INSTRUMENTACIÓ FÍSICA 

Tipus d'assignatura: optativa 

Crèdits: 9 (teòrics: 4,5; problemes: 1,5; laboratori: 3,0) 

Departament responsable: Física Aplicada i Òptica 

Semestre: 7è 

OBJECTIUS DOCENTS 

Es pretén proporcionar a l’estudiant una formació básica en l’àmbit dels mètodes i de 
les eïnes experimentals propis de la Física, sobre tot pel que fa a la mesura de diferents 
magnituds físiques. El perfil acadèmic de l’assignatura s’enmarca en l’ambit de la Física 
Aplicada, pel que fa als continguts, i en el de la Física Experimental, pel que fa a la 
metodologia i a les habilitats transversals. 
L’assignatura s’ofereix, de forma general, a tots els estudiants amb la triple finalitat de: 

* millorar els fonaments i habilitats experimentals de tots els estudiants, 
independentment del seu perfil acadèmic 
* contribuir a configurar un model de físic més proper a les demandes del món laboral 
* servir de base a aquells estudiants que s’orientin cap a la Física Aplicada 
CONEIXEMENTS PREVIS 

Els continguts de l'assignatura s'han elaborat i ajustat de forma que el punt de partida 
per a poder desenvolupar el curs siguin els coneixements que proporcionen les matèries 
troncals de primer cicle de Física. No hi ha cap requisit acadèmic, llevat d’allò que es 
requereix per a accedir al segon cicle de Física. 

CONTINGUTS 

1. FONAMENTS DE LA MESURA 
Estructura d'un sistema de mesura. Funció de transferència estàtica. Característiques 
metrològiques dels sistemes de mesura. Funció de transferència dinàmica. Classificació 
en ordres. Efectes de càrrega. 
2. MESURA DE MAGNITUDS ELÈCTRIQUES 
Voltímetre DC. Amperímetre DC. Ohm-metre. Electròmetres i picoamperímetres. 
Coulombímetre. Acondicionaments de pont: pont d’equilibri i pont de deflexió. 
Linealitat i sensibilitat. Fonts DC de tensió i d’intensitat. Voltatges i intensitats 
depenents del temps. Voltímetres i amperímetres AC. Freqüencímetre. Impedàncies i 
impedancímetres. Oscilloscopis. Lock-in. Ponts AC. Oscilladors i generadors de 
funcions. Característiques de la xarxa elèctrica. Seguretat en installacions elèctriques 
domèstiques i dels laboratoris. 
3. SOROLLS I INTERFERÈNCIES. 

El soroll en les mesures. Potència de soroll. Densitat espectral de potència de soroll. 
Sorolls intrínsecs i interferències. Soroll tèrmic. Soroll de granalla. Acoblaments de les 
interferències. Apantallaments i filtratges. Sensibilitat i detectivitat en una mesura. 

4. TRANSDUCTORS MECÀNICS 
Transductors de posició i desplaçament. Transductors de deformació. Constants 
elàstiques i transductors de força, de pressió i d’acceleració. Característiques 
metrològiques dels transductors mecànics. 
5. TRANSDUCTORS ÒPTICS 
Magnituds de fotometria. Radiació del cos negre. Característiques metrològiques dels 
transductors òptics. Cèllula fotoeléctrica i tub fotomultiplicador. Fotoresistències. 
Fotodíodes. Dispositius d’acoblament de càrrega (CCD). 
6. TRANSDUCTORS TÈRMICS 
Mecanismes de mesura mitjançant contacte: termorresistències, termistors i 
termoparells. Mecanismes de mesura sense contacte: piranòmetre de fil calent, 
bolòmetre, termopila i detector piroelèctric. Fotodetectors d’IR. Criogènia. 
7. TECNOLOGIA DEL BUIT 
Paràmetres físics que descriuen els gasos a baixa pressió. Equació de bombeig. Pressió 
límit. Fuites. Bombes de buit primari. Bombes d'alt buit. Mesuradors de pressió: 
capacitiu, Piranni i Penning. Aplicacions de la tecnologia de buit. 
TREBALLS DE LABORATORI 

1. Transductors òptics. Resposta espectral i temporal. 
2. Transductors de força i de pressió. 
3. Mesura de temperatura. Criogènia i pirometria. 
4. Detecció síncrona. Eliminació de soroll en les mesures. 
5. Aplicació de l'amplificador síncron a tasques de mesura. 
6. Producció i mesura de buit. 
BIBLIOGRAFIA RECOMANADA 

The measurement, instrumentation and sensors handbook. John G. Webster, editor-inchief, 
CRC Press, Boca Ratón, 1999 

Instrumentation reference book. Walt Boyes, editor. Elsevier Science, Burlington (MA) 
USA 2003 

Miguel A. Pérez García i altres autors. Instrumentación electrónica. Ed. Thomson, 
Madrid 2004. 

Pallàs, R. Instruments electrònics bàsics. Barcelona: Universitat Politècnica de 
Catalunya, 1992, cap. 2. 

Moore, J. H.; Davis, C. C.; Coplan, M. A. Building scientific apparatus. 2a ed. Reading: 
Addison-Westley, 1995, cap. 5, 6, 7 i 8. 


John Turner, Martyn Hill. Instrumentation for engineers and scientists. Ed Oxford 
Science Publications, 1999 

CRITERIS D'AVALUACIÓ 

S’avalua mitjançant examen. Per aprovar-lo, cal obtenir la suficiència tant en el 
coneixement dels continguts, que intervenen amb un pes de 2/3 en la qualifiació final, 
com en l’aprofitament de les activitats del laboratori, que intervenen amb un pes de 1/3.