ISO/TR 10305-2:2003
(Main)Road vehicles — Calibration of electromagnetic field strength measuring devices — Part 2: IEEE standard for calibration of electromagnetic field sensors and probes, excluding antennas, from 9 kHz to 40 GHz
Road vehicles — Calibration of electromagnetic field strength measuring devices — Part 2: IEEE standard for calibration of electromagnetic field sensors and probes, excluding antennas, from 9 kHz to 40 GHz
ISO/TR 10305-2:2003 specifies techniques for calibrating electromagnetic field sensors and probes, excluding antennas, used in automotive testing for the measurement of magnetic fields at frequencies from 9 kHz to 40 GHz. In the automotive field, these field strength measuring devices are used for measurements specified in the various parts of ISO 11451 and ISO 11452.
Vehicules routiers — Étalonnage des appareils de mesure de l'intensité d'un champ électromagnétique — Partie 2: Méthode normalisée de l'IEEE pour l'étalonnage des capteurs et des sondes de champ électromagnétique, à l'exclusion des antennes, entre 9 kHz et 40 GHz
L'ISO/TR 10305-2:2003 spécifie des techniques d'étalonnage des capteurs et des sondes de champ électromagnétique, à l'exclusion des antennes, utilisés par l'industrie automobile lors des essais concernant le mesurage des champs électromagnétiques de fréquence comprise entre 9 kHz et 40 GHz. Dans le domaine de l'automobile, ces appareils de mesure d'intensité de champ sont utilisés lors des mesurages spécifiés dans les différentes parties de l'ISO 11451 et de l'ISO 11452.
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Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TR
REPORT 10305-2
First edition
2003-02-15
Road vehicles — Calibration of
electromagnetic field strength measuring
devices —
Part 2:
IEEE standard for calibration of
electromagnetic field sensors and
probes, excluding antennas, from 9 kHz
to 40 GHz
Vehicules routiers — Étalonnage des appareils de mesure de l'intensité
d'un champ électromagnétique —
Partie 2: Méthode normalisée de l'IEEE pour l'étalonnage des capteurs
et des sondes de champ électromagnétique, à l'exclusion des
antennes, entre 9 kHz et 40 GHz
Reference number
ISO/TR 10305-2:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
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ISO/TR 10305-2:2003(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.
In exceptional circumstances, when a technical committee has collected data of a different kind from that
which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for example), it may decide by a
simple majority vote of its participating members to publish a Technical Report. A Technical Report is entirely
informative in nature and does not have to be reviewed until the data it provides are considered to be no
longer valid or useful.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TR 10305-2 was prepared by the US Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) (as
IEEE 1309-1996) and was adopted without modification by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles,
Subcommittee SC 3, Electrical and electronic equipment.
This first edition of ISO/TR 10305-2, together with that of ISO/TR 10305-1, cancels and replaces the first
edition of ISO/TR 10305, which has been technically revised.
ISO/TR 10305 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — Calibration of
electromagnetic field strength measuring devices:
Part 1: Devices for measurement of electromagnetic fields at frequencies > 0 Hz
Part 2: IEEE standard for calibration of electromagnetic field sensors and probes, excluding antennas,
from 9 kHz to 40 GHz
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
Introduction
The necessity for EMC (electromagnetic compatibility) testing of road vehicles and their components has led
to the publication of a number of standardized test procedures. The need, too, for a standardized method for
the calibration of field strength measuring devices was seen by the responsible ISO subcommittee. As no
such International Standard was at the time available from either ISO or IEC, ISO/TR 10305 was published in
1992, based on the amended 1975 edition of the US National Bureau of Standards (now the National Institute
of Standards and Technology, NIST) report, NBSIR 75-804.
That document having been considered incomplete, two new calibration methods were independently
developed by DIN, the German Institute for Standardization, and by IEEE, the US Institute of Electrical and
Electronics Engineers. It was decided to publish the methods as the two parts of a Technical Report replacing
ISO/TR 10305:1992. Part 1 is an English translation of part 26 of DIN VDE 0847 and part 2 is the adoption,
without modification, of IEEE std 1309-1996. Each of the two parts should be considered as independent of
the other, no effort having been made to combine them.
The user of either method is kindly requested to report on the experience to ISO/TC 22/SC 3.
In the event of IEC publishing a general calibration procedure as an International Standard, ISO/TR 10305
could be withdrawn, as there is no anticipated need for special calibration methods for use in the automotive
industry.
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 10305-2:2003(E)
Road vehicles — Calibration of electromagnetic field strength
measuring devices —
Part 2:
IEEE standard for calibration of electromagnetic field sensors
and probes, excluding antennas, from 9 kHz to 40 GHz
1 Scope
This part of ISO/TR 10305 specifies techniques for calibrating electromagnetic field sensors and probes,
excluding antennas, used in automotive testing for the measurement of magnetic fields at frequencies from
9 kHz to 40 GHz. In the automotive field, these field strength measuring devices are used for measurements
specified in the various parts of ISO 11451 and ISO 11452.
The scope and field of application are further detailed in clause 1 (see page 9) of the enclosed IEEE standard.
2 Requirements
For the purposes of international standardization, the following provisions shall apply to the specific clauses
and paragraphs of IEEE std 1309-1996.
Pages i to iv (reproduced here as pages 3 to 6)
This is information relevant to the IEEE publication only.
Page 68
Add the following information to Annex J.
[1] ISO 11451 (all parts), Road vehicles — Vehicle test methods for electrical disturbances from
narrowband radiated electromagnetic energy
[2] ISO 11452 (all parts), Road vehicles — Component test methods for electrical disturbances from
narrowband radiated electromagnetic energy
[3] DIN VDE 0847, Methods of measurement for the electromagnetic compatibility — Part 26: Calibration
of field measuring receivers for EMC and personal safety applications for frequencies > 0 Hz
[4] NBSIR 75-804, Generation of Standard EM fields for Calibration of Power Density Meters 20 kHz to
1 000 MHz
3 Revision of publication IEEE 1309-1996
It has been agreed with IEEE that ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3, Electrical and electronic
equipment, will be consulted in the event of any revision or amendment of IEEE std 1309-1996. To this end,
ANSI, the American National Standards Institute, will act as liaison between IEEE and ISO.
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
IEEE Std 1309-1996
IEEE Standard for Calibration of
Electromagnetic Field Sensors and
Probes, Excluding Antennas, from
9 kHz to 40 GHz
Sponsor
IEEE Electromagnetic Compatibility Society
Approved 20 June 1996
IEEE Standards Board
Abstract: Consensus calibration methods for electromagnetic field sensors and field probes are
provided. Data recording and reporting requirements are given, and a method for determining
uncertainty is specified.
Keywords: calibration, electromagnetic, field probe, field sensor, probe antenna
The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.
345 East 47th Street, New York, NY 10017-2394, USA
Copyright © 1996 by the Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.
All rights reserved. Published 1996. Printed in the United States of America.
ISBN 1-55937-767-4
No part of this publication may be reproduced in any form, in an electronic retrieval system or otherwise, without the prior
written permission of the publisher.
© ISO 2003 — All rights reserved 3
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
IEEE Standards documents are developed within the IEEE Societies and the Standards Coordinat-
ing Committees of the IEEE Standards Board. Members of the committees serve voluntarily and
without compensation. They are not necessarily members of the Institute. The standards developed
within IEEE represent a consensus of the broad expertise on the subject within the Institute as well
as those activities outside of IEEE that have expressed an interest in participating in the develop-
ment of the standard.
Use of an IEEE Standard is wholly voluntary. The existence of an IEEE Standard does not imply
that there are no other ways to produce, test, measure, purchase, market, or provide other goods and
services related to the scope of the IEEE Standard. Furthermore, the viewpoint expressed at the
time a standard is approved and issued is subject to change brought about through developments in
the state of the art and comments received from users of the standard. Every IEEE Standard is sub-
jected to review at least every Þve years for revision or reafÞrmation. When a document is more
than Þve years old and has not been reafÞrmed, it is reasonable to conclude that its contents,
although still of some value, do not wholly reßect the present state of the art. Users are cautioned to
check to determine that they have the latest edition of any IEEE Standard.
Comments for revision of IEEE Standards are welcome from any interested party, regardless of
membership afÞliation with IEEE. Suggestions for changes in documents should be in the form of a
proposed change of text, together with appropriate supporting comments.
Interpretations: Occasionally questions may arise regarding the meaning of portions of standards as
they relate to speciÞc applications. When the need for interpretations is brought to the attention of
IEEE, the Institute will initiate action to prepare appropriate responses. Since IEEE Standards rep-
resent a consensus of all concerned interests, it is important to ensure that any interpretation has
also received the concurrence of a balance of interests. For this reason, IEEE and the members of its
societies and Standards Coordinating Committees are not able to provide an instant response to
interpretation requests except in those cases where the matter has previously received formal
consideration.
Comments on standards and requests for interpretations should be addressed to:
Secretary, IEEE Standards Board
445 Hoes Lane
P.O. Box 1331
Piscataway, NJ 08855-1331
USA
Note: Attention is called to the possibility that implementation of this standard may
require use of subject matter covered by patent rights. By publication of this standard,
no position is taken with respect to the existence or validity of any patent rights in
connection therewith. The IEEE shall not be responsible for identifying all patents for
which a license may be required by an IEEE standard or for conducting inquiries into
the legal validity or scope of those patents that are brought to its attention.
Authorization to photocopy portions of any individual standard for internal or personal use is
granted by the Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., provided that the appropriate
fee is paid to Copyright Clearance Center. To arrange for payment of licensing fee, please contact
Copyright Clearance Center, Customer Service, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923 USA;
(508) 750-8400. Permission to photocopy portions of any individual standard for educational class-
room use can also be obtained through the Copyright Clearance Center.
4 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
Introduction
(This introduction is not part of IEEE Std 1309-1996, IEEE Standard Method for the Calibration of Electromagnetic
Field Sensors and Field Probes, Excluding Antennas, from 9 kHz to 40 GHz.)
This standard was prepared by the Working Group on Methods for Calibration of Field Sensors and Field
Probes, Excluding Antennas, from 9 kHz to 40 GHz, and is sponsored by the Electromagnetic Compatibility
Society.
The following is a list of committee members and signiÞcant contributors.
John Kraemer, Chair Luc D. Troung, Vice Chair
Charles R. Haight, Secretary
Poul H. Anderson Tim DÕArcangelis Motohisa Kanda
Edward Aslan Paul Ewing Tom Karas
David Baron Harry Gaul Galen Koepke
Edwin L. Bronaugh Tim Harrington Richard Rogers
David L. Brumbaugh Robert D. Hunter Paul A. Sikora
Dennis Camell Robert Johnk Gary Sower
The following persons were on the balloting committee:
Poul H. Anderson Charles R. Haight James C. Parker, Jr.
Edward Aslan Donald N. Heirman Risaburo Sato
David Baron Daniel D. Hoolihan Ralph M. Showers
H. Stephen Berger Robert D. Hunter Paul A. Sikora
Edwin L. Bronaugh Motohisa Kanda Gary Sower
David L. Brumbaugh Galen Koepke David Staggs
Joseph E. Butler John G. Kraemer David L. Traver
Hugh W. Denny John D. Osburn Luc D. Troung
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
When the IEEE Standards Board approved this standard on 20 June 1996, it had the following membership:
Donald C. Loughry, Chair Richard J. Holleman, Vice Chair
Andrew G. Salem, Secretary
Ben C. Johnson Arthur K. Reilly
Gilles A. Baril
E. G. ÒAlÓ Kiener Ronald H. Reimer
Clyde R. Camp
Joseph L. KoepÞnger* Gary S. Robinson
Joseph A. Cannatelli
Lawrence V. McCall Ingo RŸsch
Stephen L. Diamond
L. Bruce McClung John S. Ryan
Harold E. Epstein
Marco W. Migliaro Chee Kiow Tan
Donald C. Fleckenstein
Jay Forster* Mary Lou Padgett Leonard L. Tripp
Donald N. Heirman John W. Pope Howard L. Wolfman
Jose R. Ramos
*Member Emeritus
Also included are the following nonvoting IEEE Standards Board liaisons:
Satish K. Aggarwal
Alan H. Cookson
Chester C. Taylor
Lisa S. Young
IEEE Standards Project Editor
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
Contents
CLAUSE PAGE
1. Overview. 9
1.1 Scope. 9
1.2 Purpose. 10
1.3 Background. 10
1.4 Grades of Calibration. 10
1.5 Generic Probe Types. 10
2. References. 11
3. Definitions. 12
4. Measurement methods . 13
4.1 Methods. 13
4.2 Field sensor or field probe orientation during frequency domain calibration . 14
4.3 Field probe or field sensor orientation during time domain calibration . 15
5. Standard field generation methods. 16
5.1 Frequency domain field generation . 16
5.2 Time domain field generation. 17
6. Determining uncertainty . 17
6.1 Standard uncertainty . 17
6.2 Combined standard uncertainty . 17
6.3 Expanded uncertainty. 18
6.4 Reporting uncertainty. 18
7. Characteristics to be measured. 18
7.1 Frequency domain calibration. 18
7.2 Time domain calibration. 21
8. Procedures (measurement techniques). 22
8.1 Transfer standard sensors and probes . 22
8.2 Transfer and working standard sensors and probes . 22
8.3 Frequency domain calibration procedure. 23
8.4 Time domain calibration procedure. 26
9. Documentation. 27
9.1 Proper documentation . 27
9.2 Test documentation. 27
9.3 Calibration interval . 28
9.4 Out-of-tolerance notification . 28
9.5 Certification to customer. 28
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
ANNEX PAGE
Annex A (normative) Grades of calibrations . 29
A.1 Grades of calibration. 29
A.2 Grades of calibration notation summary. 32
A.3 Cautions and examples . 32
Annex B (normative) methods of field generation and field calculations . 34
B.1 Electric and magnetic field generation using a TEM cell, 9 kHzÐ500 MHz. 34
B.2 Magnetic field generation using Helmholtz coils, 9 kHz to 10 MHz . 37
B.3 Open-ended waveguide source in anechoic chamber, 200Ð450 MHz. 44
B.4 Pyramidal horn antenna source in an anechoic chamber, 450 MHzÐ40 GHz . 46
B.5 Waveguide chamber, 100 MHz to 2.6 GHz. 49
B.6 Gigahertz TEM (GTEM) cell, 9 kHz to 1 GHz . 50
B.7 Parallel plate transmission line . 51
B.8 Conical transmission line. 53
B.9 Cone and ground plane . 53
Annex C (informative) Field sensor and field probe calibration factors. 55
C.1 Cables. 56
C.2 Other . 57
Annex D (informative) Types of measurements . 57
Annex E (informative) Time domain versus frequency domain measurements. 58
Annex F (informative) Deconvolution . 59
Annex G (informative) Burst peak measurement. 61
Annex H (informative) Examples on determining uncertainty . 63
H.1 Standard uncertainty . 64
H.2 Combined standard uncertainty . 64
H.3 Expanded uncertainty. 64
H.4 Reporting uncertainty. 65
Annex I (informative) Time domain pulse fidelity. 66
Annex J (informative) Bibliography . 68
8 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
IEEE Standard for the Calibration of
Electromagnetic Field Sensors and
Field Probes, Excluding Antennas,
from 9 kHz to 40 GHz
1. Overview
1.1 Scope
This standard provides calibration methods for electromagnetic (EM) Þeld sensors and Þeld probes,
excluding antennas per se, for the frequency range of 9 kHz to 40 GHz. Field injection probe (transmitting)
calibration is not covered by this standard. This standard is not applicable to EMI emission measurement
antennas, such as active and passive whip antennas, used in the general frequency range of 9 kHz to 30 MHz.
This standard also provides alternative calibration methods that are appropriate to various frequency ranges
and various user requirements. These methods are applicable to any (active, passive, photonic, etc.) Þeld sen-
sor or Þeld probe. Methods are provided for frequency domain and time (transient) domain calibration.
Methods for creating standard electric and magnetic Þelds are described in clause 5. Each method has known
calculated Þeld strength and associated errors. Each standard Þeld method is individually addressed. The
1
Þeld generation information was obtained from IEEE Std 291-1991 and from IEEE Std C95.3-1991, with
additional information from sources listed in the bibliography.
Most electromagnetic Þeld measurements are made in the frequency domain, either at a single frequency or
at a number of frequencies. The ever-increasing susceptibility of electronic circuits has awakened interest in
transient electromagnetic phenomena such as electrostatic discharge (ESD), electromagnetic pulse (EMP),
and system-generated transients, such as automotive ignition noise. The measurement of these transient
Þelds requires electromagnetic Þeld probes and sensors that can faithfully replicate the transient wave-
shapes, thus requiring an equivalent bandwidth of decades. The calibration of time domain sensors necessi-
tates procedures that are signiÞcantly different than those for the frequency domain sensors.
The electric or magnetic Þeld sensor and/or Þeld probe calibration requirements depend on the design and
the manufacturerÕs speciÞcations. The calibration shall address the amplitude response, frequency response,
accuracy (uncertainty), linearity, and isotropy. Additionally the calibration may address response time, time
constant, and response to signal modulation.
1
Information on references can be found in clause 2.
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ISO/TR 10305-2:2003(E)
IEEE
Std 1309-1996 IEEE STANDARD FOR CALIBRATION OF ELECTROMAGNETIC FIELD SENSORS
1.2 Purpose
This standard provides consensus calibration methods for electromagnetic Þeld sensors and Þeld probes.
Calibration organizations and others need uniform calibration methods to obtain consistent results. The
calibration methods of this standard will produce results readily traceable to a national standards authority
such as the National Institute of Standards and Technology (NIST) in the United States.
1.3 Background
Antenna calibration is the subject of existing standards, such as ANSI C63.5-1988. Though Þeld sensors and
Þeld probes are in a broad sense antennas, the uses of antennas, Þeld sensors, and Þeld probes are different.
Antennas are designed to transmit or receive with maximum coupling to the electromagnetic Þeld, thus they
perturb the electromagnetic Þeld. Field sensors and Þeld probes are designed to measure an electromagnetic
Þeld with minimal perturbation.
There is agreement on antenna calibration methods. Attempts to apply antenna calibration methods to Þeld
sensors and Þeld probes have resulted in inconsistent results between calibration organizations and others.
This standard is intended to provide consistent methods and results for different calibration services.
1.4 Grades of calibration
The extent to which a Þeld probe or Þeld sensor is calibrated and characterized depends on its intended use
and the degree of detail required by the user. However, for each characteristic measured, the calibration
method and speciÞc test points measured (if applicable) and a statement of uncertainty (error) shall be
provided to the user. Applicable characteristics of the calibration include, but are not limited to, the following:
Ñ Method of calibration
Ñ Type of calibration (time domain or frequency domain)
Ñ Amplitude level(s) measured
Ñ Frequencies measured
Ñ Response time
Ñ Time constant
Ñ Modulation response
Ñ Isotropy
Ñ Uncertainty
1.5 Generic Probe Types
Field probes and sensors are grouped into one of two categories based on the location of the Þeld measured
with respect to the ground plane. This standard thus deÞnes Þeld probes and sensors as either being Ôground
planeÕ or Ôfree Þeld.Õ Detailed deÞnitions are presented in clause 3 of this standard. SpeciÞc calibration
instrumentation, procedures, and Þeld generation methods may be different between these two groups of
probes and sensors. This standard is applicable to both types of Þeld probes and Þeld sensors; the free Þeld
probes and sensors being placed in a Þeld that completely surrounds them, and the ground plane Þeld probes
and sensors being mounted on the ground plane with respect to the Þeld source.
There are two differences between time derivative (B-dot and D-dot) sensors and direct Þeld reading (E-Field
and H-Field) sensors. Traditionally, the Þrst difference is that E-Þeld sensors are the Thevenin equivalent cir-
cuit for an electrically small electric dipole, while the D-dot sensor is the Norton equivalent circuit. Similarly,
the H-Field sensor is the Norton equivalent circu
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 10305-2
Première édition
2003-02-15
Véhicules routiers — Étalonnage des
appareils de mesure de l'intensité d'un
champ électromagnétique —
Partie 2:
Méthode normalisée de l'IEEE pour
l'étalonnage des capteurs et des sondes
de champ électromagnétique, à
l'exclusion des antennes, entre 9 kHz et
40 GHz
Road vehicles — Calibration of electromagnetic field strength
measuring devices —
Part 2: IEEE standard for calibration of electromagnetic field sensors
and probes, excluding antennas, from 9 kHz to 40 GHz
Numéro de référence
ISO/TR 10305-2:2003(F)
©
ISO 2003
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 10305-2:2003(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO/TR 10305-2:2002(F
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.
Exceptionnellement, lorsqu'un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui sont
normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l'état
de la technique par exemple), il peut décider, à la majorité simple de ses membres, de publier un Rapport
technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas nécessairement
être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
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/TR 10305-2 a été élaboré par l'IEEE (US Institute of Electrical and Electronic Engineers), en tant que
publication IEEE Std 1309-1996, et adopté sans changements par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules
routiers, sous-comité SC 3, Équipement électrique et électronique.
Cette première édition de l’ISO/TR 10305-2, avec celle de l’ISO/TR 10305-1, annule et remplace la première
édition de l’ISO/TR 10305, qui a fait l'objet d'une révision technique.
L'ISO/TR 10305 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Véhicules routiers —
Étalonnage des appareils de mesure de l'intensité d'un champ électromagnétique:
Partie 1: Appareils pour le mesurage des champs électromagnétiques de fréquence supérieure à 0 Hz
Partie 2: Méthode normalisée de l’IEEE pour l’étalonnage des capteurs et des sondes de champ
électromagnétique, à l’exclusion des antennes, entre 9 kHz et 40 GHz
© ISO 2003 — Tous droits réservés iii
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ISO/TR 10305-2:2002(F)
Introduction
La nécessité d'essais CEM (compatibilité électromagnétique) sur les véhicules routiers et leurs composants a
conduit à la publication d'un certain nombre de modes opératoires normalisés d’essais. De plus, la nécessité
d'une méthode normalisée pour l'étalonnage des appareils de mesure d'intensité de champ a été constatée
au sein du sous-comité de l'ISO responsable. L'ISO et la CEI ne disposant d'aucune norme sur ce sujet,
l’ISO/TR 10305 a été publié en 1992 en prenant pour base l’édition amendée de 1975 du rapport
NBSIR 75-804 du National Bureau of Standards des États-Unis (aujourd’hui le National Institute of Standards
and Technology, NIST).
Ce document ayant été considéré incomplet, deux nouvelles méthodes d'étalonnage ont été élaborées de
façon indépendante par l'IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers, aux États-Unis) et par le DIN
(Deutsches Institut für Normung, l’institut allemand de normalisation). Il a été décidé de publier conjointement
ces méthodes sous la forme de deux parties d'un rapport technique remplaçant la première édition de
l'ISO/TR 10305:1992. La partie 1 est la traduction en français de la DIN VDE 0847, partie 26. La partie 2 est
la traduction en français de l’IEEE Std 1039-1996. Il convient de considérer ces deux parties comme
indépendantes, aucune tentative n’ayant été réalisée pour les combiner.
L’utilisateur de l’une ou l’autre méthode est prié d’envoyer ses commentaires éventuels à l’ISO /TC 22/SC 3.
Si la CEI publie une méthode générale d'étalonnage sous la forme d'une Norme internationale, il se peut que
l’ISO/TR 10305 soit retiré, pourvu qu'on ne prévoie pas la nécessité de méthodes spéciales d'étalonnage pour
l'industrie automobile.
iv © ISO 2003 — Tous droits réservés
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RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 10305-2:2003(F)
Véhicules routiers — Étalonnage des appareils de mesure de
l'intensité d'un champ électromagnétique —
Partie 2:
Méthode normalisée de l'IEEE pour l'étalonnage des capteurs et
des sondes de champ électromagnétique, à l'exclusion des
antennes, entre 9 kHz et 40 GHz
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO/TR 10305 spécifie des techniques d'étalonnage des capteurs et des sondes de
champ électromagnétique, à l’exclusion des antennes, utilisés par l’industrie automobile lors des essais
concernant le mesurage des champs électromagnétiques de fréquence comprise entre 9 kHz et 40 GHz.
Dans le domaine de l’automobile, ces appareils de mesure d’intensité de champ sont utilisés lors des
mesurages spécifiés dans les différentes parties de l’ISO 11451 et de l’ISO 11452.
L’objet et le domaine d’application du présent Rapport technique sont détaillés dans l’Article 1 (voir pages 9 et
10) de la publication IEEE ci-jointe.
2 Exigences
Aux fins de normalisation internationale, les dispositions suivantes doivent être appliquées aux articles et
alinéas suivants de la publication IEEE Std 1309-1996.
Pages i à iv, correspondant ici aux pages 3 à 6
Cette information concerne la publication IEEE seulement.
Page 76
Ajouter les références suivantes à l’Annexe J:
[1] ISO 11451 (toutes les parties), Véhicules routiers — Méthodes d'essai d'un véhicule soumis à des
perturbations électriques par rayonnement d'énergie électromagnétique en bande étroite
[2] ISO 11452 (toutes les parties), Véhicules routiers — Méthodes d'essai d'un équipement soumis à
des perturbations électriques par rayonnement d'énergie électromagnétique en bande étroite
[3] DIN VDE 0847, Methods of measurement for electromagnetic compatibility — Part 26: Calibration of
field measuring receivers for EMC and personal safety applications for frequencies > 0 Hz
[4] NSBIR 75-804, Generation of Standard EM fields for Calibration of Power Density Meters 20 kHz to
1 000 MHz
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ISO/TR 10305-2:2002(F)
Les modifications suivantes ont été apportées dans la traduction en français de l’IEEE Std 1309-1996 afin de
corriger quelques erreurs typographiques/rédactionnelles:
Version originale de Traduction en français de
Article ou Alinéa
l’IEEE Std 1309-1996 l’IEEE Std 1309-1996
[.] “ISO/IEC/OIML/BIMP Guide to the «Guide pour l’expression de l’incertitude de
Article 6 Expression of Uncertainty in mesure BIPM/CEI/FICC/ISO/OIML/UICPA/
Measurement (1993)” UIPPA (1995)»
[.] le gain g dans le champ proche d'un
[.] the near-field gain g of a pyramidal
B.4.3 horn radiating at a wavelength l (in cornet pyramidal rayonnant à une longueur
meters) is given by [.] d'onde λ (en mètres) est donné par [.]
H.4 (titre du
Table H.5 — Table of uncertainties Tableau H.1 — Tableau des incertitudes
Tableau H.1)
Annexe J, [B37] Jun. 28-20, 1987 Jun. 28-30, 1987
Annexe J, [B57] vol. pp. 82-85 vol. 74, pp. 82-85
Annexe J, [B61] Sancher, M.I. Sancer, M.I.
Annexe J, [B62] Schnelkunoff, S.A. Schelkunoff, S.A.
Il est à noter de plus que les équations ont été renumérotées à partir de l’Équation (29A) dans la traduction en
français de l’IEEE Std 1309-1996.
3 Révision de la publication IEEE Std 1309-1996
Il a été convenu avec l’IEEE que le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 3,
Équipement électrique et électronique, sera consulté dans l’éventualité d’une révision ou d’un amendement
de la publication IEEE Std 1309-1996. À cette fin, l’ANSI, l’institut étasunien de normalisation, agira en tant
qu’organe de liaison entre l’IEEE et l’ISO.
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO/TR 10305-2:2003(F)
IEEE Std 1039-1996
Méthode normalisée de l’IEEE pour l'étalonnage
des capteurs et des sondes de champ
électromagnétique, à l'exclusion des antennes,
entre 9 kHz et 40 GHz
Publiée sous le parrainage de la
Electromagnetic Compatibility Society de l'IEEE
Approuvé le 20 juin 1996 par le
Conseil de normalisation de l'IEEE
Résumé: Description de méthodes faisant l'objet d'un consensus pour l'étalonnage de capteurs et de sondes
de champ électromagnétique. Indication des exigences relatives à l'enregistrement et au compte rendu des
données et spécification d'une méthode de détermination de l'incertitude.
Mots-clés: Étalonnage, électromagnétique, sonde de champ, capteur de champ, antenne de sonde
The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.
345 East 47th Street, New York, NY 10017-2394, USA
Copyright © 1996 par Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.
Tous droits réservés. Norme publiée en 1996. Imprimée aux États-Unis d'Amérique.
ISBN 1-55937-767-4
Aucune des parties de la présente publication ne peut être reproduite sous quelque forme que ce soit, ni sauvegardée dans un système
de recherche électronique ou par tout autre moyen sans l'autorisation écrite préalable de l'éditeur.
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ISO/TR 10305-2:2003(F)
EEE Std 1039-1996
Les documents de normalisation de l'IEEE sont élaborés au sein des sociétés IEEE et des Comités de
coordination de la normalisation du Conseil de normalisation de l'IEEE. Les membres des comités sont
volontaires et ne reçoivent pas de rémunération. Ils ne sont pas nécessairement membres de l'Institut. Les
normes élaborées au sein de l'IEEE représentent le consensus le plus large entre les spécialistes du sujet
considéré tant de l'Institut que des organismes extérieurs à l'IEEE qui ont exprimé leur désir de participer à
l'élaboration de la norme.
L'emploi d'une norme IEEE est entièrement facultatif. L'existence d'une norme IEEE n'implique pas qu'il
n'existe pas d'autres façons de produire, de contrôler, de mesurer, d'acheter, de commercialiser ou de fournir
d'autres marchandises et services associés au domaine d'application de la norme IEEE. En outre, le point de
vue exprimé au moment où une norme est approuvée et publiée est sujet à des modifications résultant de
l'évolution de l'état de la technique et des observations adressées par les utilisateurs de la norme. Toute
norme IEEE est revue au minimum tous les cinq ans pour révision ou confirmation. Lorsqu'un document date
de plus de cinq ans et n'a pas été confirmé, il est raisonnable de conclure que son contenu, même s'il reste
intéressant, ne reflète plus entièrement l'état de la technique au moment considéré. Les utilisateurs sont
avertis de la nécessité de vérifier qu'ils sont bien en possession de la dernière édition de la norme IEEE.
Les commentaires de toutes les parties intéressées en vue de la révision des normes IEEE sont les
bienvenus, que ces parties soient ou non membres de l'IEEE. Il convient que les suggestions de modification
des documents se présentent sous la forme d'une proposition de changement du texte avec les
commentaires justificatifs appropriés.
Interprétations: il peut arriver à l'occasion que des questions se posent concernant la signification de certaines
parties des normes dans des applications spécifiques. Lorsqu'une nécessité d'interprétation est portée à la
connaissance de l'IEEE, l'Institut prend des mesures pour préparer les réponses appropriées. Comme les
normes IEEE représentent un consensus entre tous les intérêts concernés, il est important de s'assurer que
toute interprétation a également reçu l'accord des autres parties concernées. C'est pour cette raison que
l'IEEE et les membres de ses sociétés et comités de coordination de la normalisation ne sont pas en mesure
de donner une réponse instantanée aux demandes d'interprétation, sauf dans les cas où l'objet de ces
dernières a été précédemment étudié de façon formelle.
Les commentaires sur les normes et les demandes d'interprétation doivent être adressés à:
Secretary, IEEE Standards Board
445 Hoes Lane
P.O. Box 1331
Piscataway, NJ 08855-1331
USA
Note: L'attention est attirée sur le fait que la mise en œuvre de la présente norme
peut nécessiter l'emploi de notions protégées par des droits de propriété industrielle.
La publication de la présente norme n'a aucune signification implicite concernant
l'existence ou la validité de droits de propriété industrielle sur le sujet afférent.
L'IEEE ne saurait être tenu pour responsable ni de la recherche de tous les brevets
pour lesquels une licence peut être exigée par une norme IEEE, ni de la conduite
d'enquêtes visant à déterminer la validité juridique ou le domaine d'application des
brevets qui sont portés à sa connaissance.
L'autorisation de photocopier partiellement une norme donnée pour une utilisation interne ou personnelle est
accordée par l'IEEE à la condition d'acquitter le droit correspondant auprès du Copyright Clearance Center.
Pour l'obtention du droit de licence, veuillez prendre contact avec Copyright Clearance Center, Customer
Service, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923 USA; (508) 750-8400. Pour toute autorisation de
photocopier partiellement telle ou telle norme dans un but d'enseignement, prière de s'adresser également au
Copyright Clearance Center.
4 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO/TR 10305-2:2003(F)
IEEE Std 1039-1996
Introduction
(Cette introduction ne fait pas partie de la norme IEEE 1309-1996, Norme IEEE pour l'étalonnage des
capteurs et des sondes de champ électromagnétique, à l'exclusion des antennes, entre 9 kHz et 40 GHz.)
La présente norme a été préparée par le Groupe de travail sur les méthodes d'étalonnage des capteurs et
des sondes de champ, à l'exclusion des antennes, entre 9 kHz et 40 GHz et elle est publiée sous le
parrainage de la Electromagnetic Compatibility Society.
On trouvera ci-dessous la liste des membres du Comité et des principaux participants.
John Kraemer, Président Luc Troung, Vice-Président
Charles R. Haight, Secrétaire
Poul H. Andersen Tim D'Arcangelis Motohisa Kanda
Edward Aslan Paul Ewing Tom Karas
David Baron Harry Gaul Galen Koepke
Edwin L. Bronaugh Tim Harrington Richard Rogers
David L. Brumbaugh Robert D. Hunter Paul A. Sikora
Dennis Camell Robert Johnk Dr. Gary Sower
Les personnes suivantes faisaient partie du comité d'organisation du scrutin:
Poul H. Andersen Charles R. Haight James C. Parker, Jr
Edward Aslan Donald N. Heirman Risaburo Sato
David Baron Daniel D. Hoolihan Ralph M. Showers
H. Stephen Berger Robert D. Hunter Paul A. Sikora
Edwin L. Bronaugh Motohisa Kanda Gary Sower
David L. Brumbaugh Galen Koepke David Staggs
Joseph E. Butler John G. Kraemer David L. Traver
Hugh W. Denny John D. Osburn Luc D. Troung
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ISO/TR 10305-2:2003(F)
EEE Std 1039-1996
Lorsque le Conseil de normalisation de l'IEEE a approuvé la présente norme le 20 juin 1996, il avait la
composition suivante:
Donald C. Loughry, Président Richard J. Holleman, Vice-président
Andrew G. Salem, Secrétaire
Gilles A. Baril Ben C. Johnson Arthur K. Reilly
Clyde R. Camp E.G. «Al» Kiener Ronald H. Reimer
Joseph A. Cannatelli Joseph L. Koepfinger* Gary S. Robinson
Stephen L. Diamond Lawrence V. McCall Ingo Rüsch
Harold E. Epstein L. Bruce McClung John S. Ryan
Donald C. Fleckenstein Marco W. Migliaro Chee Kiow Tan
Jay Forster* Mary Lou Padgett Leonard L. Tripp
Donald N. Heirman John W. Pope Howard L. Wolfman
Jose R. Ramos
*Membre honoraire
Membres non votants assurant les liaisons avec le Conseil de normalisation de l'IEEE:
Satish K. Aggarwal
Alan H. Cookson
Chester C. Taylor
Lisa S. Young
Responsable de la publication des normes IEEE
6 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO/TR 10305-2:2003(F)
IEEE Std 1039-1996
Sommaire Page
1 Vue d'ensemble. 9
1.1 Domaine d’application. 9
1.2 Objet. 9
1.3 Contexte général. 10
1.4 Catégories d'étalonnage. 10
1.5 Types génériques de sondes. 10
2 Références. 11
3 Définitions. 12
4 Méthodes de mesurage . 14
4.1 Méthodes. 14
4.2 Orientation du capteur de champ ou de la sonde de champ pendant l'étalonnage dans le
domaine fréquentiel. 14
4.3 Orientation de la sonde de champ ou du capteur de champ pendant l'étalonnage dans le
domaine temporel . 16
5 Méthodes de production du champ étalon. 17
5.1 Production du champ dans le domaine fréquentiel . 17
5.2 Production d'un champ dans le domaine temporel . 17
6 Détermination de l'incertitude . 18
6.1 Incertitude-type. 18
6.2 Incertitude-type composée. 18
6.3 Incertitude élargie. 19
6.4 Expression de l'incertitude . 19
7 Caractéristiques à mesurer. 19
7.1 Étalonnage dans le domaine fréquentiel. 19
7.2 Étalonnage dans le domaine temporel . 22
8 Modes opératoires (techniques de mesurage) . 23
8.1 Capteurs et sondes étalons de transfert . 23
8.2 Capteurs et sondes étalons de transfert et de travail. 24
8.3 Mode opératoire pour l'étalonnage dans le domaine fréquentiel . 24
8.4 Mode opératoire pour l'étalonnage dans le domaine temporel . 28
9 Documentation. 30
9.1 Documentation suffisante. 30
9.2 Documentation de l'essai. 30
9.3 Intervalle d'étalonnage. 30
9.4 Notification d'un état «hors tolérance» . 30
9.5 Attestation délivrée au client . 30
Annexe A (normative) Catégories d'étalonnage . 32
A.1 Catégories d'étalonnage. 32
A.2 Résumé de la notation des catégories d'étalonnage . 35
A.3 Précautions et exemples. 35
Annexe B (normative) Méthodes de production de champs et de calcul de champs. 37
B.1 Production de champs électriques et magnétiques avec une cellule TEM,
de 9 kHz à 500 MHz . 37
B.2 Production de champs magnétiques au moyen de bobines de Helmholtz,
de 9 kHz à 10 MHz . 41
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ISO/TR 10305-2:2003(F)
EEE Std 1039-1996
B.3 Source à guide d'ondes à extrémités ouvertes dans une chambre anéchoïque,
200 MHz à 450 MHz.49
B.4 Source à antenne-cornet pyramidale dans une chambre anéchoïque,
450 MHz à 40 MHz.50
B.5 Chambre en guide d'ondes, 100 MHz à 2,6 GHz.54
B.6 Cellule TEM Gigahertz (Cellule GTEM), 9 kHz à 1 GHz.56
B.7 Ligne de transmission à plaques parallèles.56
B.8 Ligne de transmission conique .58
B.9 Cône et plan de masse .59
Annexe C (informative) Facteurs associés aux capteurs et sondes de champ qui affectent
l'étalonnage.62
C.1 Câbles.62
C.2 Autres.63
Annexe D (informative) Types de mesurages .64
Annexe E (informative) Mesurages dans le domaine temporel et mesurages dans le domaine
fréquentiel .65
Annexe F (informative) Déconvolution .66
Annexe G (informative) Mesurage de la crête de salve.69
Annexe H (informative) Exemples de détermination de l'incertitude .71
H.1 Incertitude-type.71
H.2 Incertitude-type composée.72
H.3 Incertitude élargie.72
H.4 Expression de l'incertitude.73
Annexe I (informative) Fidélité des impulsions dans le domaine temporel.74
Annexe J (informative) Bibliographie .76
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IEEE Std 1039-1996
Méthode normalisée de l’IEEE pour l'étalonnage des capteurs et
des sondes de champ électromagnétique, à l'exclusion des
antennes, entre 9 kHz et 40 GHz
1 Vue d'ensemble
1.1 Domaine d’application
La présente norme fournit des méthodes d'étalonnage pour les capteurs et les sondes de champ
électromagnétique, à l'exclusion des antennes elles-mêmes, pour la gamme de fréquences comprise entre
9 kHz et 40 GHz. L'étalonnage des sondes d'injection de champ (émettrices) n'est pas couvert par la présente
norme. La présente norme n'est pas applicable aux antennes de mesurage des émissions EMI (perturbations
électromagnétiques), comme les antennes fouets actives et passives utilisées dans la gamme générale de
fréquences comprise entre 9 kHz et 30 MHz.
La présente norme fournit égalemen
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.