La balance Planck fonctionne selon le principe de compensation de force électromagnétique :une force de poids d'un côté de la balance est équilibrée par une force électromagnétique de l'autre côté. Cela signifie que les poids (appelés étalons de masse) ne seront plus nécessaires. Cela pourrait être le début du développement d'une toute nouvelle génération de balances adaptées à l'industrie.

En collaboration avec la Technische Universität Ilmenau, la Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) développe une échelle dite de Planck. Cette balance fonctionne selon le principe de la compensation de force électromagnétique :une force de poids d'un côté de la balance est équilibrée par une force électromagnétique de l'autre côté. Cela signifie que les poids (appelés étalons de masse) ne seront plus nécessaires ; à ce jour, les poids ont "indiqué" aux balances la taille réelle de la masse sur la balance (par exemple, 1 kg). D'ici la fin de l'année, les scientifiques auront accès à un premier prototype de l'échelle de Planck. De cette façon, un bilan peut être effectué sur les étapes encore nécessaires pour faire évoluer l'échelle jusqu'à ce qu'elle soit adaptée à un usage industriel. Cela pourrait être le début du développement d'une toute nouvelle génération de balances adaptées à l'industrie.

Le développement de l'échelle de Planck a été dynamisé par la redéfinition prochaine du kilogramme :dans un futur proche, le prototype international du kilogramme, un petit cylindre métallique dans un coffre-fort près de Paris, deviendra obsolète. À sa place, on utilisera une définition du kilogramme basée sur une constante naturelle indestructible et immuable :la constante de Planck h. Le nom "échelle de Planck" fait allusion à cette constante. Une fois la valeur de h établie internationalement, les masses seront déterminées uniquement en mesurant des grandeurs électriques.

Un avantage supplémentaire de la balance Planck est sa plage de mesure continue. Bien que le prototype initial n'atteigne qu'une plage de mesure de 1 mg à 100 g, son successeur, qui a déjà été planifié, aura une plage de 1 mg à 1000 g. Des balances comparables pourraient être utilisées pour les opérations de pesage industriel en tant qu'étalons primaires, étant donné qu'aucun étalonnage utilisant des poids standard n'aura lieu. À long terme, cependant, l'échelle de Planck pourrait également être utilisée pour obtenir une précision plus élevée (même pour de petites masses) que ce qui a été possible jusqu'à présent en utilisant des poids standard dans les applications industrielles. De cette façon, l'expertise acquise à PTB lors du développement de la balance Planck profitera à l'économie en général et renforcera la position de leader de l'industrie allemande de la balance dans le monde.

Alors que le PTB examine les résultats pratiques et les opportunités de la redéfinition du kilogramme, la redéfinition elle-même n'est pas encore terminée. En tant que l'un des principaux instituts de métrologie au monde, Le PTB joue également un rôle majeur dans cette redéfinition. Deux expériences sont menées au niveau international afin d'atteindre l'objectif de définir le kilogramme de telle sorte qu'il soit basé sur des constantes naturelles :l'expérience d'Avogadro, qui déterminera le nombre d'atomes dans un cristal presque parfaitement sphérique fait de silicium isotopiquement pur; et la balance Kibble (ou balance watt), dans lequel la force gravitationnelle d'une masse dans le champ gravitationnel de la Terre est compensée par une force électromagnétique. Parce que les deux expériences déterminent la valeur de la constante de Planck, les deux approches remplissent l'objectif mentionné ci-dessus. Alors que l'approche de PTB passe principalement par la sphère de silicium, la balance Kibble est privilégiée par le NIST aux États-Unis et le NRC au Canada. Cependant, afin de pouvoir proposer les deux approches pour la future diffusion des unités de masse à l'industrie, PTB - en collaboration avec TU Ilmenau - a lancé le développement d'un prototype pour une balance Planck (en tant que version de la balance Kibble adaptée à l'industrie).

L'Institut de mesure de processus et de technologie des capteurs de la TU Ilmenau, qui contribue conjointement au développement de l'échelle de Planck sous la direction scientifique du professeur Thomas Fröhlich, est une institution de premier plan au niveau international dans les domaines de la technologie industrielle de mesure de force, technologie de pesage et métrologie laser de précision nanométrique. Au cours des dix dernières années, des instruments de mesure ont été développés à TU Ilmenau qui ont été considérés comme "l'échelle la plus précise au monde". Les connaissances acquises grâce au développement d'un prototype de comparateur dit de 1 kg ont été directement intégrées dans la recherche à l'échelle de Planck. Ce comparateur de masse très précis est déjà utilisé dans les instituts nationaux de métrologie du monde entier pour comparer des prototypes en kilogrammes.