MCA Strumentazione Industriale – Distributore ufficiale FEMA Electronica in Italia
Convertitore FEMA I4L: ingresso mV/V da ponte di Wheatstone, funzioni di tara e correzione campo (Fcor), scalatura completa, uscita 4-20 mA o 0-10 V — display frontale, alimentazione universale
Convertitore I4L per celle di carico
Una cella di carico produce in uscita un segnale debole — tipicamente 1-3 millivolt per volt di alimentazione — proporzionale al peso applicato. Questo segnale grezzo non è leggibile dalla maggior parte dei PLC industriali, che hanno ingressi 4-20 mA standard. La soluzione tradizionale è un indicatore di pesatura dedicato; l'alternativa più moderna ed economica per applicazioni non fiscali è il convertitore I4L FEMA.
Il convertitore I4L prende in ingresso il segnale mV/V dalla cella, lo amplifica, applica scalatura completa per il fondo scala desiderato, gestisce tara per scorporare il peso del contenitore, e implementa la funzione Fcor (correzione campo) per tararlo con peso reale di riferimento direttamente in messa in servizio. L'uscita è un 4-20 mA standard leggibile da qualsiasi PLC, con isolamento galvanico a 3 vie.
Applicazioni tipiche: pesatura serbatoi e silos non fiscale, dosaggio batch, monitoraggio carichi su strutture (gru, carroponti, sospensioni), sistemi di sicurezza con feedback di peso, integrazione di celle di carico esistenti in nuovi PLC senza dover sostituire l'intera catena di pesatura.
Questa pagina è dedicata al condizionamento del segnale della cella (la parte elettronica). Per la scelta della cella di carico stessa — tipologie a compressione, trazione, flessione, classi OIML, gradi IP, certificazioni ATEX, criteri di dimensionamento per serbatoi, silos, gru, nastri trasportatori — consulta il nostro cluster celle di carico, una guida tecnica completa con tabelle di scelta per applicazione.
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I dati riportati sono indicativi. Per i parametri completi e le tolleranze garantite richiedi il datasheet ufficiale via email — lo forniamo gratuitamente con disponibilità a magazzino e quotazione.
Quattro funzioni che differenziano l'I4L da un semplice amplificatore mV/V e lo rendono adatto a integrarsi in catene di pesatura industriali pronte all'uso.
Imposta il peso che corrisponde a 4 mA e quello che corrisponde a 20 mA. Range tipico: 0 kg = 4 mA, fondo scala = 20 mA. Possibile zoomare su un range intermedio (es. 200-800 kg per dosaggi precisi nella parte centrale) sacrificando lettura sopra e sotto, ma ottenendo risoluzione 4 volte migliore nel range di interesse.
Applichi il serbatoio vuoto, premi il pulsante di tara, l'I4L memorizza la lettura come "zero netto". Da quel momento mostra solo il peso del prodotto contenuto, scartando il peso del serbatoio. La tara può essere reimpostata in qualsiasi momento (cambio prodotto, pulizia, manutenzione del serbatoio).
Applichi un peso reale conosciuto al sistema (es. 500 kg di acqua nel serbatoio), confronti con quello che l'I4L sta misurando teoricamente, e usi Fcor per allineare i due valori. L'I4L compensa automaticamente sfasamenti dovuti a vincoli meccanici parziali, tolleranze di celle e cablaggi, errori di scalatura iniziale. Operazione una tantum in messa in servizio.
Visualizza in tempo reale il peso netto in unità ingegneristiche (kg, t configurabili). Il manutentore vede il valore al quadro senza dover leggere il PLC o usare strumenti di diagnostica. Permette anche verifica veloce in messa in servizio confrontando il display con bilance di riferimento esterne.
Quattro celle di carico (8000 kg fondo scala totale) collegate in parallelo via junction box. L'uscita combinata mV/V entra nell'I4L che amplifica, scala, applica tara e Fcor, e produce un'uscita 4-20 mA standard letta direttamente dal PLC. Configurazione tipica per pesatura serbatoi e silos industriali.
Se il peso è una variabile di processo (ingrediente da dosare, livello serbatoio, controllo riempimento), I4L è la scelta. Se il peso è un dato commerciale (fattura al cliente, certificazione, vendita), serve un indicatore certificato CE-M.
Per applicazioni miste (es. dosaggio interno con tracciabilità qualità non legale) l'I4L con tracciamento PLC è generalmente sufficiente e adottato dalla maggior parte degli stabilimenti alimentari, chimici, farmaceutici per il dosaggio batch interno.
Su tratte oltre 10-15 metri il cablaggio a 4 fili (senza sense) introduce errore di lettura proporzionale alla resistenza dei cavi di alimentazione del ponte. Su 30 m di cavo standard l'errore può raggiungere 1-2% del fondo scala. Sempre usare il cablaggio a 6 fili con sense su tratte significative — l'I4L lo supporta nativamente, basta cablare i due fili sense aggiuntivi che la cella ha già.
Configurare l'I4L solo con i valori teorici (sensibilità nominale × portata × scalatura) senza fare Fcor con peso reale lascia errori dell'1-3% sul fondo scala dovuti a vincoli meccanici, tolleranze, deformazioni del telaio. Sempre fare la procedura Fcor con un peso reale di riferimento (sacchi di calcestruzzo, contenitore con peso noto) durante la messa in servizio. È un'operazione che richiede 15 minuti e migliora drasticamente la precisione.
Se si applica la tara mentre il serbatoio sta ancora oscillando dopo aver spostato qualcosa, il valore di tara memorizzato non è il peso vero del serbatoio vuoto. Successivamente la lettura "netta" sarà sempre sfasata. Sempre attendere che il sistema sia completamente stabile (almeno 30 secondi senza variazioni) prima di azzerare la tara.
Tubi di carico/scarico rigidi, scale di accesso vincolate, cablaggi rigidi creano forze parassite che alterano la pesatura indipendentemente dall'I4L. La lettura mostra valori "che non tornano" e il manutentore pensa di tarare lo strumento, ma il problema è meccanico. Tutti i collegamenti al serbatoio devono essere flessibili (tubi flex, sospensioni, giunti articolati).
Collegando in parallelo 4 celle senza junction box, o usando celle di modello/portata diversi, il sistema legge una media non bilanciata che varia in funzione di quale punto del serbatoio viene caricato (asimmetria). La junction box è obbligatoria per più celle, e tutte le celle devono essere identiche (stesso modello, stessa portata, stessa sensibilità).
Configurare 0-10000 kg in 4-20 mA quando il peso reale lavora tra 2000 e 4000 kg significa avere una risoluzione di lettura PLC di soli 2-3 kg per LSB su 12 bit di ADC. Per dosaggio precisi (errore richiesto <0,5%) restringere la scalatura: per esempio 1500-4500 kg in 4-20 mA, ottenendo risoluzione di 0,7 kg per LSB. La scalatura intelligente compensa la limitata risoluzione dell'ADC del PLC.
Silos di stoccaggio farina con 4 celle di carico a compressione classe C3 (4×5000 kg = 20.000 kg fondo scala). Il PLC della linea di impasto deve sapere quanta farina resta nel silo per gestire l'allarme di basso livello e l'ordine di rifornimento. Soluzione: 4 celle in junction box, I4L scalato 0-20.000 kg in 4-20 mA, lettura PLC ogni secondo. Funzione tara per scorporare il peso del silo vuoto. Costo molto inferiore a un sistema con indicatore dedicato.
Reattore chimico con sistema di dosaggio in cui il PLC controlla 6 valvole per dosare 6 ingredienti diversi sul reattore pesato. Per ogni ingrediente serve precisione di +/-1 kg su batch da 0-2000 kg. Soluzione: celle di carico C4 sotto reattore, I4L con scalatura 0-2000 kg in 4-20 mA (risoluzione PLC 0,5 kg per LSB), funzione tara dopo ogni ingrediente per misurare l'incremento. Procedura batch interamente gestita da PLC.
Gru a ponte di stabilimento metalmeccanico con cella di carico a perno integrata sul gancio (alternativa alle celle a trazione tradizionali). Il PLC della gru deve impedire sollevamenti oltre la portata massima certificata (10 t) e segnalare al manovratore quando il carico è vicino al limite. Soluzione: I4L che converte mV/V della cella in 4-20 mA letto dal PLC, soglie di allarme programmate nel PLC. Il display frontale dell'I4L permette al manutentore verifiche veloci durante manutenzione periodica.
Reattore di produzione attivi farmaceutici con tracciabilità batch GMP. Le pesate non sono fiscali ma vanno tracciate per audit qualità. Soluzione: 3 celle classe C3 IP69K con I4L. Il PLC registra in modo permanente le pesate batch nel sistema MES, generando record di tracciabilità. L'I4L è la parte di acquisizione, la tracciabilità GMP è gestita lato software MES con firma elettronica e timestamp protetti.
Indicaci portata cella, sensibilità mV/V, numero di celle, range di pesatura desiderato e tipo di PLC: ti dimensioniamo l'I4L con la configurazione corretta. Per la scelta della cella di carico vedi il cluster celle di carico.
Cluster celle di carico — guida tecnica completa alla scelta della cella (tipologie, classi OIML, IP, ATEX, applicazioni).
Calcolatore catena di pesatura — verifica online sensibilità, percentuale di scala, corrente di uscita.
Pillar convertitori e isolatori — guida completa al condizionamento del segnale FEMA Electronica.
Convertitori universali I3P/I4P — quando l'ingresso non è una cella di carico ma una sonda di processo o temperatura.
Il convertitore I4L FEMA prende in ingresso il segnale debole in mV/V prodotto da una cella di carico (tipicamente 1-3 mV/V dal ponte di Wheatstone) e lo trasforma in un'uscita standard 4-20 mA o 0-10 V leggibile da qualsiasi PLC industriale. È lo strumento corretto quando devi acquisire una pesatura in PLC senza usare un indicatore di pesatura dedicato: pesatura serbatoi e silos non fiscale, dosaggio batch, monitoraggio carichi su strutture, sistemi di sicurezza con feedback di peso.
Per molte applicazioni industriali sì, con vantaggi economici e architetturali. L'I4L converte mV/V in 4-20 mA che il PLC legge e visualizza nel proprio HMI o SCADA, eliminando l'indicatore di pesatura dedicato. Per applicazioni metrologiche legali (pesatura fiscale, bilance certificate CE-M, vendita al pubblico) servono però indicatori certificati con omologazione metrologica: l'I4L è un dispositivo industriale, non è omologato per pesatura legale. Per dosaggio batch, pesatura silos non fiscale, monitoraggio carichi industriali è invece la scelta corretta ed economica.
Fcor è una funzione di correzione campo dell'I4L che permette di tarare il convertitore confrontando la lettura con un peso reale conosciuto applicato in campo. Si applica un peso noto (es. 500 kg) e si dice all'I4L che quel peso applicato corrisponde a 500 kg sull'uscita 4-20 mA. Lo strumento corregge automaticamente eventuali sfasamenti tra calcolo teorico e realtà fisica (vincoli meccanici parziali, tubi rigidi residui, tolleranze di celle e cablaggi). È un'operazione che si fa una volta in messa in servizio per ottenere la massima precisione del sistema reale.
Sì, l'I4L ha funzione di tara configurabile via codici frontali. Si applica un peso noto come riferimento zero (per esempio il peso del serbatoio vuoto) e da quel momento la lettura mostra il peso netto, sottraendo automaticamente la tara. La tara può essere reimpostata in qualsiasi momento. Questo è fondamentale per pesatura serbatoi dove interessa il peso del prodotto e non quello dello stesso serbatoio.
Sì, è la configurazione standard per pesatura serbatoi e silos a 3 o 4 punti di appoggio. Si collegano in parallelo le celle tramite una junction box (cassetta di somma) che bilancia elettricamente le celle con trim resistors. L'uscita combinata della junction box va al singolo I4L. Le celle devono essere dello stesso modello (stessa portata, stessa sensibilità) per garantire bilanciamento corretto. Il fondo scala totale è la somma delle portate delle singole celle.
Le celle di carico industriali hanno tipicamente 6 fili: 2 di alimentazione (excitation +/-), 2 di lettura (signal +/-), 2 di sense (per compensazione automatica della caduta di tensione sui cavi). L'I4L supporta cablaggio a 4 fili (semplice) o 6 fili (con sense compensata). Su tratte oltre 10 metri usare sempre il cablaggio a 6 fili con sense, altrimenti la caduta di tensione sui cavi di alimentazione del ponte introduce errori dell'ordine di 0,5-2% del fondo scala.
La precisione complessiva è la somma quadratica degli errori dei due elementi: errore della cella (tipicamente 0,02-0,05% FS per classi C3/C4 OIML) + errore del convertitore I4L (tipicamente 0,1% FS). Risultato finale circa 0,1-0,15% FS sulla catena completa. Su una cella da 1000 kg significa precisione complessiva di ±1-1,5 kg sulla lettura PLC. Adatta a tutte le applicazioni industriali standard di pesatura non fiscale.
No, l'I4L produce un'uscita analogica 4-20 mA (lettura del peso), non un segnale di comando. Per pilotare una valvola di dosaggio in funzione del peso letto serve un PLC che riceva l'I4L sul suo ingresso analogico, esegua la logica di controllo (PID o on/off) e piloti la valvola tramite la sua uscita. L'I4L è la parte di acquisizione, il PLC la parte di controllo. Per controllo locale stand-alone senza PLC esistono regolatori di dosaggio dedicati con cella diretta.
No, l'I4L è progettato per celle di carico analogiche con uscita mV/V dal ponte di Wheatstone. Le celle digitali (uscita RS485, IO-Link o protocolli proprietari) hanno bisogno di indicatori o gateway specifici che parlino il protocollo della cella. Le celle digitali integrano l'amplificatore al loro interno e producono già un valore numerico, senza bisogno di un convertitore esterno come l'I4L. Sono però più costose; l'I4L con celle analogiche è la soluzione più economica per la maggior parte delle applicazioni.
FEMA Electronica produce strumenti per applicazioni industriali standard e non offre versioni certificate ATEX dell'I4L. Per zone classificate (Ex ia, Ex d) sono necessarie barriere intrinsecamente sicure dedicate per il segnale mV/V della cella, di costruttori specializzati. MCA può fornire soluzioni ATEX di altri brand del catalogo per la pesatura in zone pericolose: contattaci con i dati della zona per una proposta dedicata.
Per pesatura non fiscale, una catena con I4L è tipicamente più economica di un sistema con indicatore di pesatura dedicato e meno complessa nell'integrazione PLC. L'I4L costa meno di un indicatore industriale di base, e l'integrazione 4-20 mA standard nel PLC è immediata. Il risparmio è ulteriore quando il sistema include già un PLC con HMI: l'HMI fa anche da display di pesatura, eliminando la necessità di un display dedicato.
MCA Strumentazione Industriale è distributore ufficiale di FEMA Electronica per l'Italia, ma non distributore esclusivo. Forniamo il convertitore I4L con vendita, configurazione, supporto applicativo (incluso dimensionamento della catena di pesatura completa) e assistenza post-vendita direttamente dal nostro ufficio di Bollate (Milano). MCA fornisce anche la cella di carico — vedi cluster celle di carico — quindi possiamo proporre la catena completa cella + convertitore.
Vedi il cluster convertitori e isolatori di segnale per la guida completa alla gamma FEMA Electronica e il cluster celle di carico per la guida tecnica completa alla scelta della cella di carico industriale.