Kibble 天平的挠曲件：最小化非弹性弛豫效应

我们研究了 Kibble 天平中所使用挠曲件的非弹性后效，其中该挠曲件在速度模式下经历大行程，随后进行高精度力比较。我们考察了恒定行程和正弦行程对力比较的影响。我们从理论和实验上探索了一种简单的擦除程序，即将挠曲件以给定幅度和时间沿相反方向弯曲。我们发现该擦除程序将随时间变化的力降低了约 30%。该研究通过解析模型进行，并在美国国家标准与技术研究院使用我们新的 Kibble 天平进行了实验验证，该天平采用由沉淀硬化铜铍合金 C17200 制成的挠曲件。我们对挠曲件模量缺陷的实验测定值为 1.2E-4。该结果约为先前实验报告值的两倍。我们额外发现，在应力和应变状态改变后，挠曲件内部平衡存在静态偏移。这些静态偏移虽然可测量，但很小，在目前的 Kibble 天平应用中被认为是非关键性的。在研究过程中，我们发现了具有极小非弹性弛豫的魔法挠曲件。在这些魔法挠曲件中，通过在弯曲区域对具有非恒定截面的挠曲件进行适当的成形和加载，补偿了引起非弹性弛豫的机制。