热重分析仪主要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。最常用的测量的原理有两种，即变位法和零位法。所谓变位法，是根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系，用差动变压器等检知倾斜度，并自动记录。
零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度，然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，使线圈转动恢复天平梁的倾斜，即所谓零位法。由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例，这个力又与线圈中的电流成比例，因此只需测量并记录电流的变化，便可得到质量变化的曲线。
进行热重测试时，试样质量m经称重变换器变成与质量成正比的直流电压，经称重放大器放大后，送到模/数转换器，再送到计算机，计算机采集了质量转变为电压的信号，同时也采集了质量对时间的一次导数(也称微分)信号以及温度信号。然后对这三个信号进行数据处理，经处理后的曲线由显示器显示，对此曲线进行数据分析并打印图谱。
热重分析仪是一种利用热重法检测物质温度-质量变化关系的仪器，具有性能稳定、使用灵活、可靠性高、适用范围广等优点。
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