Kaal, vahend kahe keha raskuse võrdlemiseks, tavaliselt teaduslikel eesmärkidel, massi (või kaalu) erinevuse määramiseks.
Võrdse käe tasakaalu leiutamine pärineb vähemalt Vana-Egiptuse ajast, võimalik, et juba 5000 eKr. Varasemates tüüpides toetati tala keskelt ja pannid riputati otstest nööridega. Hilisem disainilahenduse parandamine oli tala kasutamine tugi keskosa jaoks kesklaagri jaoks, mille roomlased tutvustasid Kristuse ajast. Nuga servade leiutamine 18. sajandil viis kaasaegse mehaanilise tasakaalu väljaarendamiseni. 19. sajandi lõpuks oli tasakaal Euroopas arenenud üheks kõige täpsemaks mõõteseadmetüübiks. 20. sajandil töötati välja elektroonilised kaalud, sõltuvalt elektrilisest kompenseerimisest, mitte mehaanilisest läbipaindest.
Mehaaniline tasakaal koosneb sisuliselt jäigast talast, mis võngub horisontaalsel kesksel nuga serval tugipunktina ja millel on kaks otsa nuga serva paralleelsed ja keskelt võrdselt eemal. Kaalutavad koormad toetatakse laagrite küljes riputatud pannidele. Parima kujunduse saavutamiseks asetsevad otsalaagri ja aluse vahel kaks või enam täiendavat nuga-serva, üks tasapinna kallutamise vältimiseks ja teine - koorma keskpunkti fikseerimiseks lõpp-nuga-servas. Seiskamismehhanism väldib laadimise ajal kahjustusi, eraldades noa servad laagritest. Kaalude läbipainet võib näidata tala külge kinnitatud osutiga, mis ületab astmeliselt skaala, või peegeldusega tala peeglist kaugemale.
Kõige ilmsem kaalude kasutamise meetod on otsene kaalumine. Kaalutav materjal pannakse ühele pannile, teisele pannile on teadaolevad kaalud piisavad, et tala oleks tasakaalus. Nullnäidu ja laaditud pannide näidu erinevus näitab koormuste erinevust skaalajaotuses. Selline otsene kaalumine eeldab, et relvad oleksid võrdse pikkusega. Kui ebavõrdsetest õlgadest tulenev viga on nõutavast täpsusest suurem, võib kasutada kaalumise asendusmeetodit. Selle meetodi korral lisatakse ühele pannile vastaspooli raskused, et tasakaalustada teadmata koormust teisel. Seejärel asendatakse teadmata koormus teadaolevate raskustega. Selle meetodi jaoks on vaja, et tala mõlemad harud püsiksid kaalumise ajal ühesugused. Igasugune ebavõrdsuse mõju on mõlemal koormusel sama ja on seetõttu välistatud.
Väikeste kvartsmikroskaalade mahuga alla grammi on konstrueeritud tunduvalt suurem töökindlus kui tavaliselt väikeste proovitüübi kaalude korral, millel on kolme noa servaga metalltala. Mikrokaalusid kasutatakse peamiselt gaaside, eriti väikestes kogustes saadavate gaaside tiheduse määramiseks. Kaal töötab tavaliselt gaasikindlas kambris ja kaalu muutust mõõdetakse kaalus oleva ujuvjõu netojõu muutusega, mis on tingitud gaasist, milles tasakaal on riputatud, gaasi rõhku saab reguleerida ja mõõta kaaluümbrisega ühendatud elavhõbeda manomeeter.
Ultramarmakaal on iga kaalumisseade, mille abil saab kindlaks teha väiksemate proovide kaalu, mida saab mikrokaaluga kaaluda, st kogumaht on nii väike, kui üks või paar mikrogrammi. Põhimõtted, millele tuginedes on ülimõõtmelised tasakaalud edukalt konstrueeritud, hõlmavad konstruktsioonielementide elastsust, nihet vedelikes, tasakaalustamist elektriliste ja magnetväljade abil ning nende kombinatsioone. Mõõdetud kaalutud minutimasside mõju on mõõdetud nihete määramiseks optilise, elektrilise ja tuumakiirguse meetodil ning kaalutud proovi põhjustatud nihke taastamiseks kasutatavate jõudude optiliste ja elektriliste mõõtmiste abil.
Traditsiooniliste kaalude edukus tänapäeval on tuginenud teatud sobivate materjalide, eriti kvartskiudude elastsetele omadustele, millel on suur tugevus ja elastsus ning mis on suhteliselt sõltumatud temperatuuri, hüstereesi ja elastse painde mõjudest. Kõige edukamad ja praktilisemad ultramarrokaalud on põhinenud põhimõttel tasakaalustada koormus kvartskiule pöördemomendi lisamisega. Ühes lihtsas konstruktsioonis kasutatakse jäika kiudu horisontaalse talana, mida toetab selle keskel venitatud horisontaalne kvartsväärikiud, mis on selle külge suletud täisnurga all. Tala mõlemas otsas riputatakse pann, üks tasakaalustab teist. Näidise lisamisega ühele alusele põhjustatud tala läbipaine taastatakse väändekiu otsa pööramisega, kuni tala on jälle horisontaalses asendis ja suspendeeriva kiudu kogu väändevahemikku saab kasutada ühele pannile lisatud koormus. Taastamiseks vajalik väände hulk loetakse väändekiu otsa kinnitatud ketta abil. Kaal saadakse, kalibreerides kaalu teadaolevate raskustega ja lugedes väärtuse massi ja väände kalibreerimisgraafikult. Erinevalt otsese nihke tasakaalust, mis tugineb ainult konstruktsioonielementide elastsusele, võimaldab väändebilanss gravitatsiooni abil tasakaalustada koorma suurimat komponenti, st panne, ja tulemuseks on märkimisväärselt suurenenud kandevõime.
20. sajandi lõpu kaalud olid tavaliselt elektroonilised ja palju täpsemad kui mehaanilised kaalud. Skänner mõõtis kaalutavat eset hoitava panni nihke ning võimendi ja võib-olla arvuti abil tekitas voolu, mis viis panni nullasendisse. Mõõtmisi loeti digiekraanil või väljatrükil. Elektroonilised kaalusüsteemid ei mõõta mitte ainult kogumassi, vaid võivad kindlaks määrata ka sellised omadused nagu keskmine kaal ja niiskusesisaldus.
