简介：

天平，又称平衡秤，是一种测量物体质量的工具。它由一个水平悬挂在支架上的横杆，两端分别挂有两个相等的平衡砝码，在横杆上的中心位置有一个用于放置待测物体的托盘。当托盘上的物体使得砝码的悬挂点垂直的重心位置时，天平达到平衡状态。

天平的基本工作原理是利用物体的重力在天平上产生一个力矩，通过调整砝码的位置来平衡这个力矩。砝码的质量可以通过比较多个砝码达到平衡时的位置来确定待测物体的质量。

天平是一种相对准确的质量测量工具，常见于实验室、厨房等场所。它的精度通常可以由砝码的种类和数量来调节，但在高精度质量测量时可能会受到环境条件、温度等因素的影响。

除了传统的机械天平，现代科技也发展了电子天平、数字天平等新型天平，它们使用电子传感器或负载细胞等技术来实现质量的测量和读数显示，精度更高且更易使用。

历史：

天平作为一种古老的计量工具，其历史可以追溯到4000多年前。它的演变过程不仅反映了人类对精确测量的追求，也体现了科学技术的进步和社会经济的发展。

古代天平的起源与发展

天平的最早记录可以追溯到古埃及，约公元前2500年。古埃及人使用一种简单的天平，由一根横梁和两端悬挂的秤盘组成，用于称量金银等贵重物品。这种天平的设计虽然简单，但已经具备了基本的杠杆原理。

在古希腊时期，天平的设计得到了进一步的发展。阿基米德等科学家研究了杠杆原理，改进了天平的稳定性和灵敏度。古希腊的天平不仅用于商业，还用于科学实验。例如，阿基米德利用天平进行密度测量的实验，为后世的科学研究奠定了基础。

中国天平的发展

中国也是天平发展的重要地区之一。春秋战国时期，中国出现了木质天平和铜质砝码，用于称量黄金等贵重物品。汉代以后，天平在中国得到了广泛应用，并逐渐发展出杆秤等多种形式。杆秤是一种利用杠杆原理的称量工具，通过移动秤砣的位置来平衡物体的重量。这种设计不仅提高了称量的精度，还便于携带和使用。

中世纪与文艺复兴时期的天平

进入中世纪，天平在欧洲得到了进一步的发展。14、15世纪，随着矿业和冶金技术的发展，欧洲出现了用于分析矿石中金属含量的精密天平。这些天平通常由金属制成，具有较高的精度和稳定性。文艺复兴时期，科学家们对天平的研究更加深入，改进了天平的设计和制造工艺，使其在科学实验中发挥了重要作用。

近代天平的革新

19世纪，随着工业革命的到来，天平的设计和制造技术得到了显著提升。科学家们发明了各种类型的精密天平，如分析天平和微量天平，用于化学分析和实验研究。这些天平通常具有高精度和高灵敏度，能够测量微小的质量变化。

现代天平的发展

20世纪中期，电子天平的问世标志着天平发展的一个重要里程碑。电子天平利用电磁力平衡原理，通过传感器和电子电路实现高精度的质量测量。与传统的机械天平相比，电子天平具有更高的精度和稳定性，操作更加简便，广泛应用于科学研究、工业生产和商业贸易中。

天平的未来发展

随着科技的不断进步，天平的设计和功能也在不断创新。现代天平不仅在精度和稳定性方面取得了显著进步，还融合了智能化和自动化技术。例如，智能天平可以通过无线网络连接，实现远程监控和数据传输，提高了工作效率和数据管理的便捷性。

总的来说，天平的发展经历了从简单到复杂、从低精度到高精度的演变过程。现代天平不仅在科学研究中发挥重要作用，还广泛应用于工业、商业和日常生活中。未来，随着科技的进一步发展，天平的设计和功能将会更加多样化和智能化，为人类的生产和生活提供更多便利和支持。

工作原理

常规天平：

杠杆原理

天平是一种利用杠杆原理制成的衡器。杠杆原理是指在杠杆的两端施加力时，力与力臂的乘积相等，即：

F1​×L1​=F2​×L2

其中，F1​和F2​分别是两端的力，

L1​和L2​分别是两端的力臂长度。在天平中，力臂长度通常是相等的，因此，当两端的力（即质量）相等时，天平达到平衡状态。

电子天平原理：

  电子天平的工作原理主要是通过感应荷重传感器来测量物体的重量，并将重量转化为电信号进行处理和显示。具体工作原理如下：
当物体放置在天平上时，物体的重力会作用在传感器的上方。传感器中的金属板簧会因受到压力而产生微小的位移。传感器中的应变片会随着金属板簧的位移而发生应变。应变片是一种敏感的电阻器件，其电阻值会随着应变的大小而变化。应变片连接到电路板上的电桥电路中。电桥电路是由多个电阻器组成的电路，通过测量电桥电路的电阻值变化来确定物体的重量。当物体放置在天平上时，电桥电路中的电压值会发生变化。电路板中的模拟转换器将电压信号转化为数字信号，并经过处理和校准后得到准确的重量值。
最后，重量值会送往显示器，显示器会将数字信号转化为可视的数字或图形，以显示物体的重量。

扭力天平的工作原理

其工作原理是由游丝或张丝扭曲所产生的力矩与被称量物体的重量达到平衡时,通过读数指针在刻度盘上指示出称量结果。其优点是不使用接码、操作方便、称量速度快。扭力天平可作微量物质的称量,尤其适合子移动到各工作现场中使用。

其类型按结构分为轴尖轴承式、片簧支承(吊皮)式和张丝式等三种,按管比分,有等管和不等曾商种。

目前使用较普遍的是JN-A型精密扭力天平,另外还有TW型,最大裁荷达1kg

其它还有特种天平利用液压原理、电磁作用原理、压电效应、石英振荡原理等设计制作的天平。