ความสมดุลของแรงบิดเป็นอุปกรณ์ที่คิดค้นขึ้นเพื่อวัดแรงขนาดเล็กมากเช่นแรงโน้มถ่วงระหว่างมวลขนาดเล็กหรือแรงแม่เหล็กระหว่างทรงกลมที่มีประจุ ความสมดุลของแรงบิดประกอบด้วยแกนแนวนอนที่มีทรงกลมเหมือนกันที่ปลายทั้งสองด้าน แกนแนวนอนหมุนบนลวดที่รองรับที่กึ่งกลาง คงที่ทรงกลมขนาดเล็กที่มีมวลเท่ากันหรือมีประจุอยู่ใกล้กับทรงกลมที่ปลายของแกนหมุนดึงดูดพวกมันและทำให้ลวดบิด จำนวนของการบิดในลวดนั้นสามารถแปลงทางคณิตศาสตร์เป็นปริมาณของแรงระหว่างทรงกลมที่อยู่กับที่และที่อยู่บนแกนเคลื่อนที่
เมื่อมวลของทรงกลมในสมดุลแรงบิดเป็นที่รู้จักกันแล้วนักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณค่าความโน้มถ่วงคงที่ที่จะแทรกลงในกฎกำลังสองผกผันของนิวตัน จากผลลัพธ์เหล่านี้สามารถรับแรงขนาดเล็กระหว่างทรงกลมที่มีมวลไม่ทราบได้ กองกำลังระหว่างทรงกลมที่อยู่นิ่งกับมวลที่ไม่รู้จักและทรงกลมที่เคลื่อนที่ได้ของมวลที่รู้จักนั้นถูกพบโดยการสังเกตจำนวนครั้งที่แกนนอนในแนวนอนเหวี่ยงไปมาในระยะเวลาที่กำหนด ความถี่ของการเคลื่อนที่กลับไปกลับมาของก้านเกี่ยวข้องกับความเค้นบิดในลวดซึ่งสามารถคำนวณแรงที่ไม่ทราบได้
ในปี ค.ศ. 1783 Charles-Augustin de Coulomb นักฟิสิกส์ได้ตีพิมพ์การค้นพบของเขาว่ากฎตารางผกผันซึ่งเสนอครั้งแรกโดยนิวตันเพื่ออธิบายแรงโน้มถ่วงสามารถนำไปใช้กับประจุแม่เหล็กที่น่าดึงดูดหรือน่ารังเกียจ ในกฎของคูลอมบ์กองกำลังที่น่าดึงดูดหรือน่ารังเกียจระหว่างวัตถุเนื่องจากลักษณะแม่เหล็กของพวกเขาจำเป็นต้องมีค่าคงที่ประจุไฟฟ้าแรงคงที่ เมื่อทราบค่าใช้จ่ายของทรงกลมที่เคลื่อนไหวและคงที่ของความสมดุลแรงบิดนั้นจะสามารถคำนวณค่าคงที่ได้ ต่อจากนั้นทรงกลมคงที่ของประจุที่ไม่ทราบค่าสามารถติดตั้งและแรงดึงดูดหรือแรงผลักระหว่างพวกมันกับทรงกลมที่เคลื่อนที่ได้สามารถคำนวณได้โดยการวัดความถี่ของการเคลื่อนที่ไปมาของแกนนอน
เครื่องทดสอบแรงบิดต่อเนื่องมีความซับซ้อนและแม่นยำยิ่งขึ้นในการตรวจวัด นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าการให้แท่งเหล็กในแนวนอนนั้นมีความสมดุลในการผลักเริ่มต้นความต้านทานที่น้อยมากของอะตอมโลหะในลวดเส้นเล็กที่รองรับแท่งอาจทำให้มันหมุนในแนวนอนไปมาในอัตราที่แน่นอน ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นบิดในลวดโลหะเมื่อสัมผัสกับกองกำลังขนาดเล็กระหว่างวัตถุทรงกลมยังคงวัดค่าที่ไม่ทราบค่าในสมการผกผันสแควร์
