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SENSORES YACONDICIONADORES DE

SEAL

UNIVERSIDADCATLICA BOLIVIANA"SAN PABLO

UCB - Ingeniera Biomdica

Clase 28Ing. Fabio R. Daz Palacios

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Programa: Clase 28



! 7:30 7:50.- Tolerancia

! 7:50 8:20.- Clase 28

! 8:20 8:55.- Ejercicio de Unidad

!

8:55 9:00.- Preguntas/Consultas

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El estudio de la instrumentacin biomdicapuede realizarse al menos desde cuatro puntosde vista:

Unidad 10 - Clasificacin

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1) En funcin de la magnitud que se sensa.-Como puede ser la presin, flujo o temperatura.

Una ventaja de este tipo de clasificacin es quepueden compararse fcilmente diferentesmtodos de medir un determinado parmetro.


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2) En funcin al principio de transduccin.-Como ser los transductores resistivos,inductivos, capacitivos, de ultrasonidos o

electroqumicos.


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3) En funcin al sistema fisiolgico: Al estudiarseindividualmente los sistemas cardiovascular,respiratorio, nervioso..etc.

De esta forma, pueden aislarse diferentesparmetros para cada rea especifica. pero

normalmente se solapan diferentes magnitudesmedidas y principios de transduccin, es decir,puede medirse la misma magnitud o parmetroen varios sistemas fisiolgicos.


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4) En funcin de la especialidas mdica o clinicadonde se utilice.- Como por ejemplo de estaclasificacin es la instrumentacin destinada a

ped ia t r a , obs t o t r i c i a , ca r d io l og a oradiologa..etc.


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Son muchos los factores que aceptan al diseode instrumentos biomdicos.

Los factores que imponen restricciones en eldiseo de estos equipo dependen del tipo deinstrumento a desarrollar.

Unidad 10 - Criterios de Diseo

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Sin embargo, existen algunos requisitos quepueden generalizarse y responden a diversascategorias como seales utilizadas, entorno de

trabajo, factores econmicos y mdicos, etc!

Por esto existe un claro proceso de diseo de

instrumentos biomdicos:


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Conviene resaltar que cada tipo de sensordetermina el equipo de procesamiento de laseal, por lo tanto, las especificaciones de los

instrumentos deben incluir bastantes ms cosasque el tipo de sensor a emplear.

Para obtener el diseo final, deben establecerseciertos compromisos entre las especificaionesque se desean obtener.


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Posibles cambios de componentes o forma deinteractuar o interconectarse entre ellos,conlleva generalmente una revisin completa del

diseo sobre todo en equipos complejos.

Un buen diseo, suele ser el resultado de

muchas horas de trabajo y de compromisosestablecidos en el desarrollo del equipo.


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El desarrollo de un instrumento comercial requierede diversas fases, aumentando el tamao del equiponecesario a medida que el proyecto progresa.

La idea original a menudo surge de personas quetrabajan en clnicas u hospitales y observan lasnecesidades clnicas.

Los mdicos, enfermeras, ingenieros clnicos opersonal de ventas son los principales generadoresde ideas.

Unidad 10 - Desarrollo comercial

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Los ingenieros biomdicos y personal de mercadopasan tiempo en los hospitales observando elfuncionamiento de sus productos y posibles

mejoras en el entorno de trabajo.

La mayora de las compaas disponen de variaspersonas que se encargan de presentar y evaluar

nuevas ideas y es fundamental que la persona quequiere proponer una nueva idea pueda ponerse encontacto con otra que sea capaz de entenderla ypueda analizarla mediante un estudio detallado.


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Tambin debe tenerse en cuenta la proteccinde las ideas mediante patentes o derechos.

Al principio la idea puede no estar bien definiday se necesita un anlisis profundo paradescribirlas caractersticas del producto y sus

necesidades mdicas, la tcnica empleada yposibles lneas de productos y de ventas.


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Este estudio incluye necesidades mdicas,indicaciones de pacientes, indicaciones depersonal sanitario y las especificaciones de como,

cuando, y por quien debe utilizarse el equipo.

Al mismo tiempo debe incluirse una descripcin dela tecnologa necesaria,posibles mejoras o

modif icacin de componentes, sistemasnecesarios de anlisis y una estimacin preliminardel coste final del producto.


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Las especificaciones del producto deben conteneruna descripcin de las caractersticas del mismo.

Deben incluirse caractersticas de rendimiento,interface con el usuario, posibles pruebas o testen el entorno de trabajo, e incluso tamao, peso ycolor del instrumento.

A esto se llaman especificaciones generales:


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Especificaciones generales.- Se exponenalgunas de las especificaciones ms usuales delos equipos de instrumentacin:

a) Especificaciones del sensor y de entrada.

b) Especificaciones de procesado de la seal.

c) Especificaciones de salida.d) Fiabilidad y posibles errores.

e) Especificaciones fsicas y diversas.


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a) Especificaciones del sensor y de entrada:

Medida: magnitud fsica, propiedad o condicin que

se mide.

Medida diferencial o absoluta: cuando la medida serealiza de forma direfencial o unipolar.

CMRR (rechazo al modo comun): Establece larelacin entre la ganancia diferencial y la gananciaen modo comn.


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Rangos de funcionamiento: Valores de la seal deentrada posibles. El ajuste de determinados sensorespueden requerir cambios o ajustes mecnicos.

Rangos de sobrecarga: Posibles valores de laentrada que pueden tolerarse si daar el equipo.

Tiempo de recuperacin de sobrecarga.

Sensibilidad: indica la variacin de la salida antevariaciones de la entrada.


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Impedancia de entrada.

Principio del sensor: indica en principio de

funcionamiento del sensor para captar lamagnitud a medir.

Tiempo de respuesta: El tiempo de respuestadebe tenerse en cuenta en equipos oinstrumentos que respondan a ecuaciones deprimer, segundo orden o superiores.


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Respuesta en frecuencia: La distorsin de fase o deamplitud es otro factor a tener en cuenta en funcinde las frecuencias de las seales que se desean

medir.

Excitacin del sensor: Debe especificarse losrequisitos de alimentacin del sensor y el modo ymagnitud necesaria para excitarlo y obtener unamedida.

Aislamiento: Deben especificarse el aislamiento

elctrico u otros mtodos de seguridad del equipo.


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Dimensiones fsicas: El tamao, modo deacoplamiento del sensor primario al equipopueden resultar parmetros de gran inters para

realizar las medidas correctamente.

Cuidado y manejo especial: Algunos sensorespueden daarse fcilmente por lo que se

especifican algunas condiciones de manejo omantenimiento del mismo.


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b) Especificaciones de procesado de la seal:

Mtodo de procesamiento: Los mtodos y la teora

de funcionamiento deben explicarse. Los circuitoselectrnicos, el anlisis y procesado que sufre laseal deben describirse con detalle.

Compensaciones o correcciones: Puedenrequerirse ajustes o compensaciones de falta del ineal idad de los sensores pero debenespecificarse de forma clara.


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Supresin del cero: Consiste en el ajuste del offsetde los amplificadores para compensar losdesplazamientos de la seal.

Filtrado: Pueden realizar diversos filtrados enfuncin de la banda de frecuencia que se deseaprocesar o eliminar.

Valores de salida: Es el margen de valores desalida que puede representar el dispositivo desalida (pantalla, carro de cinta..etc).


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Rango de salida: Rango de valores de salidadonde el funcionamiento es lineal y no se producesaturacin.

Potencia de salida: Representa la maximapotencia que se puede aplicar a una carga para unvalor especifico de sta.

Impedancia de salida.


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Velocidad de representacin: Representa lavelocidad para representar datos del dispositivo desalida o pantalla.

Tiempo de salida: Para equipos que no trabajan entiempo real, determina el tiempo que tarda elprocesar una seal.

Interface: modo de transmisin o comunicacin(RS-232, IEEE488).



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c) Fiabilidad y posibles errores:

Exactitud: Da idea del mayor error entre el valor real

y el valor medido.

Repetitibilidad: Posibles variaciones de la salida ante

la misma entrada en diferentes instantes de tiempo.

No- l inea l idad : Desv iac in de l modo de

funcionamiento lineal.



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Susceptibilidad a interferencia: sensibilidad del

instrumento a interferencia y variaciones de las

seales de entrada.

Relacin seal/ruido: Es la relacin entre el valor de

la seal (de pico o rms) y el ruido.

Estabilidad: Determina posibles derivas del

instrumento en funcin del tiempo, temperatura,

humedad..etc.



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Modo funcionamiento: Mnimas condiciones que

deben cumplirse para que el equipo funcione

correctamente o que las especificaciones no se vean

profundamente alteradas.

Fiabilidad: Establece la fiabilidad del equipo y suele

expresarse por medio del tiempo medio entre fallos

(MTBF).

Requ is i tos de a l imen tac in : Tens iones ,

frecuencia..etc.



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Circuitos de proteccin: Fusibles, diodos,aislantes.

Cdigos y regulaciones.

Requisitos del entorno: Temperatura, humedad,

altitud, radiaciones, sustancias corrosivas.

Conex iones e l c t r i cas y mecn i cas :Compatibilidad con otros instrumentos.



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Montaje: Establece si el equipo se monta solo oen rack, Shield, etc!

Dimensiones.

Peso.

Materiales de construccin.

Accesorios y opciones.



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Material fungible: Establece requisitos dematerias fungible o consumible: paper, gel parau l t r a s o n i d o s , e l e c t r o d o s , p r o d u c t o s

qumicos..etc.

Condiciones de entrega: Tiempo y plazos.

Garanta.

Coste.



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MUCHASGRACIAS


Cl 28

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