Equilibri, instrument per comparar els pesos de dos cossos, generalment amb finalitats científiques, per determinar la diferència de massa (o pes).
La invenció de l'equilibri de braços iguals es remunta almenys a l'època dels antics egipcis, possiblement fins al 5000 aC. En els primers tipus, la biga era recolzada en el centre i les paelles eren penjades dels extrems mitjançant cordons. Una millora posterior del disseny va ser l'ús d'un passador a través del centre de la biga per al rodament central, introduït pels romans sobre el temps de Crist. La invenció del tall de ganivet al segle XVIII va comportar el desenvolupament de l'equilibri mecànic modern. A finals del segle XIX, l’equilibri s’havia convertit a Europa en un dels tipus de dispositius de mesura més precisos del món. Al segle XX, es van desenvolupar balanços electrònics, depenent de la compensació elèctrica més que de la deformació mecànica.
L'equilibri mecànic consisteix, fonamentalment, en un feix rígid que oscil·la sobre un cantell horitzontal central horitzontal com a fulcre i té els dos extrems de ganivets paral·lels i equidistants del centre. Les càrregues a pesar es suporten en paelles penjades dels coixinets. Per a un millor disseny, hi ha dues o més vores de ganivet addicionals entre el rodament final i la paella, una per evitar la inclinació del pla i una altra per fixar el centre de càrrega en un punt determinat de la vora final del ganivet. Un mecanisme de detenció evita els danys durant la càrrega separant les vores del ganivet dels seus coixinets. El desviament de l'equilibri es pot indicar amb un punter unit al feix i passant per sobre d'una escala graduada o per reflexió des d'un mirall del feix a una escala llunyana.
El mètode més obvi d’utilitzar un equilibri es coneix com a pesatge directe. El material a pesar es col·loca en una paella amb prou pesos coneguts a l’altra paella per tal que el feix estigui en equilibri. La diferència entre la lectura zero i la lectura amb les paelles carregades indica la diferència entre les càrregues en les divisions d’escala. Un pesatge directe requereix que els braços tinguin la mateixa longitud. Quan l'error resultant de braços desiguals és superior a la precisió requerida, es pot utilitzar el mètode de substitució de pesatge. En aquest mètode, els pesos contrapositius s’afegeixen a una panera per equilibrar la càrrega desconeguda de l’altra. A continuació, els pesos coneguts se substitueixen per la càrrega desconeguda. Aquest mètode requereix només que els dos braços del feix mantinguin les mateixes longituds durant la pesada. Qualsevol efecte de la desigualtat és el mateix en ambdues càrregues i per tant s’elimina.
S’han construït petits microbalances de quars amb capacitats inferiors a un gram amb una fiabilitat molt superior a la que normalment es troba amb petites balances tipus assaig amb un feix de metall amb tres vores de ganivet. Els microbalances s'utilitzen principalment per determinar les densitats de gasos, especialment els gasos obtinguts només en petites quantitats. El saldo sol funcionar en una càmera estanca al gas i un canvi de pes es mesura mitjançant el canvi de la força de flotabilitat neta de la balança a causa del gas en què es suspèn el saldo, la pressió del gas es pot ajustar i mesurar per un manòmetre de mercuri connectat amb la caixa d'equilibri.
L’ultramicrobalanç és qualsevol dispositiu de pes que serveix per determinar el pes de mostres més petites del que es pot pesar amb el microbalanç, és a dir, quantitats totals tan petites com un o pocs micrograms. Els principis sobre els que s'han construït els ultramicroquilibris amb èxit inclouen l'elasticitat dels elements estructurals, el desplaçament de fluids, l'equilibri mitjançant camps elèctrics i magnètics, i combinacions d'aquests. La mesura dels efectes produïts per les masses minúscules pesades s'ha realitzat mitjançant mètodes de radiació òptica, elèctrica i nuclear per determinar desplaçaments i mitjançant mesures òptiques i elèctriques de les forces utilitzades per restaurar un desplaçament causat per la pesada de la mostra.
L’èxit dels equilibris tradicionals en l’època moderna s’ha basat en les propietats elàstiques de certs materials adequats, especialment les fibres de quars, que presenten una gran resistència i elasticitat i són relativament independents dels efectes de la temperatura, la histèresi i la flexió inelàstica. Els ultramicrobalances més reeixits i pràctics s’han basat en el principi d’equilibrar la càrrega aplicant un parell a una fibra de quars. Un disseny senzill utilitza una fibra rígida com a feix horitzontal, sostinguda en el seu centre per una fibra de torsió horitzontal de quars estesa amb un angle recte. A cada extrem de la biga se suspèn una panera, una contrapesant l’altra. El desviament del feix causat per afegir la mostra a una paella es restableix girant l’extrem de la fibra de torsió fins que el feix torni a estar en la seva posició horitzontal i es pugui aplicar el rang complet de torsió a la fibra de suspensió a la mesura de la càrrega afegida a una paella. La quantitat de torsió necessària per a la restauració es llegeix mitjançant un esfera unit a l'extrem de la fibra de torsió. El pes s’obté calibrant l’equilibri contra pesos coneguts i llegint el valor del gràfic de calibració de pes versus torsió. A diferència dels saldos de desplaçament directes que només es basen en l'elasticitat dels membres estructurals, el balanç de torsió permet que la gravetat equilibri el component més gran de la càrrega, és a dir, les paelles, i dóna lloc a una gran capacitat de càrrega.
Els saldos de finals del segle XX solen ser electrònics i molt més precisos que els saldos mecànics. Un escàner va mesurar el desplaçament de la panera que subjectava l'objecte a pesar, i mitjançant un amplificador i, possiblement, un ordinador, va fer que es generés un corrent que va tornar la panoràmica a la seva posició zero. Les mides es van llegir en una pantalla digital o en una impressió. Els sistemes electrònics de pesatge no només mesuren la massa total, sinó que també poden determinar característiques com el pes mitjà i el contingut d’humitat.
