In orologeria il differenziale è un ingranaggio — o un sistema di ingranaggi — che riceve energia o informazioni da due sorgenti e ne calcola la media, o che distribuisce un singolo impulso verso due destinazioni. Non è un concetto unico: esistono almeno tre famiglie distinte, e confonderle porta a errori di valutazione.
La prima famiglia è quella dei differenziali per doppio oscillatore. Philippe Dufour la codificò nel Duality con un differenziale centrale che coordina due bilancieri indipendenti; François-Paul Journé riprese lo stesso principio nel Chronomètre Résonnance. Greubel Forsey impiega nel Double Balancier un differenziale sferico che media i tassi di due oscillatori inclinati a 20°, dimezzando teoricamente il margine di errore sulla frequenza. Ulysse Nardin nel calibro UN-251 usa un differenziale verticale brevettato — dichiarato il più piccolo del mondo — su cuscinetti a sfere, che armonizza due bilancieri in silicio inclinati. La distinzione fondamentale rispetto alla risonanza: nel differenziale i due oscillatori restano indipendenti e la loro media è calcolata meccanicamente; nella risonanza si sincronizzano per prossimità fisica, senza ingranaggi di mediazione.
La seconda famiglia è quella dei differenziali per carica e trasmissione. Bovet ha brevettato un differenziale sferico tridimensionale che duplica ogni azione di carica sulla corona, riducendo il numero di rotazioni necessarie per accumulare dieci giorni di riserva e proteggendo il treno. Ferdinand Berthoud usa un meccanismo differenziale che separa il percorso di carica dalla trasmissione alla molla principale, permettendo la marcia continua durante il caricamento manuale. Hamilton, su scala molto più contenuta, adotta un differenziale controllato per attrito nell'indicatore di riserva del Khaki Field Mechanical, con una molla di scorrimento che sincronizza l'ago durante la carica.
La terza famiglia è quella dei differenziali per display e distribuzione. Il Twin Beat di Vacheron Constantin usa un differenziale per trasmettere alle lancette la velocità corretta a seconda del treno attivo — 5 Hz o 1,2 Hz — senza che il calendario perpetuo perda il conto. Il Big Bang Meca-10 impiega due dischi contrapposti collegati da molla a spirale per un display di riserva. Il Winnerl Heart Return aziona la propria riserva a salti discreti ogni sette ore tramite un differenziale con dito sul lato quadrante.
Un punto che vedo spesso ignorato: la posizione del differenziale nel treno conta quanto la sua presenza. Se media i tassi alla ruota centrale anziché a quella dei secondi, i benefici di precisione si riducono sensibilmente. David Candaux nel DC12 MaveriK risolve questo con un differenziale planetario volante montato su molla, integrato da una spirale ammortizzatrice che assorbe le perturbazioni quando le due bilance richiedono energia in simultanea.