Differenzmessung

Differenzmessung bezeichnet das Verfahren, bei dem zwei Größen miteinander verglichen und deren Differenz als Messgröße bestimmt wird. Ziel ist es, Abweichungen von Referenzwerten, Veränderungen im Prozess oder Unterschiede zwischen zwei Signalen präzise zu erfassen.

In technischen Messungen erfolgt Differenzmessung meist durch Subtraktion der Messwerte oder durch speziell aufgebaute Differenzschaltungen. Wichtige Instrumente sind Differenzverstärker und Instrumentenverstärker, die ein Eingangssignal gegenüber einem Referenzeingang verstärken und eine hohe Gleichtaktunterdrückung bieten. In brückenbasierten Messungen, wie dem Wheatstone-Brücke, wird der Widerstandsunterschied direkt als differenzielle Größe ausgegeben. Digital kann Differenzmessung auch durch Subtraktion der digitalen Werte erfolgen.

Anwendungsgebiete sind Sensorik wie Differenzdruck, Temperaturdifferenzen, Dehnungsmessungen; Elektronik wie Differenzspannungen in Mess- und Datennetzen; Regelungstechnik und Kalibrierung. Differenzmessung ermöglicht es, kleine Änderungen gegenüber einem Null- oder Referenzwert zuverlässig zu erkennen, auch bei Störungen, die das gemeinsame Signal betreffen.

Fehlerquellen sind Offsets, Verstärkungsfehler, Rauschen, Drift und Störungen durch Umgebungsbedingungen; zudem können unpräzise Referenzen zu systematischen Abweichungen führen. Wesentliche Konzepte sind Messunsicherheit, Auflösung, Kalibrierung und die Bestimmung beziehungsweise Minimierung von Fehlerquellen durch geeignete Schaltungen oder digitale Verarbeitung.