Stufenbereiche

Stufenbereiche bezeichnet in der Technik und Bewertung die definierte Unterteilung eines kontinuierlichen Mess- oder Steuerwerts in eine endliche Zahl diskreter Bereiche. Jeder Bereich entspricht einer bestimmten Stufe oder Klasse, und Grenzwerte trennen die Bereiche voneinander. Die Gesamtheit der Stufen bildet ein Raster, das eine kontinuierliche Größe in handhabbare Kategorien überführt.

In der Messtechnik und Elektronik wird ein analoger Eingang oft in N Stufenbereiche geteilt. Die Breite eines Stufenbereichs (Schrittweite) ergibt sich aus dem zu messenden Bereich R durch Δ = R/N. Ein Wert fällt in einen konkreten Bereich und wird durch eine diskrete Kennung, etwa einen digitalen Code, repräsentiert. Die Quantisierung führt zu einem Messfehler, der höchstens halb so groß wie die Schrittweite ist.

Auch Bewertungssysteme nutzen Stufenbereiche. In psychologischen oder sprachlichen Skalen, wie Likert-Skalen, werden Antworten in Stufen eingeteilt, wobei jeder Stufenbereich einer Antwortstufe entspricht. Dadurch lassen sich subjektive Eigenschaften numerisch erfassen.

Bei der Gestaltung von Stufenbereichen sind Auflösung, Fehleranfälligkeit und Robustheit gegen Rauschen zu berücksichtigen. Eine größere Zahl von Stufen erhöht die Auflösung, kann aber zu höherer Empfindlichkeit gegenüber Messrauschen führen. Grenzwerte sollten sinnvoll gewählt und gegebenenfalls durch Hysterese oder Glättung geschützt werden.

Stufenbereiche begegnen den Fachrichtungen Messtechnik, Signalverarbeitung, Datenanalyse und Bewertungsverfahren. Verwandte Konzepte sind Grenzwerte, Quantisierung, Binning und Rasterung.