在早期的电学研究中，科学家们没有什么工具可以帮助他们。到18世纪80年代，人们已经制造出了产生、储存和检测静电的设备，但还没有简单的方法来测量静电电荷的数量。一位对电和磁感兴趣的法国工程师，查尔斯-奥古斯丁·库仑他发明了最早能够实现这一壮举的仪器之一:扭力天平。
库仑扭力平衡由几个小部件组成，如图所示。为了防止微风或其他环境因素影响测试结果，在一个玻璃盒子里，一根针挂在一根线上，通常是丝线。一根狭窄的玻璃管从玻璃箱的顶部延伸出来。在管子的顶部是一个金属球体，针就挂在上面的线上。针的一端是一个小的金属球体，由于它处于悬浮状态，可以自由摆动。玻璃盒顶部突出的还有一根金属棒，两端都有金属球(一个在盒内，一个在盒外)。
为了使用扭力平衡，库仑将一个物体放在金属杆上端的金属球体附近。被研究物体所携带的任何电荷都会转移到金属球体上，然后沿着杆子移动到另一端的球体上。在那里，电荷可以影响悬挂在外壳中的针，针在静息状态下接触到棒的下部球体。所以球体中的任何电荷都传递到针的球体上。一旦杆子的球体和针的球体都带了类似的电荷，它们就会相互排斥。这种排斥力使针移动，使线缠绕在针上。这种扭转的动作叫做扭转，这就是这种乐器的名字。为了确定发生了多大的扭转，库仑参考了窄玻璃管上端附近用度数标记的一个小刻度。围绕着玻璃盒的第二个刻度使他能够确定针移动了多远。库仑意识到，电荷越大，他观察到的扭转和位移就越大。
更早的科学家约翰·米歇尔(John michelle)曾使用过类似的仪器来研究重力，但直到库仑重新发明并将其用于其他用途后，该仪器才名声大噪。库仑用扭转天平对静电力进行了详细的研究，这使他向世界证明了平方反比定律，这个定律今天以他的名字命名。根据库仑定律时，物体之间的电力与物体之间的距离成反比。引力也存在类似的平方反比定律，但引力受物体质量的影响，而不是它们的电荷。
库仑发表了他的研究结果和对扭力平衡的描述之后，全球的科学家都想要这个工具。事实上，扭力天平在18世纪后期和随后的整个世纪成为最受欢迎的科学仪器之一。
