Balance, alat untuk membandingkan bobot dua benda, biasanya untuk tujuan ilmiah, untuk menentukan perbedaan massa (atau berat).
Penemuan keseimbangan lengan yang sama berawal setidaknya sejak zaman Mesir kuno, mungkin sedini 5000 bc. Pada tipe paling awal, balok ditopang di tengah dan wajan digantung dari ujungnya dengan tali. Perbaikan selanjutnya dalam desain adalah penggunaan pin melalui pusat balok untuk bantalan pusat, diperkenalkan oleh orang-orang Romawi tentang zaman Kristus. Penemuan ujung pisau pada abad ke-18 menyebabkan perkembangan keseimbangan mekanis modern. Pada akhir abad ke-19 keseimbangan telah berkembang di Eropa menjadi salah satu jenis alat pengukur yang paling tepat di dunia. Pada abad ke-20, keseimbangan elektronik dikembangkan, tergantung pada kompensasi listrik daripada defleksi mekanik.
Keseimbangan mekanis pada dasarnya terdiri dari balok kaku yang berosilasi pada ujung pisau pusat horizontal sebagai tumpuan dan memiliki dua ujung pisau sejajar dan berjarak sama dari pusat. Beban yang akan ditimbang didukung pada panci yang digantung pada bantalan. Untuk desain terbaik, dua atau lebih tepi pisau tambahan terletak di antara bantalan ujung dan wajan, satu untuk mencegah kemiringan pesawat dan yang lain untuk memperbaiki pusat beban pada titik tertentu di ujung pisau. Mekanisme penangkapan mencegah kerusakan selama pemuatan dengan memisahkan ujung pisau dari bantalannya. Lendutan keseimbangan dapat diindikasikan dengan penunjuk yang dipasang pada balok dan melewati skala gradasi atau dengan refleksi dari cermin pada balok ke skala jauh.
Metode paling jelas menggunakan keseimbangan dikenal sebagai penimbangan langsung. Bahan yang akan ditimbang diletakkan di satu panci, dengan bobot yang cukup diketahui di panci lain sehingga balok akan berada dalam kesetimbangan. Perbedaan antara pembacaan nol dan pembacaan dengan panci yang dimuat menunjukkan perbedaan antara beban dalam pembagian skala. Penimbangan langsung semacam itu mengharuskan lengan memiliki panjang yang sama. Ketika kesalahan yang dihasilkan dari lengan yang tidak sama lebih besar dari presisi yang dibutuhkan, metode penggantian berat dapat digunakan. Dalam metode ini, bobot counterpoise ditambahkan ke satu panci untuk menyeimbangkan beban yang tidak diketahui di sisi lainnya. Kemudian, bobot yang diketahui diganti untuk beban yang tidak diketahui. Metode ini hanya mensyaratkan bahwa kedua lengan balok mempertahankan panjang yang sama selama penimbangan. Setiap efek ketidaksetaraan adalah sama untuk kedua beban dan karenanya dihilangkan.
Keseimbangan mikro kuarsa kecil dengan kapasitas kurang dari satu gram telah dibangun dengan keandalan yang jauh lebih besar daripada yang biasanya ditemukan dengan keseimbangan jenis uji kecil yang memiliki balok logam dengan tiga ujung pisau. Mikro-mikro digunakan terutama untuk menentukan kepadatan gas, terutama gas yang hanya dapat diperoleh dalam jumlah kecil. Keseimbangan biasanya beroperasi di ruang kedap gas, dan perubahan berat diukur dengan perubahan gaya apung bersih pada keseimbangan karena gas di mana keseimbangan ditangguhkan, tekanan gas disesuaikan dan diukur dengan manometer merkuri yang terhubung dengan case balance.
Ultramicrobalance adalah alat penimbang yang berfungsi untuk menentukan berat sampel yang lebih kecil daripada yang dapat ditimbang dengan keseimbangan mikro — yaitu, jumlah total sekecil satu atau beberapa mikrogram. Prinsip-prinsip di mana ultramicrobalances telah berhasil dibangun termasuk elastisitas dalam elemen struktural, perpindahan dalam cairan, penyeimbangan melalui medan listrik dan medan magnet, dan kombinasi dari semuanya. Pengukuran efek yang dihasilkan oleh massa menit yang ditimbang telah dilakukan dengan metode radiasi optik, listrik, dan nuklir untuk menentukan perpindahan dan dengan pengukuran optik dan listrik dari gaya yang digunakan untuk mengembalikan perpindahan yang disebabkan oleh sampel yang ditimbang.
Keberhasilan keseimbangan tradisional di zaman modern telah bergantung pada sifat elastis dari bahan-bahan tertentu yang sesuai, terutama serat kuarsa, yang memiliki kekuatan dan elastisitas yang besar dan relatif independen dari efek suhu, histeresis, dan pembengkokan inelastik. Ultramicrobalances paling sukses dan praktis didasarkan pada prinsip menyeimbangkan beban dengan menerapkan torsi ke serat kuarsa. Salah satu desain sederhana menggunakan serat kaku sebagai balok horizontal, didukung di tengahnya oleh serat torsi kuarsa horizontal membentang disegel di sudut kanan. Pada setiap ujung balok ditangguhkan, satu mengimbangi yang lain. Lendutan balok yang disebabkan oleh penambahan sampel ke satu panci dipulihkan dengan memutar ujung serat puntir sampai balok kembali dalam posisi horizontal dan rentang penuh puntir dalam serat yang ditangguhkan dapat diterapkan pada pengukuran memuat ditambahkan ke satu panci. Jumlah torsi yang diperlukan untuk restorasi dibaca melalui dial yang terpasang pada ujung serat torsi. Berat diperoleh dengan mengkalibrasi keseimbangan terhadap bobot yang diketahui dan membaca nilai dari grafik kalibrasi berat versus torsi. Tidak seperti keseimbangan perpindahan langsung yang hanya mengandalkan elastisitas anggota struktural, keseimbangan torsi memungkinkan gravitasi menyeimbangkan komponen beban terbesar, yaitu panci, dan menghasilkan kapasitas beban yang sangat meningkat.
Saldo akhir abad ke-20 biasanya elektronik dan jauh lebih akurat daripada saldo mekanik. Pemindai mengukur perpindahan panci yang menahan benda yang akan ditimbang dan, dengan menggunakan amplifier dan mungkin komputer, menyebabkan arus yang dihasilkan yang mengembalikan panci ke posisi nol. Pengukuran dibaca pada layar digital atau cetakan. Sistem penimbangan elektronik tidak hanya mengukur massa total tetapi juga dapat menentukan karakteristik seperti berat rata-rata dan kadar air.
