Es klingt ein Bisschen so wie wenn die Präzision der Zeitmessung Messung recht hoch ist aber die Anzahl der Parameter den Vorgang nicht klar genug beschreiben lässt.

Was wäre ein Vorgang? Vielleicht eine Winkeländerung um 60°. Der Vorgang könnte besser Aufgenommen werden wenn eine Lochscheibe eine Codescheibe, ein Zahnrad eben mehrere Aufnahmen über den Winkelbereich zulässt. (Speicher-Oszilloskop ...)

Offen ist dabei vielleicht noch der Startpunkt, die Synchronisation. Wie wäre es wenn man das Servo relativ langsam in kleinen Schritten bewegt und beim Überschreiten der Schwelle (eine der Marken Loch, Zahn) die Messung startet?