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POLITECNICO DI MILANO – CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA NOME INSEGNAMENTO: BIOELETTROMAGNETISMO E STRUMENTAZIONE BIOMEDICA PARTE II NOME DOCENTE: ALESSANDRA PEDROCCHI Data 20 Settembre 2016 COGNOME E NOME MATRICOLA FIRMA DEL CANDIDATO DOCUMENTO DI IDENTITÀ Tipo Numero: Emesso da: Il: Visto di chi assiste alla prova scritta 2 Una stampella per il decorso post-operatorio in seguito ad operazioni di ortopedia viene equipaggiata con una coppia di estensimetri (strain gauges) posti in corrispondenza del manico dove viene appoggiata la mano (vedi Figura 1). Questa parte della stampella può essere schematizzata come una trave incastrata di lunghezza L = 15cm con sezione circolare di raggio r = 2cm e modulo di Young (E) pari a 20GPa, sulla quale viene esercitata la forza (F) che il paziente scambia con la stampella. 1. Disegnare il circuito che massimizza la sensitività di lettura avendo a disposizione resistenze comuni e due estensimetri caratterizzati da un fattore di Gauge G=40 e da una resistenza nominale R0 = 1kW. 2. Dimensionare le resistenze in modo tale che, quando non viene applicata alcuna forza, l’uscita del circuito sia nulla. Definire la tensione d’uscita Vout in modo tale che sia positiva per forze direzionate come in Figura 1. Si ricorda che la deformazione della trave (𝜀= ∆%% ) dipende dalle sue caratteristiche geometriche e dal momento della forza (M = F*b con b braccio della forza F) ad essa applicato, secondo la relazione: 𝜀=&' ()* dove r è il raggio (2 cm) come in Figura 1. 3. Calcolare la tensione di alimentazione del circuito disegnato al punto 1 che permetta di avere un’uscita pari a 10mV quando il 20% della forza peso di un paziente di 71Kg viene esercitata all’estremità della trave. 4. Ricavare la sensitività del circuito alla…