3. 称重式灌装系统静态称重校准
校准对象与误差模型
称重式灌装工位的静态称重链路为：称重传感器（应变式）→ 称重变送器/称重模块 → PLC 模拟量或数字称重通道 → 显示值。静态校准要解决两个独立参数：零点偏移（空载时显示不为 0）与量程系数（斜率偏差，即显示增量与砝码真值增量不成比例）。二者可用一次线性模型描述：
显示值 W_disp = K × W_true + B，其中 B 为零点偏移（kg），K 为量程系数（无量纲，理想值 1.000）。多点校准即用多个标准砝码点拟合出 K 与 B，再反算修正。
校准前必须确认：秤台无残留物料、气路与输送带不接触秤体、砝码经检定且在有效期内、灌装头处于抬起不施力状态。任何机械侧向力都会污染零点。
多点校准实施步骤
以目标灌装量 50 kg、允许静态误差 ±0.1 kg（±0.2% FS）为例，选用 0、20、50、100 kg 四个砝码点，每点加载稳定 5 s 后读取 3 次取平均，记录如下（示例数据）：
| 砝码真值 W_true (kg) | 校准前显示均值 (kg) | 偏差 (kg) |
|---|---|---|
| 0 | 3.5 | +3.5 |
| 20 | 22.8 | +2.8 |
| 50 | 51.8 | +1.8 |
| 100 | 100.0 | 0.0 |
用最小二乘拟合 W_disp = K·W_true + B。由首末两点粗算：K = (100.0−3.5)/(100−0) = 0.965，B = 3.5 kg。修正时在称重通道写入：零点偏移 −3.5 kg，量程系数 1/0.965 ≈ 1.0363（若仪表以“量程微调”百分比形式给出，则为 +3.63%）。
不要只做单点（如仅 50 kg）校准：单点只能修正该点偏差，无法分离零点与斜率，会在其他量程段留下残余误差。至少取 3 点，且覆盖目标灌装量上下各一段。
校准后验证与判据
写入修正后重新加载各砝码点，记录校准后显示值，计算静态误差 e = W_disp − W_true：
| W_true (kg) | 校准后显示 (kg) | 误差 e (kg) | 判定（|e|≤0.1） |
|---|---|---|---|
| 0 | 0.02 | +0.02 | 合格 |
| 20 | 20.06 | +0.06 | 合格 |
| 50 | 49.95 | −0.05 | 合格 |
| 100 | 100.08 | +0.08 | 合格 |
四点误差均在 ±0.1 kg 内，且 50 kg 目标点误差 −0.05 kg，满足 ±0.2% FS 的静态精度要求。若某点超差，先排查该点附近是否存在机械卡滞或砝码放置偏心，再考虑增加拟合点或改用分段修正。
常见问题与处理
- 零点反复漂移：多为秤体受侧向力或气路拉扯，先做机械解耦再重新置零，不要靠软件反复补偿掩盖。
- 大重量点误差偏大：检查传感器量程是否接近满量程、变送器是否饱和，必要时更换更大量程传感器。
- 校准后灌装仍不准：静态校准只保证“称得准”，灌装量还受落料冲击、空中料柱、阀门关闭延迟影响，需另做动态补偿，不能归因于称重校准失败。