Balanse, instrument for å sammenligne vekten til to kropper, vanligvis for vitenskapelige formål, for å bestemme forskjellen i masse (eller vekt).
Oppfinnelsen av likarmsbalansen dateres tilbake minst til de gamle egypterne, muligens så tidlig som 5000 f.Kr. I de tidligste typene ble bjelken støttet i sentrum og pannene ble hengt opp fra endene av ledninger. En senere forbedring av utformingen var bruken av en tapp gjennom midten av bjelken for det sentrale lageret, introdusert av romerne om Kristi tid. Oppfinnelsen av knivkanter på 1700-tallet førte til utviklingen av den moderne mekaniske balansen. På slutten av 1800-tallet hadde balansen utviklet seg i Europa til en av verdens mest presise typer måleinstrumenter. På 1900-tallet ble elektroniske balanser utviklet, avhengig av elektrisk kompensasjon i stedet for mekanisk avbøyning.
Den mekaniske balansen består hovedsakelig av en stiv bjelke som svinger på en horisontal sentral knivkant som et hjørnehode og har de to endeknivkantene parallelle og like store fra midten. Lastene som skal veies støttes på panner som er hengt opp fra lagrene. For den beste designen er to eller flere ekstra knivkanter plassert mellom endelageret og pannen, den ene for å forhindre at vippet vippes og den andre for å feste belastningssenteret på et bestemt punkt på endeknivkanten. En arrestasjonsmekanisme forhindrer skader under lasting ved å skille knivkantene fra lagrene. Avbøyningen av balansen kan indikeres med en peker som er festet til bjelken og passerer over en gradvis skala eller ved refleksjon fra et speil på strålen til en fjern skala.
Den mest åpenbare metoden for å bruke en balanse er kjent som direkte veiing. Materialet som skal veies legges på den ene pannen, med tilstrekkelige kjente vekter på den andre pannen slik at bjelken vil være i likevekt. Forskjellen mellom nullavlesningen og avlesningen med pannene lastet indikerer forskjellen mellom belastninger i skalaeavdelinger. En slik direkte veiing krever at armene har samme lengde. Når feilen som følge av ulik arm er større enn den nødvendige presisjon, kan substitusjonsmetoden for veiing brukes. I denne metoden legges motvekt til den ene pannen for å balansere den ukjente belastningen på den andre. Deretter blir kjente vekter erstattet med den ukjente belastningen. Denne metoden krever bare at de to armene på bjelken holder samme lengder under veiingen. Enhver effekt av ulikhet er den samme for begge belastninger og elimineres derfor.
Små kvartsmikrobalanser med en kapasitet på mindre enn et gram har blitt konstruert med en pålitelighet som er mye større enn det som vanligvis er funnet ved små analysestanser som har en metallbjelke med tre knivkanter. Mikrobalanser brukes hovedsakelig for å bestemme tettheten av gasser, spesielt for gasser som bare kan oppnås i små mengder. Balansen opererer vanligvis i et gasstett kammer, og en vektendring måles ved endringen i nettokraftkraften på balansen på grunn av gassen der balansen er suspendert, og trykket på gassen kan justeres og måles ved et kvikksølvmanometer koblet til balansesaken.
Ultramikrobalansen er enhver veieinnretning som tjener til å bestemme vekten til mindre prøver enn det som kan veies med mikrobalansen - dvs. totale mengder så små som en eller noen få mikrogram. Prinsippene som ultramikrobalanser er konstruert med, inkluderer elastisitet i strukturelle elementer, forskyvning i væsker, balansering ved hjelp av elektriske og magnetiske felt, og kombinasjoner av disse. Måling av virkningene produsert av minuttmassene veid har blitt gjort ved optiske, elektriske og kjernefysiske strålingsmetoder for å bestemme forskyvninger og ved optiske og elektriske målinger av krefter som brukes til å gjenopprette en forskyvning forårsaket av prøven som veies.
Suksessen med tradisjonelle balanser i moderne tid har vært avhengig av de elastiske egenskapene til visse egnede materialer, spesielt kvartsfibre, som har stor styrke og elastisitet og er relativt uavhengige av effektene av temperatur, hysterese og uelastisk bøyning. De mest vellykkede og praktiske ultramikrobalansene har vært basert på prinsippet om å balansere belastningen ved å bruke moment på en kvartsfiber. En enkel design bruker en stiv fiber som en horisontal bjelke, støttet i midten av en strukket horisontal kvarts torsjonsfiber forseglet til den i rette vinkler. I hver ende av bjelken er en panne opphengt, den ene motvekt av den andre. Avbøyningen av bjelken forårsaket av å legge prøven til en panne gjenopprettes ved å rotere enden av torsjonsfiberen til bjelken igjen er i sin horisontale stilling og hele torsjonsområdet i den suspenderende fiberen kan brukes til måling av last lagt til en panne. Mengden av torsjon som er nødvendig for restaurering avleses ved hjelp av en skive festet til enden av torsjonsfiberen. Vekten oppnås ved å kalibrere balansen mot kjente vekter og lese av verdien fra kalibreringskartet for vekt versus torsjon. I motsetning til direkte forskyvningsbalanser som bare er avhengige av konstruksjonselementenes, lar torsjonsbalansen tyngdekraften balansere den største komponenten i lasten, dvs. pansene, og resulterer i kraftig økt lastekapasitet.
Saldoene på slutten av det 20. århundre var vanligvis elektroniske og langt mer nøyaktige enn mekaniske balanser. En skanner målte forskyvningen av pannen som holdt objektet som skulle veies, og ved hjelp av en forsterker og muligens en datamaskin, fikk det til en strøm som genererte panelen til sin null stilling. Målingene ble lest på en digital skjerm eller utskrift. Elektroniske veiesystemer måler ikke bare totalmasse, men kan også bestemme egenskaper som gjennomsnittsvekt og fuktighetsinnhold.
