1er evaluativo
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Evaluativo de electromedicina para practicarTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL BELLOSO CHACIN
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL
CATEDRA: ELECTROMEDICINA
Primer Evaluativo
1.- La relación salida entrada de un instrumento está dada por la siguiente ecuación diferencial:
dt
dyxy
dt
dy t
tt
t )(
)()(
)(425005005
a.- Determine la constante de tiempo y la sensibilidad estática de dicho instrumento.
b.- Determine la frecuencia en hertz, de la entrada a la cual la salida será 93% del valor
máximo dc de salida.
(4 pts)
2.- Un ingeniero clínico diseña un instrumento al cual se le puede aplicar señales de voltaje a la
entrada en un rango de 0 a 2.5 volts y la respuesta que da el instrumento es en corriente en
mA. Este instrumento es puesto a prueba experimental, teniendo como resultado:
Entrada 0.08 0.1 0.12 0.4 0.8 0.8 1.6 1.8 1.9 2 2 2.1 2.2 2.4 2.5
Salida 3.82 4.06 3.98 4.38 5.42 5.20 9.24 10.46 11.24 11.98 12 12.6 13.4 15.6 16.40
a.- Corresponderá este instrumento a un sistema lineal?, Razone su respuesta.
b.- Determine el coeficiente de correlación de Pearson entre las entrada con respecto a la
salida.
c.- Mediante Método de Regresión Lineal Simple, determine la mejor ecuación lineal que
describa a dicho instrumento.
(6 pts)
3.- Explique en forma clara lo siguiente:
a.- Áreas de Inserción de un Ingeniero Clínico.
b.- Clasificación de los Instrumentos Biomédicos.
c.- Generalidades de un Sistema de Instrumentación Médica.
(6 pts)
4.- Un termómetro de mercurio tiene un tubo capilar cilíndrico con un diámetro interno de 0,2
mm. Si el volumen del termómetro y el bulbo no son afectados por la temperatura, que
volumen tendra el bulbo si una sensibilidad de 2 mm/ºC es obtenida. Asuma una operación
cerca de 24 ºC. Asuma que el volumen del tubo es insignificante comparado con su volumen
interno. Coeficiente de expansión del mercurio es de 41082,1 x ml/(ml.ºC).
(4 pts)
UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL BELLOSO CHACIN
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL
CATEDRA: ELECTROMEDICINA
Primer Evaluativo
1.- Un instrumento de segundo orden tiene tiene una razon de amortiguamiento de 20/6 y
una frecuencia natural sin amortiguamiento de 20 rad/seg. Determine y grafique la
respuesta del instrumento al escalon unitario si su sensibilidad estática es de 5.
(5 pts)
2.- Para la siguiente relación entrada/salida de un sistema dinámico:
)(10)(505 tytxdt
dy
Determine:
a.- El ancho de banda de dicho sistema a -3 dB.
b.- Respuesta al escalon unitario.
c.- Constante de tiempo y sensibilidad estática.
(5 pts)
3.- Explique:
a.- Diferencia entre un sensor y un transductor.
b.- Conocimientos que adquiere un Ingeniero Biomédico.
c.- Generalidades de un Instrumento Biomedico.
(5 pts)
4.- Un ingeniero clínico diseña un instrumento al cual se le puede aplicar señales de voltaje a la
entrada en un rango de 0 a 2.5 volts y la respuesta que da el instrumento es en corriente en
mA. Este instrumento es puesto a prueba experimental, teniendo como resultado:
Entrada 0.08 0.1 0.12 0.4 0.8 0.8 1.6 1.8 1.9 2 2 2.1 2.2 2.4 2.5
Salida 3.82 4.06 3.98 4.38 5.42 5.20 9.24 10.46 11.24 11.98 12 12.6 13.4 15.6 16.40
a.- Corresponderá este instrumento a un sistema lineal?, Razone su respuesta.
b.- Determine el coeficiente de correlación de Pearson entre las entrada con respecto a la
salida.
c.- Mediante Método de Regresión Lineal Simple, determine la mejor ecuación lineal que
describa a dicho instrumento.
(5 pts)
UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL BELLOSO CHACIN
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL
CATEDRA: ELECTROMEDICINA
Primer Evaluativo
1.- El modelo matemático de un sistema esta dado por la siguiente ecuación:
)(5)(
6)(10)(
2)(
2
2
2
2
tytd
txdty
dt
tdy
td
tyd
a.- Grafique la respuesta en frecuencia de magnitud y de fase del sistema.
b.- Determine la respuesta a la función impulso unitario.
(5 pts)
2.- El mercurio dentro de un termómetro de común, se dilata aproximadamente 5,0 mm por cada
°C, aproximadamente en un intervalo dado. Además el termómetro está graduado de tal manera
que la marca 0 °C está en el borde superior del bulbo. ¿Cuál será el valor del coeficiente de
dilatación volumétrica del Hg si el bulbo ocupa 0,50 cm3 y el capilar tiene una sección
transversal cuyo diámetro es de 0,15 mm?
(5 pts)
3.- Explique detalladamente que conocimientos adquiere un Ingeniero Clínico y cuales son sus
áreas de incumbencia.
(5 pts)
4.- En la siguiente tabla se muestra los resultados de un experimento llevados a cabo por un
ingeniero clínico.
a.- Mediante Método de Regresión Lineal Simple, determine la mejor ecuación lineal que
describa a dicho instrumento.
b.- Calcule la varianza y la desviación estándar para los datos de entrada y de salida.
(5 pts)
Entrada 0.18 0.11 0.12 0.42 0.8 0.8 1.6 1.82 1.9 2 2 2.15 2.2 2.4 2.5
Salida 3.72 4.06 3.98 4.48 5.60 5.10 9.24 11.46 15.24 11.98 8.4 12.88 13.4 17.6 16.10
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CATEDRA: ELECTROMEDICINA
Primer Evaluativo
1.- El modelo matemático de un sistema dinámico esta representado por la siguiente ecuación:
xdt
dxy
dt
dy
dt
yd2344
2
2
a.-Determine la respuesta del sistema a la entrada 0,)( 3 tetx t , y grafíquela.
b.-Determine y grafique la función de transferencia de magnitud en el dominio de “f”.
(7 pts)
2.- Explique en forma clara lo siguiente:
a.- Áreas de Inserción de un Ingeniero Clínico.
b.- Clasificación de los Instrumentos Biomédicos.
c.- Generalidades de un Sistema de Instrumentación Médica.
(6 pts)
3.- Un Ingeniero Clínico decide analizar un tramo de una señal correspondiente a un
electrocardiograma, como se muestra en la figura siguiente:
Si tomar muestras de la señal cada 40 mseg partiendo desde 0 seg.,
t (mseg) 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600
v (mV) 0 -0,10 -0,25 -0,40 2,00 -0,30 -0,38 -0,25 -0,20 -0,10 -0,05 -0,20 -0,30 -0,30 -0,25 -0,25
t (mseg) 640 680 720 760 800 840 880 920 960 1000 1040 1080 1120 1160 1200 1240
v (mV) -0,30 -0,35 -0,35 -0,35 -0,30 -0,20 -0,40 -0,45 0 0 -0,45 -0,45 -0,40 -0,30 -0,20 -0,25
Determine
a.- La FFT representándola en una tabla mostrando magnitud y fase en radianes para las 5
primeas muestras de voltajes.
b.- La media, la desviación estándar y la varianza para las 32 primeras muestras de voltajes
tomadas.
(7 pts)
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CATEDRA: ELECTROMEDICINA
Primer Evaluativo
1.- Explique la función de los siguientes sistemas:
a.- Sistema Circulatorio.
b.- Sistema Respiratorio.
c.- Sistema Auditivo.
d.- Sistema Nervioso.
(4 pts)
2.- Un sistema esta definido mediante el siguiente modelo matemático:
)()(2)(
3)(
2
2
txtydt
tdy
dt
tyd
Encuentre la respuesta del sistema a la entrada )()( tsentx
(5 pts)
3.- Un instrumento paso bajo de primer orden tiene una constante de tiempo de 10 ms. Y una
sensibilidad de 5.
a.- Determine y grafique la respuesta en frecuencia del instrumento.
b.- Determine y grafique la respuesta del instrumento al escalón unitario.
(6 pts)
4.- Explique la clasificación de los equipos médicos según su uso y de ejemplos de cada uno.
(5 pts)
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FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL
CATEDRA: ELECTROMEDICINA
Primer Evaluativo
1.- Un instrumento de segundo orden tiene tiene una razon de amortiguamiento de 20/6 y
una frecuencia natural sin amortiguamiento de 20 rad/seg. Determine y grafique la
respuesta del instrumento al escalon unitario si su sensibilidad estática es de 5.
(7 pts)
2.- El mercurio dentro de un termómetro de común, se dilata aproximadamente 5,0 mm por cada
°C, aproximadamente en un intervalo dado. Además el termómetro está graduado de tal manera
que la marca 0 °C está en el borde superior del bulbo. ¿Cuál será el valor del coeficiente de
dilatación volumétrica del Hg si el bulbo ocupa 0,50 cm3 y el capilar tiene una sección
transversal cuyo diámetro es de 0,15 mm?
(6 pts)
3.- Un Ingeniero Clínico decide analizar un tramo de una señal correspondiente a un
electrocardiograma, como se muestra en la figura siguiente:
Si tomar muestras de la señal cada 40 mseg partiendo desde 0 seg.,
t (mseg) 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600
v (mV) 0 -0,10 -0,25 -0,40 2,00 -0,30 -0,38 -0,25 -0,20 -0,10 -0,05 -0,20 -0,30 -0,30 -0,25 -0,25
t (mseg) 640 680 720 760 800 840 880 920 960 1000 1040 1080 1120 1160 1200 1240
v (mV) -0,30 -0,35 -0,35 -0,35 -0,30 -0,20 -0,40 -0,45 0 0 -0,45 -0,45 -0,40 -0,30 -0,20 -0,25
Determine
a.- La FFT representándola en una tabla mostrando magnitud y fase en radianes para las 5
primeas muestras de voltajes.
b.- La media, la desviación estándar y la varianza para las 32 primeras muestras de voltajes
tomadas.
(7 pts)
UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL BELLOSO CHACIN
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL
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Primer Evaluativo
1.- Para un sensor capacitivo de 1 cm2, R es de 100 MΩ, ¿Qué separación debe haber entre sus
placas para dejar pasar frecuencias audibles por encima de 20 Hz?
(4 pts)
2.- ¿Cuántos bits se necesitan para un DAC de manera que su salida a full escala sea 10 mA y su
resolución sea menor de 40 µA?
(4 pts)
3.- Un DAC de 12 bits (de tres dígitos) que utiliza el código BCD tiene una salida a escala
completa de 9,99 Volts. Determine el tamaño de paso, resolución porcentual y el valor del
voltaje de salida para un código de entrada 0110 1001 0101.
(4 pts)
4.- El circuito de la figura N° 1 corresponde a un Monitor de Frecuencia Cardiaca, diseñado
para medir frecuencias instantáneas de señales tan lentas como las de los latidos del corazón
y alimentado por una fuente de 5 Volts.
a.- Para la etapa de Amplificación determine la función de transferencia en el dominio de
la variable “s”.
b.- Para efectos de prueba se desconecta el sensor y se introduce un tono (señal
senoidal) de amplitud 1 Volts y frecuencia de 5 Hz. (En paralelo a la resistencia de
15KΩ). Determine la señal que se observaría en el osciloscopio a la salida del
amplificador, indicando amplitud y valores en el tiempo.
(8 pts)
Fig. N° 1. Monitor de Frecuencia Cardiaca
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FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL
CATEDRA: ELECTROMEDICINA
Primer Evaluativo
1.- Un sistema esta definido mediante el siguiente modelo matemático:
)()(2)(
3)(
2
2
txtydt
tdy
dt
tyd
a.- Encuentre la respuesta del sistema a la entrada )()( 2
5
tuetxt
y grafíquela.
b.- Calcule la frecuencia natural no amortiguada, la razón de amortiguamiento y la
sensibilidad estática.
(7 pts.)
2.- Exprese en expansión de serie de Fourier la señal
5,0 periodoCon 25,010)(20
Ttetxt
(7 pts.)
3.- Explique en forma clara lo siguiente:
a.- Áreas de Inserción de un Ingeniero Clínico.
b.- Clasificación de los Instrumentos Biomédicos.
c.- Generalidades de un Sistema de Instrumentación Médica.
(6 pts.)
Suerte-