Differentialmessung

Differentialmessung bezeichnet ein Messverfahren, bei dem der Unterschied zwischen zwei Signalen oder Größen ermittelt wird, anstatt deren absolute Werte zu messen. Durch das Differenzieren lässt sich Störung minimieren, insbesondere Störspannungen oder Rauschen, die an beiden Messpfaden gleichermaßen auftreten (Common-Mode-Störung).

Typischer Aufbau ist ein Differenzverstärker bzw. Instrumentenverstärker, der zwei Eingänge differential verstärkt. Oft wird eine galvanische Trennung zwischen Sensor und Ausleseeinrichtung realisiert. Die Eingangsimpedanzen sollten ausgeglichen sein, um Fehler durch Lastimpedanzen zu vermeiden. In der Praxis kommen auch Brückennetze, Shuntmessungen und digitale Schnittstellen mit differenziellen Signalen (z. B. LVDS) zum Einsatz.

Wichtige Kenngrößen sind CMRR, Eingangsverstärkung, Rauschpegel, Offset und Bandbreite.

Anwendungen finden sich in der Sensorik (Druck-, Dehnungsmessung, Temperaturmessung), Mess- und Regeltechnik, Automatisierung sowie in Datenübertragungssystemen mit differenziellen Signalen.

Vorteile der Differentialmessung sind hohe Störunterdrückung, verbesserte Messgenauigkeit und größere Dynamik. Nachteile bzw. Herausforderungen sind die Notwendigkeit sorgfältiger Leiterplattenführung, Impedanzanpassung, Kalibrierung und potenzielle Verstärkungs-Offsets.