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1798年Cavendish利用扭秤设计了测量地球密度的实验,后人根据实验结果推出了G值,这是人类首次在实验室尺度下得到的测量结果。之后两百多年里,各实验小组利用扭秤巧妙地设计了不同方法来进行测G实验,但至今为止,结果还是不尽如人意。目前国际上公布的相对不确定度小于50ppm的G值测量结果有8个。虽然其各自的测量精度很高,但在误差范围内各结果之间并不吻合,造成这种现象的原因可能是各种实验方法中存在尚未被发现或认知的系统误差。引力中心自上世纪80年代起采用精密扭秤开展了一系列引力实验研究。在G值测量方面,通过扭秤周期法先后得到的结果被近四次的CODATA收录。在我们的周期法测G实验中,扭秤振幅工作在mrad量级,在此小振幅下扭秤的本征热噪声对周期影响较大,周期的测量精度相对较低,为了实现周期的高精度测量只能以长时间实验累积数据为代价,而实验时间长就对维持周围环境和实验装置的稳定性提出了更高的要求。基于以上考虑,本文作者对扭秤周期法测G实验在大振幅下的相关效应进行了初步的分析和探讨:1、通过采用引力势和多极矩展开两种方法分别得到扭秤周期法测G实验中的扭秤力矩的仿真模型,分别建立近远程配置下吸引质量引力场作用于扭秤上的引力力矩关系曲线;2、建立大振幅下近远程配置频率平方差对扭秤运动振幅的响应特性曲线,计算大振幅下(rad量级)振幅效应。与HUST-09实验相比,将振幅适当调大(0.05~0.30rad),振幅效应以及由振幅拟合的不确定度对G值带来的误差都将逐渐增大;3、在测量时间足够长的情况下,采用相关法重新计算了HUST-09实验中热噪声对扭秤运动周期提取精度所产生的影响??/?(28)0.26 ppm。在大振幅(0.05~0.30rad)情况下,随着振幅的增大,热噪声对周期测量精度的影响将逐渐减少;4、以振幅为0.30rad为例,振幅效应达到-12%,由振幅拟合不确定度?A(28)0.02 mrad引入的误差为15.5ppm,同时与HUST-09实验相比,振幅的增大不仅在周期提取精度上提高20倍左右,而且实验数据积累的时间也大大缩减。结合HUST-09的实验结果,分析振幅为0.30rad下大振幅周期法测G实验中主要误差贡献为27.19ppm,理论上实验周期由原来半年左右时间可以缩短至1个星期完成一套完整实验。