Sensor de temperatura

Vo=2,7 V, calcular T (°C)

Sensor de presión

Diseñar un sistema de Bioinstrumentación que determine la potencia promedio de una señal pulsátil, f(t), proveniente de un sensor de presión. La potencia promedio está dada por la siguiente ecuación: Nota: T=1s.

T

prom dttfT

P0

2 )(1

Sensor de fuerza en nadadores

Un grupo de investigación en Biomecánica y Rehabilitación está construyendo un sistema para el estudio de la fuerza de la brazada en nadadores. Para ello se están empleando sensores piezorresitivos, tipo Flexiforce, y un sistema de amplificación y filtrado apropiados. Se le ha contratado a usted como ingeniero Biomédico para que diseñe el sistema de Bioinstrumentación teniendo en cuenta los siguientes requerimientos:

Sensor de fuerza en nadadores

En la siguiente figura se muestra la curva de calibración del Flexiforce a emplear. A partir de esta, determine la resistencia de realimentación del sistema de acondicionamiento del sensor Flexiforce sugerido por el fabricante, para que la salida de voltaje a una carga de 10 Kg (carga máxima) sea de 6V. Nota: La resistencia en la figura está dada en KΩ. Presente en un diagrama el sistema de acondicionamiento completo.

Sensor de fuerza en nadadores

Sensor de fuerza en nadadores

Con este sistema se espera medir la fuerza de la brazada de manera dinámica, es decir, que la brazada a medir tenga un ritmo regular entre 10 y 120 brazadas/minuto. Diseñar un filtro Butterworth apropiado para captar la señal proveniente del sistema diseñado en la etapa a. Presente en un diagrama el sistema diseñado. Nota: El filtro diseñado debe ser de orden 2.

Puente de Wheatstone Para el circuito puente que aparece en la figura,

encuentre V=VD-VB, sabiendo que R1=R2=R3=R y Rx=R-ΔR.

Sistema preprocesamiento de

señales Un sistema de Bioinstrumentación para el

procesamiento de señales de pulso arterial recoge señales con una amplitud de ± 250 mV (con nivel DC=0V) y debe ser procesada por un microcontrolador digital que admite entradas entre 0 y 5 V. Diseñar un sistema de acondicionamiento que tome la señal de pulso, le dé una ganancia apropiada y luego eleve su nivel DC para que el voltaje máximo sea de 5 V y el mínimo de 0 V.

Sistema plataforma dinamométrica

Un sistema de Bioinstrumentación para medir la velocidad de reacción en el salto de deportistas de alto rendimiento está basada en una plataforma dinamométrica, que tiene como elemento sensor una celda de carga de 200 Kg. En la figura siguiente se muestra la celda de carga y su curva de calibración.

Sistema plataforma dinamométrica

P

Curva deCalibración

V (mV)

P (Kg)200

500

Salida

Sistema plataforma dinamométrica

Determine la sensibilidad de la celda de carga. Diseñe un sistema de amplificación de forma

tal que se obtenga un voltaje de 5V para el máximo peso que se puede medir con la celda.

Como se quiere hacer ensayos de velocidad de reacción en saltos repetitivos, se debe diseñar un filtro Butterworth de orden dos que permita procesar hasta 120 saltos/minuto como máximo.

Puente de Wheatstone

C

1

4 2

8

V

+

-

A

B

El circuito de la figura ha estado conectado durante un largo tiempo. La resistencia equivalente entre los puntos A y B es:

Puente de WheatstoneEncontrar Vo

U 1 A

L M 3 2 4O U T

1

+3

-2

V+

4V

-11

R 1

R

R 2R

R 3

R

R 4R

R 5

1 0 0 R

R 6

1 0 0 0 R

+V c c

-V c c

V 1V A M P L = V

0 0

Vo

Detector de fase

Encontrar Vo

Sen(ωt+θ)

Sen(ωt+φ)

FPBωc=ωAv=2 Vo

Sensor de presión1

8.8 3

45

62

1

M1

MPX4115

(V+)VALUE=5

3

26

47

8 51

U1

AD620

R1

5.48K

(+VS)VALUE=15

(-VS)VALUE=-15

3

21

84

U2:A

LF353

R2

10K

C1

10uF

(V+)VALUE=15

(V-)VALUE=-15

5

67

84

U2:B

LF353

R31k

R4

1k

R5

10k

(V-)VALUE=-15

(V+)VALUE=15

3

21

84

U3:A

LF353

R6

10kR7

10k

R8

10k

BAT23V

5

67

84

U3:B

LF353

(V-)VALUE=-15

(V+)VALUE=5

(V+)VALUE=15

RV1

1k

RefVALUE=5

Sensor de presión Etapa 1

Etapa 2

Etapa 3

Etapa 4

Comparador

Vref = 2 V

R910k

P (mmHg)

t (s)

100

-100

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Vo

Encontrar Vo