Схемы, платы, компоненты

Типа камент. 

Проблема, что изменения идут не от нуля, так как диод стоит, а с некоего порога. То есть нужно как-то смещать сигналы на входах.

Если устройство единичное, да и диапазон измерений, как я понял, - неширокий, то не пошиг-ли Вам этот сдвиг уровня? Вычтите константу (если будет МК) или выставьте пороги с учётом сдвига (если чистый аналог). И всё... На диоде - сам не делал, но, вроде, ничего осовенного. Даёте на диод стабильный ток (скажем 0.1-1 мА). ТК падения - минус 2 мВ/С°. Усиливаете, сравниваете с порогом, зажигаете лампочки.