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Lexikon der Optik: Zeitkonstante

Zeitkonstante, eine Apparatekonstante, die das zeitliche Ansprechverhalten von physikalischen Meßgeräten kennzeichnet. Bei einer hinreichend kurzzeitigen Änderung der zu vermessenden Größe zeigt jedes Meßgerät das Meßsignal mit einer gewissen Verzögerung an, die von der Trägheit der verschiedenen, bei der Messung ablaufenden Prozesse abhängt. Wird die Meßgröße A z.B. sprunghaft vom Wert A0 auf Null verringert, dann weist die Anzeige des Meßgerätes in der Regel einen exponentiellen Zeitverlauf, A(t)=A0 exp (-t/τ) mit der Z. τ auf (Abklingzeit). Die resultierende Z. des Meßgerätes bestimmt dessen zeitliches Ansprechverhalten und damit die größte Frequenz, die man bei der Modulation der Meßgröße mit dem Gerät nachweisen kann.

Betrachtet man z.B. die Nachweisgeräte für elektromagnetische Strahlung (Strahlungsempfänger), so wird das Zeitverhalten dieser Detektoren primär durch die elektrische Z. τE=RACE, d.h. das Produkt aus Meßwiderstand RA und Eigenkapazität CE des Empfängers bestimmt. Bei thermischen Strahlungsempfängern ist darüber hinaus die thermische Z. τth zu berücksichtigen, die von der Wärmekapazität des verwendeten Empfängers abhängt. Erfolgt die Anzeige des elektrischen Meßsignals mit einem elektromechanischen Gerät (z.B. Zeigerinstrument), dann kommt noch die mechanische Trägheit der Anzeige hinzu.

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