如图3-4所示，设天平的臂长为L（即梁长的一半），G为梁的重心，G′为天平梁偏移后的重心位置，d为重心G或G′与支点O之间的距离，W为梁重，m为增加的一个小重量，P为称盘重。当天平为空盘时，则指针位于OD处，如在右盘上增加一个小的重量m时，指针偏移至OD′位置，横梁由OA偏斜至OA′，其偏斜角度为α 。根据杠杆原理，支点右边的力矩等于支点左边的两力矩之和，即
( P + m )×OA = ( P×OB ) + ( W×GG′ )
因
OA = OB 故 m×OA = W×GG′
OA′′ = OA′ · cosα = L · cosα
GG′ = OG′ · sinα = d · sinα
因此，m · L · cosα = W · d · sinα
即 （3-1）
由于α一般很小，可以认为tanα≈α，故 （3-2）
此式是表示天平灵敏度的简易公式，它未包括刀口质量和载重时梁的变形等因素的影响。当m = 1毫克时，指针偏移角度α称为天平的灵敏度。此时

(1) 横梁的重量W越大，天平的灵敏度越低。
(2) 天平的臂长L越长，灵敏度应该越高。但天平的臂长太长时，横梁的重量增加，并使载重时的变形增大，灵敏度反而降低。
(3) 支点与重心的距离d越短，灵敏度越高。同一台天平的臂长和梁重都是固定的，通常只能改变支点到重心的距离来调整天平的灵敏度。如果天平的灵敏度太低，可将重心螺丝与支点的距离缩短；如果天平的灵敏度太高，可将重心螺丝与支点的距离增大。
应该指出，天平的臂在载重时稍向下垂，以致臂的实际长度减少，同时梁的重心也微向下移，故载重后其灵敏度会减小。
天平的灵敏度常用“感量”表示。感量与灵敏度互为倒数关系，即
（3-4）
电光天平盘上加10mg砝码时，天平的指针偏移10格，灵敏度为1格/mg。但是读数标尺采用了光学放大，读数可准确至0.1mg。

 天平灵敏度的测定
1. 零点的测定
接通电源，旋动旋钮，慢慢开动天平，在天平不载重的情况下，检查投影屏上标尺的位置，如零点与投影屏上的标线不重合，可拨动旋钮附近的扳手，挪动一下投影屏的位置，使其重合，若相差较大时，则可旋动平衡螺丝以调节空盘零点的位置。
2. 灵敏度的测定
开动天平，调节天平的零点使其与投影屏上的标线重合。在天平盘上加一个校准过的10mg砝码，再开动天平，标尺应移至9.9～10.1mg范围内，如不合要求，则应调节灵敏度。
当载重时，天平臂略有变形，因此灵敏度也有微小的变化。必要时可制作灵敏度校正曲线，即分别测定载重为0g，10g，20g，30g，40g，50g时相应的灵敏度，并绘制灵敏度曲线。