一、双盘天平的称量原理

杠杆式机械天平是根据杠杆原理制成的一种衡量仪器。

杠杆原理表述如下：当杠杆平衡时，两力对支点所形成的力矩相等，即力×力臂＝重力×重臂。

在图2-1中，Q为被称物的重力，P为砝码的重力，a为力臂，b为重臂。如g为重力加速度，m_p为砝码的质量，m_Q为物体的质量，杠杆平衡时

P·a＝Q·b

m_p·g·a＝m_Q·g·b

对于等臂天平设力臂等于重臂即a=b，同一位置重力加速度g相同，故

m_P＝m_Q

利用杠杆原理，可以在杠杆秤上通过比较被称物体的质量和已知物体—砝码的质量来进行称量。在天平上测出的是物体的质量而不是重力。质量与g无关，不随地域不同而改变。

图2-1杠杆原理

天平的灵敏度是指天平指针尖端沿着标牌移动的分度数与任一盘中所添加的小砝码的质量之比。

天平的灵敏度与横梁的质量成反比，与臂长成正比，与重心距(即支点与重心间的距离)成反比，重心越高，天平的灵敏度越高，但其稳定性必将减小。

二、单盘天平的称量原理

单盘天平是指不等臂单盘天平，也称双刀单盘天平，具有全部机械减码装置及光学读数机构。它比双盘天平性能优越，具有感量恒定、无不等臂性误差、称量速度快等特点。

单盘天平只有两个刀子，一个是支点刀，一个是承重刀。砝码和被称物在同一个悬挂系统中，在称量时加上被称物体，减去悬挂系统上的砝码，使横梁始终保持全载平衡状态。即用放置在秤盘上的被称物替代悬挂系统中的砝码，使横梁保持原有的平衡位置，所减去的砝码码的质量等于被称物的质量。这就是替代法称量的原理。

单盘天平称量原理见图2-2。

图2-2单盘天平称量原理

单盘天平具有以下特点：

(1)感量恒定从以上称量原理得知，在称量全过程中，被称物的质量等于悬挂系统中减去的砝码的质量，悬挂系统的总质量不随被称物质量的不同而改变，因此，在称量范围内，单盘天平的感量是恒定的。

(2)不存在不等臂性误差不等臂性误差是指双盘天平由于两个承重刀对支点刀的距离不可能调整到绝对相等所产生的称量误差。在单盘天平上，被称物与砝码在同一臂上，臂长是一个，因此不存在不等臂误差。

(3)操作简便，称量速度快要求机械式天平向提高称量的准确度和称量速度发展，单盘天平的结构特点能适合这两点要求。有“半开”机构的天平可以免去每次调整砝码必须关闭天平的麻烦；附加“预称”机构可以大大缩短称量时间；有“去皮”机构的天平可直接得出物品净重。此外，单盘天平的维护保养也比较方便。