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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL BELLOSO CHACIN FACULT FACUL TAD DE INGENIERIA
ELECTROMEDICINA Unidad II Procesamiento de Señales en Bioingeniería
Prof: Ing. José Orozco. M.Sc. C.I. 11871532
Señales Biopotenciales
Señales Biopotenciales
Procesamiento Procesamie nto Digital de Señales Técnica empleada para transformar señales de fuentes del mundo real, por lo general analógicas, en datos digitales para su posterior análisis. análisis. Principalmente cuenta con Amplificadores, Filtros y Convertidores Analógicos/Digitales.
SENSORES PARA INSTRUMENTACION BIOMEDICA
Sensor:
Traductor:
Clasificación de los Sensores:
De acuerdo al Método de Conversión de Variable: • Resistivo. • Inductivo. • Capacitivo. • Piezoeléctrico. • Óptico. • Galvánico.
De acuerdo a la Naturaleza de la Medición: • Desplazamiento (Velocidad, Aceleración y Fuerza). • Presión, Flujo. • Biopotenciales. • Temperatura. • Dimensión, Deformación.
Sensores de Desplazamiento, Fuerza, Presión Miden variaciones de tamaño, forma y posición. Estos pueder ser: • Resistivos. • Inductivos. • Capacitivos. • Piezoeléctricos.
Sensores Resistivo Medidor de Deformación: Cuando un cable fino es tensado dentro de sus limites de elasticidad, la resistencia del cable cambia a causa de los cambios en el diámetro, la longitud y la resistividad. El Resultado del medidor de deformación puede ser usado para medir desplazamientos extremadamente pequeños, en el orden de los nanómetros.
Sensores Resistivo L ρ
A
E
L A Resistencia. Resistibidad. Longitud del Conductor. Área de la Sección Transversal.
R R : :
L: A:
Sensores Resistivo Tomando la derivada de R con Respecto a L, A y ρ: dR
dL A
A
2
LdA L
d A
Sacando la relación dR/R: dR R
dL
L
dA
A
d
Considerando la relación de Poisson “µ”, que relaciona los cambios
de diametro a cambio en la longitud: dD D
dL L
Sensores Resistivo Tomando en cuenta que el Área de la sección transversal del cable esta dado por: A
2 dD dA 4
D 2
4
dA A
2
dD D
Por lo tanto dA A
2
dL
R
L
R
(1 2 )
L
Efecto Dimensional
El factor de deformación esta dado por:
G
dR / R dL / L
1 2
d / dL / L
L
Efecto Piezoresistivo
Sensores Resistivo Relación de Poisson: El coeficiente “µ” de Poisson es el cociente de la tensión transversal de la contracción a la tensión longitudinal de la extensión en la dirección de la fuerza de estiramiento. La deformación extensible se considera positiva y la deformación compresiva se considera negativa. La definición del cociente de Poisson contiene un signo de menos de modo que los materiales normales tengan un cociente positivo.
Variando la Longitud se puede medir: •Desplazamiento. •Fuerza. •Presión.
Resistivos Variando la resistividad se puede medir: •Temperatura. •Luz.
Sensores Resistivo Propiedades de la Deformación de los Materiales Material
Composición (%)
Factor de Deformación
Coeficiente de Resistividad de Temperatura (°C-1 – 10-5)
Constantan
Ni45, Cu55
2,1
±2
Isoelastic
Ni36, Cr 8,
3,52 a 3,6
+17
2,1
+2
(Mn, Si, Mo)4 Fe52 Karma
Ni74, Cr 20, Fe3 Cu3
Manganin
Cu84, Mn12, Ni4
0,3 a 0,47
±2
Alloy 479
Pt92, W 8
3,6 a 4,4
+24
Nickel
Puro
-12 a -20
670
Nichrome V
Ni80, Cr 20
2,1 a 2,63
10
Silicon
Tipo p
100 a 170
70 a 700
Silicon
Tipo n
-100 a -140
70 a 700
Germanium
Tipo p
102
Germanium
Tipo n
-150
Circuitos Tipo Puente El puente de Wheatstone es el circuito ideal para medir pequeños cambios en la resistencia. Los sensores tipo resistivos pueden ser conectados en una o mas armaduras de un circuito tipo puente. Si R1/R2=R4/R3 entonces ΔVo será cero. Asumiendo inicialmente que todas las resistencias son iguales a Ro y que Ro<
