Bei einem differentiell geschalteten Messsystem ist keiner der Eingänge mit einem Bezugspotential wie Erde oder dem Erdanschluss eines Gebäudes verbunden. Ein differentiell geschalteter Messkreis ist mit einer erdfreien Signalquelle vergleichbar, bei der mit einer virtuellen Messerde gemessen wird, die sich von der Systemerde unterscheidet. Differentiell geschaltete Messgeräte sind beispielsweise tragbare batteriebetriebene Geräte oder DAQ-Karten mit Instrumentenverstärker.

Nachfolgend ist ein typisches Gerät von National Instruments mit einem differentiell geschalteten Messkreis mit acht Kanälen dargestellt. In die Signalstrecken sind Analog-Multiplexer eingeschaltet, mit denen die Anzahl der Messkanäle für den Instrumentenverstärker erhöht wird. Bei diesem Gerät ist der Kontakt AIGND, also der Masseanschluss zur Erfassung analoger Signale, auch der Masseanschluss des Messkreises.

Ob der Messkreis differentiell zu schalten ist, richtet sich danach, ob die Signalquelle erdfrei oder geerdet ist.