下面主要對一階往復慣性力的合力進行分析。如所示，由柄轉角位置A以第一汽缸軸線為基準。第一缸往復慣性力方向沿X軸，即FX=m1jRX2cosA（6）第二缸往復慣性力方向沿Y軸，即FY=m2jRX2cos（A-90°）=-m2jRX2sinA（7）設計時，盡可能使m1j=m2j=mj所以，FX2 FY2=（mjRX2）2（8）這充分說明，當兩汽缸相互垂直時，其一階往復慣性力的合力為一定值，其方向為tgH=FYFX=-tgA∴H=P-A（9）可見，其方向與旋轉慣性力一樣，始終是與曲柄方向一致的。這樣，就可很容易地用平衡塊來達到一階往復慣性力和旋轉慣性力的完全平衡。利用上述原理，進行了制冷機曲軸部分的設計計算，其平衡塊總質量應滿足：mXQX=（mr mj）R（10）其中，QX為平衡塊偏心量，mX為平衡塊質量。根據以上計算，并兼顧曲軸箱空間位置，最后計算得：QX=3mm，mX=10.8g。
分析機器經設計、加工、調配到較佳狀態后，充高純氦氣20kg，接通直流穩壓電源，調整機器運行頻率，對制冷機進行了測試。（1）振動：將壓電傳感器垂直安裝在測試真空罩上端，接通壓電傳感器和實時頻譜分析制冷機振動頻域曲線儀，觀測制冷機正常運行時的信號加速度，測得的實時頻域分析結果如所示。從圖中可以看出，機器在運行頻率為50Hz時，其一階振動加速度最大為3.35m/ss，計算加速度均值為3.5m/ss，根據F=ma（m為制冷機質量，為0.78kg），我們可計算得整機的振動力為F=0.78×3.5=2.7N，可滿足使用要求，說明曲軸組件的結構設計基本合理。
?。?）噪聲：在制冷機四個方位進行測試，噪聲均小于50dB.（3）降溫時間：在制冷機冷頭上安裝有3.5克紫銅測試帽，測試帽上裝有銠鐵溫度計和電阻加熱片，測試帽與冷頭之間保持良好熱接觸，測得的降溫曲線如所示。從圖中可見，樣機開機后3分10秒即可降至80K.
?。?）制冷量和輸入功率：當冷頭測溫帽指示溫度降至最低時，開始給電阻片加熱，當測溫帽指示溫度達到80K時，此時的加熱功率即為該溫度下的制冷量，同時記錄DC輸入功率。降溫曲線制冷量輸入功率曲線是保持測溫帽溫度為80K時，DC輸入功率制冷量曲線。從圖中可見，當機器制冷量維持在0.7W時，整機輸入功率為24W.制冷量最大可達到1.1W/80K，此時整機輸入功率為38W.
?。?）重量：機器總重量為0.9kg，其中制冷機重量為0.78kg.另外，樣機系統還經受了高低溫貯存、高低溫工作、溫度沖擊、濕熱、機械振動及沖擊等環境試驗考核，取得了較為滿意的試驗結果。
