Ansprechzeit
Englisch: response time
Die Zeit, die das Anzeigewerk eines Messgeräts benötigt, um nach einer Sprungänderung einen neuen Wert anzunehmen.
Ansprechzeit: wie schnell ein Messinstrument auf Änderungen reagiert
Die Ansprechzeit ist das Zeitintervall zwischen dem Moment, in dem sich eine Messgröße sprunghaft ändert, und dem Moment, in dem die Anzeige oder der Ausgang des Instruments seinen stationären Wert für die neue Bedingung erreicht. In der Praxis bedeutet das die Verzögerung zwischen dem Ereignis und der Anzeige. Bei einem digitalen Voltmeter, das einen plötzlichen Spannungsspitzenwert misst, oder bei einem analogen Messinstrument mit Zeiger, das auf einen Drucksprung reagiert, quantifiziert die Ansprechzeit, wie schnell das Gerät die Realität erfasst.
Die Geschwindigkeit hängt stark von der Sensorart und dem Signalweg ab. Ein Thermoelement, das die Temperatur in einem Ofen misst, kann mehrere Sekunden brauchen, bis es sich stabilisiert, da die Metallverbindungsstelle zunächst physikalisch Wärme aufnehmen muss, bevor sich die Spannungsausgabe ändert. Ein elektronischer Druckwandler kann sich in Millisekunden einregeln. Die Bildwiederholfrequenz, Filtereinstellungen in der Signalaufbereitungsschaltung und mechanische Dämpfung beeinflussen alle die Endzahl. Höhere Ansprechgeschwindigkeiten sind nicht immer wünschenswert: übermäßige Geschwindigkeit kann Rauschen verstärken und die Anzeige zum Flimmern oder Oszillieren um den wahren Wert bringen.
Messung und Spezifikation
Die Ansprechzeit wird typischerweise anhand des Einschwingverhaltens spezifiziert. Eine übliche Kennzahl ist die Zeit zum Erreichen von 90 Prozent des Endwerts oder zum Einschwingen innerhalb eines definierten Fehlerbands (etwa plus oder minus 2 Prozent) um den stationären Zustand herum. Hochgeschwindigkeits-Datenerfassungssysteme geben die Ansprechzeit in Mikrosekunden oder Millisekunden an, während Prozessinstrumente wie Füllstandsmesser an Lagertanks in Sekunden oder sogar Minuten angegeben sein können. Die Spezifikation sollte immer angeben, welche Definition verwendet wird, denn ein Messgerät, das 90 Prozent in 100 ms erreicht, kann noch weitere 50 ms brauchen, um 98 Prozent zu erreichen.
In Regelkreisen und Sicherheitssystemen ist langsame Ansprechzeit ein limitierender Faktor. Wenn ein Temperatursensor, der einen Reaktorregler speist, eine Ansprechzeit von 10 Sekunden hat, kann der Regler nicht schneller reagieren, unabhängig vom Regelalgorithmus. Umgekehrt können Überschwinger oder Schwingungen auftreten, wenn die Reaktion zu schnell im Vergleich zur physikalischen Trägheit des gemessenen Prozesses ist. Ingenieure wählen Sensoren und Signalfilter so aus, dass sie zur Zeitskala der Phänomene passen, die sie verfolgen müssen.
Ansprechzeit sollte nicht mit Genauigkeit oder Wiederholbarkeit verwechselt werden. Ein Instrument kann eine langsame, aber präzise Ansprechzeit haben und den korrekten Wert in 5 Sekunden ohne Drift erreichen. Der Begriff unterscheidet sich auch von Bandbreite, die den Bereich von Signalfrequenzen beschreibt, die ein Instrument ohne Dämpfung verfolgen kann; ein Gerät mit schmaler Bandbreite wird langsam auf schnelle Transienten reagieren, kann aber dennoch stationäre Signale genau erfassen.