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POLITECNICO DI MILANO – CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA BIOMEDICA NOME INSEGNAMENTO: BIOELETTROMAGNETISMO E STRUMENTAZIONE BIOMEDICA PARTE II Data 19 gennaio 2018 COGNOME E NOME MATRICOLA FIRMA DEL CANDIDATO DOCUMENTO DI IDENTITÀ Tipo Numero: Emesso da: Il: Visto di chi assiste alla prova scritta Si vuole sensorizzare un ciclo-ergometro motorizzato (Figura A) che assiste la pedalata di pazienti post-ictus durante la terapia riabilitativa. Al fine di monitorare la simmetria della pedalata, si vuole misurare la forza tangenziale 𝐹" prodotta ai pedali destro e sinistro. Su ciascuna pedivella, costituita da una barra di acciaio di sezione rettangolare di base a ed altezza h, vengono incollati 4 strain gauges (Figura B) in configurazione a ponte intero di Wheatstone (Figura C) ad una distanza d dal pedale. Due sensori sono posti sulla faccia superiore della pedivella (1 e 3), due su quella inferiore (2 e 4). I sensori 1 e 3 si allungano per una forza 𝐹" positiva come in Figura B, mentre 2 e 4 si accorciano. Si considerino i seguenti valori: a = 2 cm h = 1 cm d = 8 cm Fattore di Gauge G=1.9 Modulo di Young E = 220 GPa. Si ricorda l’espressione della deformazione di una trave incastrata di sezione rettangolare piena sollecitata dalla forza 𝐹": 𝜀=6∗𝐹"∗𝑑𝐸∗𝑎∗ℎ, 1. Si calcoli l’espressione della sensitività della tensione in uscita Vo rispetto alla forza tangenziale 𝐹" -./-01. 2. Sapendo che la tensione di alimentazione del ponte 𝑉3456 è pari a 5V, si ricavi il valore della forza 𝐹" applicata al pedale in grado di produrre un valore in uscita 𝑉7 pari a 1mV. 3. Si determini il valore R0 dei quattro strain gauges in condizioni nominali (assenza di deformazione) in modo tale che la potenza dissipata dal ponte sia uguale a 50mW. 4. Si supponga che la resistenza nominale degli…
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