Física Biomédica (plan 2015) 2024-1

Tercer Semestre, Instrumentación y Calibración

Objetivo principal: Adquirir los conocimientos básicos necesarios para el análisis, diseño e instrumentación de sistemas eléctricos/electrónicos de acondicionamiento de variables físicas.

Objetivos específicos:

• Realizar el análisis del comportamiento de un circuito eléctrico/electrónico y sea capaz de expresarlo de manera clara.

• Comprender las características fundamentales de los diferentes sensores utilizados en la medición de variables y sea capaz de plantear de manera lógica la selección de un tipo de sensor particular de acuerdo a una aplicación específica.

• Adquirir una metodología de trabajo que le permita realizar el planteamiento, análisis e implementación de una solución, de acuerdo con una problemáticas definida (medico/biológico).

Contenido temático:

Módulo 1 Instrumentación con Elementos Lineales (introducción circuitos eléctricos):

Magnitudes eléctricas básicas

• Ley de Ohm
• Ley de Coulomb
• Diferencia de Potencial
• Elementos Resistivos

Conexiones eléctricas básicas

• Conexión en serie
• Conexión en Paralelo

Métodos de análisis de circuitos eléctricos

• Leyes de Kirchhoff (nodos y mallas)
• Divisores de Voltaje
• Divisores de Corriente

Características dinámicas de las señales eléctricas

• Valor RMS
• Promedio
• Voltaje Pico
• Voltaje pico a pico
• Potencia eléctrica

Módulo 2 Instrumentación con Elementos No Lineales:

Elementos Pasivos (reactancia)

• Capacitancia
• Inductancia
• Circuitos RC

Respuesta en el tiempo de circuitos RC y constantes de tiempo

Circuitos con elementos pasivos No Lineales

Elementos Activos (Introducción Semiconductores)

• Diodos (rectificadores: media onda, onda completa)
• Diodos Emisores de Luz
• Transistores

Módulo 3 Física de los Transductores en Biomedicina:

Transductores y sensores (Principio físico y características)

• Sensores resistivos
• Sensores de Efecto Hall
• Electrodos (Sensores de variables fisiológicas)
• Aplicaciones de los transductores y sensores

Módulo 4 Diseño e instrumentación:

Introducción al álgebra de bloques

Fuentes dependientes

Modelo eléctrico del amplificador operacional

• Características y modelo ideal
• Lazo abierto
• Amplificador Inversor, no inversor, buffer y restador
• Amplificador de instrumentación
• Otras configuraciones utilizadas en sistemas de acondicionamiento de señales
• Transimpedancia
• Derivador e integrador
• Filtros activos (primer orden)
• Sumador

Módulo 5 Proyecto Final

Información adicional del curso

El link para el classroom es: https://classroom.google.com/c/NjEyODE0NjI5NDg2?cjc=iompad4

Los temas complementarios a la modalidad presencial se irán publicando conforme avance el semestre, los cuales incluirán videos, presentaciones, lecturas, ejercicios y tareas.

Salon: T. Interdisciplinario de Física y Biomedicina 1 (S1 Tlahuizcalpan)

El calendario de entrega de tareas, trabajos de investigación, se publicará durante el semestre.

Entregables del curso

• Tareas
• Reportes
• Trabajos de Investigación
• Simulaciones
• Experimentos

Sobre el método de evaluación:

Se realizarán evaluaciones, rúbricas, etc. de cada módulo. ¡No hay examen de recuperación!

Para tener derecho a examen global es necesario que al menos se tenga el 80% de los entregables del curso.

Desglose de la calificación:

• Prácticas y proyectos integrativos 30%
• Evaluación (Exámenes) 30%
• Proyecto Final 20%
• Tareas y participaciones 20%
• Participación en el congreso

Bibliografía sugerida:

Anexos