholtz transmitting antenna
2 air coil HTA2 second Helmholtz transmitting antenna
MN matching network
CN compensation network
SC sensing coil
HSC1 first Helmholtz sensing coil
HSC2 second Helmholtz sensing coil
Figure 4 — HTA, HSC and SC positions
7.2.6 Matching network (MN)
The matching network shall be realized according to Figure 5 (see also Figure 1).
Key
C1, C2 capacitors
HTA1, HTA2 Helmholtz transmitting antennas
U voltage at RHTA
RHTA
RHTA resistor in series with HTA coils
Figure 5 — MN and magnetic field-generating coils
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ISO 24631-3:2009(E)
Capacitors C1 and C2 shall be adjusted (e.g. parallel capacitors) to match the resistor, RHTA , and HTA1 and
HTA2 to 50 Ω of the amplifier output. Values for C1, C2 and RHTA shall be adjusted around the start values
for 134,2 kHz in accordance with Table 1.
Table 1 — Matching components for 134,2 kHz
Component Value Comment
C1 15 nF 500 V, film capacitance
C2 30 nF 500 V, film capacitance
a
RHTA 5 Ω 10 W, low inductance
a
The value of 5 Ω for RHTA takes into account the series resistance of the HTA coils, which have an approximate value of 0,4 Ω.
7.2.7 Matching network (MN)
The HTA shall be matched to the output impedance of the amplifier: 1 V into 50 Ω gives 1 A into the HTA coils.
In order to respect the inductance value of the HTA, which shall be 33 µH, the series capacitor value shall be
42 nF.
During the test, couple the transponder with the HTA and HSC.
For very small transponders, the coupling between the transponder coil and the HTA is very low and negligible.
For larger transponders, couple the HTA to the transponder for a given value: a part of the energy is absorbed
in the calculated output resistor of 4,7 Ω of the transmitter. Only a transmitter that works as a current source
possesses very high output resistance and is therefore without influence on the behaviour of the transponder.
Another problem that can occur is detuning due to the coupling of these coils — resulting in distortion of the
transponder code and a wrong measurement of the modulation amplitude.
Such problems can be avoided if a current source transmitter such as the one illustrated in Annex B is used.
7.2.8 Compensation network (CN)
The CN shall be used to zero out the constant magnetic field generated by the HTA and shall be built
according to the schematic diagram shown in Figure 6. The adjustment potentiometer (P1) compensates for
mechanical and electrical mismatches.
The oscilloscope probe used should have at least the characteristics: W 10 MΩ and u 20 pF.
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ISO 24631-3:2009(E)
Key
1 oscilloscope
HSC1 first Helmholtz sensing coil
HSC2 second Helmholtz sensing coil
P1 adjustment potentiometer (10 kΩ)
R1 first resistor (15 kΩ)
R2 second resistor (100 kΩ)
SC sensing coil
Figure 6 — Compensation network for zeroing out HTA magnetic field
7.3 Test apparatus
7.3.1 Magnetic field generation
7.3.1.1 Helmholtz transmitting antenna (HTA) configuration, built in accordance with Figure 7.
7.3.1.2 Function waveform generator (FWG) or arbitrary waveform generator (AWG).
7.3.2 Matching network (MN), in accordance with 7.2.7.
7.3.3 Compensation network, in accordance with 7.2.8.
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ISO 24631-3:2009(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 ferrite coil
2 air coil
HTA1 first Helmholtz transmitting antenna
HTA2 second Helmholtz transmitting antenna
Connect the two HTA in series.
Figure 7 — HTA configuration — Physical characteristics
7.3.4 Magnetic field modulation (FDX-B only)
7.3.4.1 Compensated field measurement coil configuration.
The compensated field measurement coil configuration uses three coils disposed in specific orientations. Two
HSC collect the modulation magnetic field emitted by the transponder, while an SC collects the magnetic field,
which is almost not modulated. Combining both the collected signals from the HSC and SC through the CN
shall allow the nulling of the constant magnetic field generated by the HTA. This configuration is required in
order to reduce the position sensitivity of the TUT.
7.3.4.2 Two-channel oscilloscope, with a bandwidth of at least 100 MHz.
7.3.4.3 Personal computer (PC), with an interface allowing full control of the instruments used — for
example, by means of an IEEE interface.
7.4 Test set-ups for measuring the modulation amplitude
7.4.1 FDX-B transponders
The sensing of the modulation amplitude shall be performed using a three-coil configuration, consisting of two
HSC placed into a Helmholtz configuration within the Helmholtz transmitting antennas, and one SC placed
outside the Helmholtz transmitting antennas. The internal HSC shall sense the generated field and emitted
modulation signal with low influence from the coupling factor and position of the transponder unit; the external
SC shall sense only the generated field and can consequently be used as a compensation signal by
subtracting the generated field. The output of the CN is the return signal of the transponder.
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ISO 24631-3:2009(E)
7.4.2 HDX transponders
The sensing of the modulation amplitude shall be performed using a two-coil configuration, consisting of two
HSC placed into a Helmholtz configuration within the Helmholtz transmitting antennas. The HSC shall sense
the generated field and the emitted frequencies with low influence from the coupling factor and position of the
transponder unit, and shall deliver the bit value representing frequencies directly to the oscilloscope.
The external SC and CN shall remain connected, despite not having a functional impact on the HDX
frequency measurements.
7.5 Test conditions
The test conditions shall be as follows.
Ambient temperature: minimum 15 °C and maximum 30 °C
Ambient humidity: minimum 40 % rH and maximum 80 % rH
Ambient noise floor a
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 24631-3
Première édition
2009-09-01
Identification des animaux
par radiofréquence —
Partie 3:
Évaluation de la performance
des transpondeurs RFID conformes
à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785
Radiofrequency identification of animals —
Part 3: Evaluation of performance of RFID transponders conforming
with ISO 11784 and ISO 11785
Numéro de référence
ISO 24631-3:2009(F)
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ISO 2009
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Conformité. 1
3 Références normatives . 1
4 Termes et définitions. 2
5 Symboles et termes abrégés . 4
6 Demande. 5
7 Modes opératoires d'essai. 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Configuration d'Helmholtz. 6
7.3 Appareillage d'essai . 11
7.4 Installation pour le mesurage de l'amplitude de modulation. 13
7.5 Conditions d'essai . 13
7.6 Modes opératoires d'essai. 13
Annexe A (normative) Formulaire de demande d'un essai. 27
Annexe B (informative) Émetteur de source de courant . 28
Bibliographie . 29
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 24631-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 23, Tracteurs et matériels agricoles et forestiers,
sous-comité SC 19, Électronique en agriculture.
L'ISO 24631 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Identification des animaux par
radiofréquence:
⎯ Partie 1: Évaluation de la conformité des transpondeurs RFID à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785 (y compris
l'attribution et l'utilisation d'un code de fabricant)
⎯ Partie 2: Évaluation de la conformité des émetteurs-récepteurs RFID à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785
⎯ Partie 3: Évaluation de la performance des transpondeurs RFID conformes à l'ISO 11784 et à
l'ISO 11785
⎯ Partie 4: Évaluation de la performance des émetteurs-récepteurs RFID conformes à l'ISO 11784 et à
l'ISO 11785
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ISO 24631-3:2009(F)
Introduction
L'ISO a désigné ICAR (Comité international pour le contrôle des performances en élevage) comme
l'organisme d'enregistrement (RA, registration authority) ayant la compétence d'enregistrer les codes de
fabricant utilisés dans l'identification par radiofréquence (RFID) des animaux, conformément à l'ISO 11784 et
à l'ISO 11785.
[1]
L'ISO 24631 définit des moyens, fondés sur des modes opératoires d'essai d'ICAR , permettant d'évaluer et
de vérifier la conformité et la performance des dispositifs RFID par rapport à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785.
Seuls les résultats d'essai des centres d'essai agréés par la RA sont reconnus.
La présente partie de l'ISO 24631 traite de la performance des transpondeurs RFID, dont les quatre types
principaux utilisés pour l'identification des animaux sont
a) les transpondeurs injectables,
b) les marques auriculaires électroniques,
c) les bolus ruminaux, et
d) les supports du transpondeur.
La présente partie de l'ISO 24631 permet de caractériser les deux voies de communication RFID, à savoir le
transfert d'énergie de l'émetteur-récepteur vers le transpondeur et le transfert des données du transpondeur
vers l'émetteur-récepteur. Cette caractérisation peut être obtenue au moyen de deux mesurages, le premier
déterminant l'intensité minimale du champ magnétique d'activation nécessaire pour transmettre les
informations, le second définissant l'amplitude de modulation du transpondeur. Les deux mesurages utilisent
une configuration d'antenne de mesure de référence, dans des conditions nécessaires à l'obtention des
valeurs absolues permettant de comparer les données obtenues entre les transpondeurs soumis à l'essai.
Des mesures supplémentaires qui contribuent à évaluer la performance des transpondeurs sont la stabilité de
la longueur d'un bit des transpondeurs FDX-B et la stabilité en fréquence des transpondeurs HDX. Ces
paramètres peuvent également être mesurés en utilisant la même configuration d'antenne de mesure.
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NORME INTERNATIONALE ISO 24631-3:2009(F)
Identification des animaux par radiofréquence —
Partie 3:
Évaluation de la performance des transpondeurs RFID
conformes à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 24631 fournit les moyens d'évaluer la performance des transpondeurs
d'identification par radiofréquence (RFID) conformes à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785 utilisés pour
l'identification individuelle des animaux.
Les modes opératoires d'essai spécifiés dans la présente partie de l'ISO 24631 sont reconnus par la
Fédération européenne des associations vétérinaires pour les animaux de compagnie (FECAVA) et par
l'Association mondiale vétérinaire pour les petits animaux (WSAVA), et peuvent donc s'appliquer également
aux animaux de compagnie.
2 Conformité
Les centres d'essai approuvés par l'organisme d'enregistrement (RA) doivent effectuer les essais des
transpondeurs en appliquant les modes opératoires spécifiés à l'Article 7 et doivent communiquer les résultats
d'essai à la RA. Ces essais sont en conformité avec les exigences techniques de l'ISO 11784 et de
l'ISO 11785. Le fabricant doit effectuer sa demande d'essai du transpondeur en remplissant et envoyant à la
RA le formulaire fourni à l'Annexe A. Seuls les transpondeurs ayant un code de produit attribué par la RA (voir
l'ISO 24631-1) doivent être soumis à l'essai. Un rapport d'essai du transpondeur doit être délivré à tout
fabricant dont le produit transpondeur a été soumis à l'essai conformément aux modes opératoires de
l'Article 7.
3 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 3166-1, Codes pour la représentation des noms de pays et de leurs subdivisions — Partie 1: Codes de
pays
ISO 11784, Identification des animaux par radiofréquence — Structure du code
ISO 11785:1996, Identification des animaux par radiofréquence — Concept technique
ISO 24631-1:2009, Identification des animaux par radiofréquence — Partie 1: Évaluation de la conformité des
transpondeurs RFID à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785 (y compris l'attribution et l'utilisation d'un code de
fabricant)
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1)
ERC recommandation 70-03, Relative à l'utilisation des appareils de faible portée
4 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
4.1
stabilité de la longueur d'un bit
stabilité d'un transpondeur FDX-B exprimée par l'écart-type de la durée de transmission de l'information
d'un bit
4.2
code de pays
code numérique de trois chiffres représentant un pays conformément à l'ISO 3166-1
4.3
stabilité en fréquence
stabilité d'un transpondeur HDX exprimée par l'écart-type des deux fréquences représentant le bit de poids
faible et de poids fort d'un signal modulé par déplacement de fréquence (FSK)
4.4
code d'identification
code utilisé pour identifier individuellement l'animal au niveau national et, en l'associant au code de pays, au
niveau international
NOTE Il incombe à chaque pays de s'assurer de l'unicité des codes d'identification nationaux.
4.5
champ d'activation en laboratoire
champ électromagnétique ayant une fréquence de 134,2 kHz et une intensité de champ magnétique conforme
à la recommandation 70-03 de l'ERC
4.6
émetteur-récepteur de référence en laboratoire
émetteur-récepteur utilisé pour soumettre à l'essai les transpondeurs, en générant le champ d'activation en
laboratoire, capable de lire les transpondeurs FDX-B et HDX
4.7
fabricant
société qui soumet une demande d'essai de conformité ou d'attribution et d'utilisation d'un code de fabricant
pour des transpondeurs conformes à l'ISO 11784 et à l'ISO 11785 et qui accepte les conditions présentées
aux Annexes B, C et E de l'ISO 24631-1:2009
4.8
code de fabricant
MFC
numéro à trois chiffres attribué par la RA à un fabricant dans le respect des conditions exposées à l'Annexe E
de l'ISO 24631-1:2009, dont la plage et l'emplacement dans la structure du code sont en conformité avec
l'ISO 11784
NOTE Un seul code de fabricant est attribué à un seul fabricant.
1) Publication de la CEPT (Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunications).
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4.9
code de produit
numéro à six chiffres attribué par la RA à un fabricant pour un certain type de transpondeur, dont la première
partie est le code de fabricant et la deuxième partie un numéro de série à trois chiffres
4.10
centre d'essai approuvé par la RA
centre d'essai accrédité répondant aux critères de l'organisme d'enregistrement
NOTE Accréditation: attestation délivrée par une tierce partie, ayant rapport à un organisme d'évaluation de la
conformité, constituant une reconnaissance formelle de la compétence de ce dernier à réaliser des activités spécifiques
d'évaluation de la conformité (voir Référence [2]).
4.11
transpondeur approuvé par la RA
transpondeur ayant reçu l'approbation de l'organisme d'enregistrement
4.12
fabricant enregistré par la RA
fabricant disposant d'un ou de plusieurs transpondeurs approuvés par la RA
4.13
organisme d'enregistrement
RA
autorité qui approuve des laboratoires d'essai et qui émet et enregistre les codes de fabricant et les codes de
produit
4.14
rebouclage
processus consistant à attribuer à un nouveau transpondeur le même numéro d'identification qu'un
transpondeur perdu ou qui est devenu illisible
4.15
compteur de rebouclage
champ de trois bits permettant de compter le nombre de rebouclages
4.16
émetteur-récepteur
dispositif utilisé pour communiquer avec le transpondeur
4.17
transpondeur
dispositif d'identification par radiofréquence (RFID) qui transmet l'information qu'il a en mémoire lorsqu'il est
activé par un émetteur-récepteur et qui peut stocker une nouvelle information
NOTE Il est possible de caractériser les transpondeurs en fonction de ses éléments (puce, bobine, condensateur,
etc.), du protocole de communication, des dimensions, de la forme et de l'emballage, ainsi que de toutes caractéristiques
supplémentaires susceptibles de modifier les propriétés du transpondeur. Les principaux types de transpondeurs sont
définis en 4.17.1 à 4.17.4 ci dessous.
4.17.1
transpondeur injectable
transpondeur de petite taille pouvant être injecté dans le corps d'un animal et encapsulé dans un matériau
non poreux et biocompatible, du verre par exemple
4.17.2
marque auriculaire électronique
transpondeur recouvert de plastique pouvant être fixé sur l'oreille de l'animal en utilisant un mécanisme de
blocage, ou apposé sur une marque auriculaire de manière à ne pas pouvoir être retiré de la marque sans
l'endommager
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4.17.3
bolus ruminal
transpondeur placé dans un contenant de poids spécifique élevé, pouvant être administré au ruminant par
voie orale et restant en permanence dans le premier estomac de ce dernier
4.17.4
support du transpondeur
éléments d'un transpondeur recouverts d'une couche protectrice primaire et sensés créer un ou plusieurs des
trois autres principaux types de transpondeurs ou d'autres types de transpondeurs pour animaux
4.18
amplitude de modulation du transpondeur
caractérisation de l'intensité du signal du transpondeur renvoyé à l'émetteur-récepteur
NOTE Pour FDX-B, il correspond au taux de modulation; pour HDX, il correspond au niveau moyen de tension.
4.19
intensité minimale du champ magnétique d'activation du transpondeur
valeur minimale de l'intensité du champ magnétique permettant d'obtenir l'activité complète du transpondeur
NOTE Le transpondeur est activé une fois placé dans une intensité de champ magnétique dont l'intensité est fonction
de la conception de l'antenne, de la puce et du support. L'activité complète est obtenue lorsque le transpondeur reçoit
suffisamment d'énergie pour transmettre toutes les données conformément à l'ISO 11785.
4.20
champ d'informations de l'utilisateur
champ à cinq bits destiné à fournir des informations supplémentaires à l'utilisateur, utilisé uniquement en
association avec le code de pays
5 Symboles et termes abrégés
CN circuit de compensation (compensating network)
CRC contrôle par redondance cyclique
FDX-B protocole de communication duplex (full duplex, conforme à l'ISO 11785, à l'exclusion des protocoles
mentionnés à l'Annexe A de l'ISO 11785:1996)
FSK déplacement de fréquence (frequency shift keying)
HDX protocole de communication semi-duplex (half duplex)
HSC bobine détectrice d'Helmholtz (Helmholtz sensing coil)
HTA antenne de transmission d'Helmholtz (Helmholtz transmitting antenna)
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
MFC code de fabricant (manufacturer code)
MN réseau d'adaptation (matching network)
RA organisme d'enregistrement (registration authority)
RFID identification par radiofréquence (radiofrequency identification)
SC bobine détectrice (sensing coil)
TUT transpondeur soumis à l'essai (transponder under test)
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6 Demande
6.1 La demande d'essai de la performance d'un transpondeur à soumettre à la RA doit comprendre une
lettre d'accompagnement et le formulaire de demande fourni à l'Annexe A. La RA doit envoyer au fabricant un
accusé de réception de la demande dans les deux semaines. En signant le formulaire de demande, le
fabricant accepte de satisfaire aux dispositions de la présente partie de l'ISO 24631.
6.2 L'approbation conformément à l'ISO 24631-1 est une condition préalable à la réalisation d'un essai
conforme à la présente partie de l'ISO 24631.
6.3 Le centre d'essais doit être approuvé par la RA.
6.4 La RA met à jour une liste des centres d'essai approuvés, dans laquelle le fabricant peut choisir le
centre qui soumettra à l'essai son produit transpondeur.
6.5 Le fabricant doit envoyer au centre d'essai approuvé par la RA 50 transpondeurs du même type et
modèle pour un essai. Si le centre d'essai sélectionné approuvé par la RA dispose déjà de ce nombre de
mêmes transpondeurs, ces derniers peuvent être utilisés. Les transporteurs doivent porter le code de pays
999 (indiquant un transpondeur d'essai) ou le code de fabricant, s'il existe. Le fabricant est libre de choisir les
codes d'identification, mais des numéros en double ne sont pas admis. Le fabricant doit fournir une liste des
codes de transpondeurs en représentation décimale.
6.6 Le centre d'essai approuvé par la RA doit vérifier les transpondeurs conformément aux modes
opératoires d'essai spécifiés à l'Article 7. Tous les transpondeurs soumis à l'essai doivent être lisibles par la
configuration spécifiée également dans l'Article 7. Les codes lus doivent correspondre aux codes fournis par
le fabricant.
6.7 Le centre d'essai approuvé par la RA doit établir un rapport confidentiel des résultats et envoyer deux
exemplaires du rapport (et une version électronique) au Président de la RA.
6.8 Le Président de la RA doit communiquer les résultats d'essai au fabricant par lettre accompagnée d'un
exemplaire du rapport.
6.9 Le centre d'essai approuvé par la RA doit conserver les transpondeurs soumis à l'essai, la RA étant
responsable du droit de propriété.
6.10 La RA doit rendre publique une photographie du transpondeur approuvé.
6.11 La RA doit rendre publics les principaux résultats des essais. Tout fabricant a le droit de refuser la
publication des résultats ou de les retirer du domaine public. Dans le premier cas, la fabricant doit adresser à
la RA une demande de ne pas publier les résultats, dans un délai de deux semaines après réception du
rapport d'essai. Dans le second cas, le fabricant doit adresser à la RA une demande de retrait des résultats
d'essai et, dans un délai de quatre semaines après réception de cette demande, la RA doit retirer lesdits
résultats.
6.12 La RA doit s'efforcer de préserver l'intégrité de ce mode opératoire au regard de l'ISO 11784 et de
l'ISO 11785.
7 Modes opératoires d'essai
7.1 Généralités
Le centre d'essai doit soumettre à l'essai cinq transpondeurs choisis de manière aléatoire parmi les
50 transpondeurs fournis par le fabricant, conformément aux modes opératoires suivants. Pendant les
mesurages, le transpondeur doit être positionné dans une configuration d'Helmholtz produisant un champ
magnétique uniforme réglable.
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7.2 Configuration d'Helmholtz
7.2.1 Configuration d'essai des paramètres du transpondeur
Les antennes de transmission d'Helmholtz (HTA) produisent un champ homogène de forme cylindrique. La
Figure 1 présente un diagramme fonctionnel de la configuration d'Helmholtz et l'installation d'essai
correspondante. Le transpondeur soumis à l'essai (TUT) doit être placé au milieu de l'axe central entre les
2)
bobines de transmission de la configuration d'essai . Le réseau d'adaptation (MN) doit être utilisé pour
adapter l'installation des deux HTA à la résistance de sortie de l'amplificateur de 50 Ω.
7.2.2 Calcul de l'intensité du champ magnétique
Il existe une relation très précise entre le champ magnétique et le courant dans les bobines d'Helmholtz. En
mesurant le courant passant par l'antenne HTA, il est possible de calculer l'intensité du champ magnétique,
H (moyenne quadratique, root mean square, 35,8 mA/m – 35,8 A/m), à partir de l'Équation (1):
rms
NU×
HTA HTA_pp
H = (1)
rms
1, 976 4××DR
HTA HTA
où:
N est le nombre de spires d'une bobine HTA (= 5);
HTA
U est la tension crête-à-crête à R ;
HTA
HTA_PP
D est le diamètre de la bobine HTA;
HTA
R est la résistances en série avec les bobines HTA.
HTA
7.2.3 Bobines des antennes de transmission d'Helmholtz (HTA)
Les dimensions et les caractéristiques des bobines des antennes de transmission d'Helmholtz doivent être
comme illustré à la Figure 2.
Deux de ces bobines des HTA sont utilisées dans la configuration d'Helmholtz.
En raison du faible nombre de spires (cinq), le meilleur moyen de fabriquer les HTA consiste à les enrouler
sur un tore.
7.2.4 Bobines détectrices d'Helmholtz (HSC) et bobines détectrices (SC)
Des HSC doivent être utilisées pour les FDX-B et HDX. Deux HSC doivent être connectées en série.
Les HSC et les SC doivent être construites conformément à la Figure 3 et doivent être connectées par le
circuit de compensation (CN) (voir Figure 1).
2) La taille maximale du transpondeur est limitée par les dimensions de la configuration d'Helmholtz — en longueur par
la distance entre les HTA, et en diamètre par le diamètre de la HSC. Le signal des petits transpondeurs peut nécessiter
l'utilisation de bobines détectrices de dimensions plus petites. Dans ce cas, le groupe de travail de l'ISO/TC 23/SC 19
dédié à l'identification des animaux développera une installation spéciale pour ces dispositifs.
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Légende
1 générateur de code
2 générateur de fonction d'onde ou générateur d'onde arbitraire
3 oscilloscope
4 amplificateur
5 ordinateur personnel (PC) à carte IEEE
6 configuration d'antenne de mesure
CN circuit de compensation
e
HSC1 première bobine détectrice d'Helmholtz
e
HSC2 deuxième bobine détectrice d'Helmholtz
e
HTA1 première antenne de transmission d'Helmholtz
e
HTA2 deuxième antenne de transmission d'Helmholtz
MN réseau d'adaptation
SC bobine détectrice
TUT transpondeur soumis à l'essai
a
Déclencheur.
b
Interface IEEE.
c
Signal de sortie.
d
50 Ω.
e
En série et en phase.
Figure 1 — Installation d'essai et configuration d'Helmholtz
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Dimensions en millimètres
Légende
1 tore
Câble: B155 500 µm Qualité 1B
Ν (nombre de spires des HTA) = 5
HTA
Figure 2 — Bobines des HTA — Paramètres physiques
Dimensions en millimètres
Câble: B155 100 µm Qualité 1B ou P155 100 µm Qualité 2
Ν (nombre de spires des HSC) = 70
HSC
Ν (nombre de spires des SC) = 45
SC
Figure 3 — HSC et SC — Paramètres physiques
7.2.5 Positionnement des HSC et SC par rapport aux HTA
Les HSC doivent être centrées entre les deux HTA. Si nécessaire, la SC externe doit être positionnée tel
qu'illustré à la Figure 4.
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Dimensions en millimètres
Légende
1 bobine sur ferrite
2 bobine à air
CN circuit de compensation
HSC1 première bobine détectrice d'Helmholtz
HSC2 deuxième bobine détectrice d'Helmholtz
HTA1 première antenne de transmission d'Helmholtz
HTA2 deuxième antenne de transmission d'Helmholtz
MN réseau d'adaptation
SC bobine détectrice
Figure 4 — Positionnement des HSC, SC et HTA
7.2.6 Réseau d'adaptation (MN)
Le réseau d'adaptation doit être réalisé conformément à la Figure 5 (voir également la Figure 1).
Légende
C1, C2 condensateurs
HTA1, HTA2 antennes de transmission d'Helmholtz
RHTA résistance en série avec les bobines HTA
U tension à la résistance
RHTA
Figure 5 — Réseau d'adaptation et bobines génératrices de champ magnétique
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Les condensateurs C1 et C2 doivent être réglés (par exemple condensateurs parallèles) pour adapter la
résistance RHTA, HTA1 et HTA2 aux 50 Ω de la sortie de l'amplificateur. Les valeurs de C1, C2 et RHTA
doivent être réglées autour des valeurs de départ du Tableau 1 pour 134,2 kHz.
Tableau 1 — Composants d'adaptation pour 134,2 kHz
Composant Valeur Commentaires
C1 15 nF 500 V, condensateur film
C2 30 nF 500 V, condensateur film
a
RHTA 5 Ω 10 W, inductance faible
a
La valeur de 5 Ω pour RHTA prend en compte les résistances en série des bobines HTA, dont la valeur est d'environ 0,4 Ω.
7.2.7 Réseau d'adaptation (MN)
Les HTA doivent être adaptées à l'impédance de sortie de l'amplificateur: 1 V dans 50 Ω induit 1 A dans les
bobines HTA.
Pour respecter la valeur de l'induction de l'antenne de transmission d'Helmholtz, qui doit être de 33 µH, la
valeur du condensateur en série doit être de 42 nF.
Pendant l'essai, coupler le transpondeur aux HTA et aux HSC.
Pour les transpondeurs de très petite taille, le couplage entre la bobine du transpondeur et les HTA est très
faible, voire négligeable.
Pour les transpondeurs de très grande taille, coupler les HTA au transpondeur pour une valeur donnée: une
partie de l'énergie est absorbée par la résistance de sortie calculée de 4,7 Ω de l'émetteur. Seul un émetteur
fonctionnant comme une source de courant possède une résistance de sortie très élevée et n'a aucune
influence sur le comportement du transpondeur.
Un deuxième problème réside dans le dérèglement dû au couplage de ces bobines, entraînant une distorsion
du code du transpondeur et une mesure erronée de l'amplitude de modulation.
Ces problèmes peuvent être évités dans le cas où l'on utilise un émetteur de source de courant tel qu'illustré à
l'Annexe B.
7.2.8 Circuit de compensation (CN)
Le CN doit être utilisé pour annuler le champ magnétique constant généré par les HTA. Il doit être construit
conformément au schéma de principe illustré à la Figure 6. Le potentiomètre de réglage (P1) compense les
défauts d'adaptation mécaniques et électriques.
Il convient que la sonde de l'oscilloscope utilisée ait au moins les caractéristiques suivantes: W 10 MΩ et
u 20 pF.
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Légende
1 oscilloscope
HSC1 première bobine détectrice d'Helmholtz
HSC2 deu
...
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