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Compensación de desplazamiento en sensores de estiramiento resistivo mediante topología de retroalimentación de baja frecuencia

Autores: Drzazga, Jakub; Cyganek, Bogusaw

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Compensación de desplazamiento en sensores de estiramiento resistivo mediante topología de retroalimentación de baja frecuencia


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Sistemas de monitoreo de respiración
Sensores de estiramiento resistivo
Circuito de acondicionamiento de señal
Compensación de desplazamiento
Rango dinámico
Topología de retroalimentación de baja frecuencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los sistemas de monitoreo de la respiración juegan un papel importante en la salud y el fitness. Para este propósito, se utilizan con frecuencia sensores de estiramiento resistivos, que son económicos y simples de operar. Sin embargo, no están libres de inconvenientes. La variación del desplazamiento debido al movimiento del paciente, la baja amplitud de la señal, así como la susceptibilidad a las interferencias, pueden plantear desafíos serios. En este documento, se propone un circuito novedoso de acondicionamiento de señal para un sensor resistivo de respiración que alivia algunos de los problemas mencionados anteriormente. Específicamente, la topología de retroalimentación de baja frecuencia propuesta mejora el rango dinámico mediante la compensación del desplazamiento, manteniendo una alta amplificación de la señal. Otras ventajas de la nueva configuración son el desplazamiento de fase de 0.5 grados en la banda de interés y una ganancia mayor para la señal de respiración que para el desplazamiento. Se demostró que la topología representa correctamente los cambios en la amplitud de la señal, así como la capacidad de muestrear la respiración humana en el entorno del hogar. Sin embargo, el circuito muestra cierto comportamiento no lineal alrededor de los puntos de discontinuidad de la resistencia: el tiempo de establecimiento después de un cambio de posición del cuerpo del paciente puede ser de hasta 40 s. El circuito se probó tanto en pruebas de laboratorio como en el prototipo de un dispositivo de poligrafía respiratoria durante exámenes reales de apnea del sueño. Los resultados indican que los sensores de estiramiento resistivos, junto con la topología de retroalimentación de baja frecuencia, son un camino de desarrollo prometedor para los dispositivos futuros de monitoreo de la respiración.

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