Empfindlichkeitsfaktor

Empfindlichkeitsfaktor ist ein Begriff aus der Messtechnik und Physik, der angibt, wie empfindlich ein Messsignal oder eine Messgröße auf Veränderungen einer Eingabegröße reagiert. Er dient dazu, die Reaktionsstärke eines Systems gegenüber einer Variation eines controls oder Stimulus zu beschreiben und kann je nach Fachgebiet unterschiedlich definiert sein.

Mathematisch lässt sich der Empfindlichkeitsfaktor meist als Ableitung oder Proportionalitätskonstante ausdrücken. In einem linearen Modell gilt y = kx + b, wobei k der Empfindlichkeitsfaktor ist. Allgemein kann der Faktor als k(x) = dy/dx verstanden werden, also die Änderung des Ausgangs y pro Änderung der Eingabe x, wobei k von der betrachteten Arbeitsweise abhängen kann.

Anwendungsbereiche finden sich in der Kalibrierung von Sensoren, der Charakterisierung von Detektoren und der Signalverarbeitung. Beispiele: photodetektoren mit der Ausgangsspannung pro Lichtleistung (Responsivität), Spektroskopie, Bilderfassung, chemische Sensoren oder Temperatur- und Drucksensoren. In jeder Anwendung gibt der Empfindlichkeitsfaktor an, wie stark das gemessene Signal auf eine Veränderung eines physikalischen Stimulus reagiert.

Nichtlinearität spielt eine Rolle, denn der Empfindlichkeitsfaktor kann mit dem Eingangswert variieren. In vielen Fällen ist er deshalb eine lokale Größe, die sich in einem bestimmten Messbereich auswerten lässt. Untersucht man Unsicherheiten, dienen Empfindlichkeitskoeffizienten der Fehlerpropagierung, da sie die Empfindlichkeit der Ausgabe gegenüber Unsicherheiten der Eingabewerte quantifizieren.

Der Begriff wird in der deutschen Fachliteratur für verschiedene, verwandte Konzepte verwendet und kann je nach Kontext leicht unterschiedliche Bedeutungen haben. Allgemein bleibt er das Verhältnis der Signaländerung zur Eingabeänderung.