一、第一步：扭矩傳感 —— 應(yīng)變片技術(shù)捕捉力的變化

1. 核心組件布局：在扳手內(nèi)部的扭矩承受桿（采用高強(qiáng)度合金鋼鍛造）表面，均勻粘貼 4 片應(yīng)變片，按全橋電路方式連接。應(yīng)變片選用耐高溫、抗疲勞的金屬箔式材質(zhì)，能精準(zhǔn)感知微小彈性形變。

2. 形變 - 電阻轉(zhuǎn)換：當(dāng)操作人員對(duì)扳手手柄施加作用力時(shí)，扭矩承受桿會(huì)產(chǎn)生與扭矩大小成正比的微小彈性形變（肉眼不可見(jiàn)），粘貼在桿上的應(yīng)變片隨之同步拉伸或壓縮。這一形變會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變片的電阻值發(fā)生線性變化 —— 拉伸時(shí)電阻增大，壓縮時(shí)電阻減小。

3. 信號(hào)初始輸出：全橋電路能將電阻變化轉(zhuǎn)化為微弱的電壓信號(hào)（靈敏度達(dá) 1mV/V），例如當(dāng)施加 100N?m 額定扭矩時(shí)，輸出電壓信號(hào)約為幾毫伏。該信號(hào)直接反映扭矩的大小，為后續(xù)處理提供原始數(shù)據(jù)。

二、第二步：角度追蹤 —— 光電編碼器記錄轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡

1. 編碼器核心結(jié)構(gòu)：由光源（紅外發(fā)光二極管）、光柵盤(pán)（隨扳手手柄同步轉(zhuǎn)動(dòng)，盤(pán)上均勻分布 500-1000 條透光狹縫）、光敏元件（接收光信號(hào)）組成。光柵盤(pán)的狹縫密度直接決定角度測(cè)量分辨率，CTA100N2x15D 的分辨率達(dá) 0.1°，確保角度捕捉的精細(xì)化。

2. 角度 - 脈沖轉(zhuǎn)換：作業(yè)時(shí)，扳手轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)光柵盤(pán)同步旋轉(zhuǎn)，光源發(fā)出的光線穿過(guò)光柵盤(pán)的狹縫時(shí)，光敏元件接收到光信號(hào)并轉(zhuǎn)化為高電平脈沖；當(dāng)光線被光柵盤(pán)遮擋時(shí)，轉(zhuǎn)化為低電平脈沖。控制器通過(guò)計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)的數(shù)量，結(jié)合光柵盤(pán)的狹縫密度，計(jì)算出扳手的轉(zhuǎn)動(dòng)角度 —— 例如每產(chǎn)生 5 個(gè)脈沖對(duì)應(yīng) 0.5° 轉(zhuǎn)動(dòng)。

3. 測(cè)量模式適配：支持相對(duì)角度與絕對(duì)角度兩種模式：相對(duì)角度模式以緊固起始位置為 0° 基準(zhǔn)，記錄后續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，適配單螺栓 “扭矩 + 角度" 復(fù)合緊固；絕對(duì)角度模式以工具水平位置為 0° 基準(zhǔn)，適用于多螺栓統(tǒng)一角度緊固場(chǎng)景，確保批量作業(yè)的一致性。

三、第三步：數(shù)字處理 —— 核心芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)的智能轉(zhuǎn)化

1. 信號(hào)放大與濾波：扭矩與角度的初始信號(hào)微弱且可能夾雜車間電磁干擾（如電機(jī)、變頻器產(chǎn)生的干擾），首先通過(guò)儀表放大器將扭矩電壓信號(hào)放大 1000-2000 倍，再經(jīng)低通濾波器過(guò)濾高頻干擾信號(hào)，確保信號(hào)純凈度。

2. 模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D 轉(zhuǎn)換）：通過(guò) 16 位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將放大后的模擬信號(hào)（電壓、脈沖）轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。例如，扭矩模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)字后，可精確對(duì)應(yīng) 0.01N?m 的分辨率；角度脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn) 0.1° 的精度量化。

3. 數(shù)據(jù)運(yùn)算與整合：32 位微控制器（MCU）作為 “大腦"，按預(yù)設(shè)算法對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理 —— 結(jié)合扭矩與角度的校準(zhǔn)參數(shù)（出廠時(shí)已預(yù)設(shè)），將原始數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的扭矩值（如 85.6N?m）和角度值（如 90.3°），并實(shí)現(xiàn)雙參數(shù)的同步整合，確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)。

4. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與調(diào)用：支持 999 組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，自動(dòng)記錄每次作業(yè)的扭矩峰值、角度值、作業(yè)時(shí)間等信息，同時(shí)可調(diào)用預(yù)設(shè)的扭矩 / 角度閾值，為后續(xù)報(bào)警功能提供判斷依據(jù)。

四、第四步：反饋提示 —— 多維度告知作業(yè)狀態(tài)

1. 顯示反饋：高清 LCD 顯示屏同步顯示扭矩值、角度值、測(cè)量模式、電池電量等信息，背光亮度支持三級(jí)調(diào)節(jié)，適配強(qiáng)光或昏暗車間環(huán)境。緊固過(guò)程中，數(shù)值實(shí)時(shí)刷新，作業(yè)完成后自動(dòng)鎖定峰值數(shù)據(jù)，避免因松手導(dǎo)致數(shù)值丟失。

2. 報(bào)警反饋：當(dāng)測(cè)量值達(dá)到預(yù)設(shè)扭矩或角度閾值時(shí)，工具觸發(fā)聲光雙重報(bào)警 —— 紅燈閃爍（頻率 2 次 / 秒）+ 蜂鳴提示（音量支持三級(jí)調(diào)節(jié)），即使在嘈雜車間也能清晰識(shí)別；若出現(xiàn)超量程使用、電池低電量、信號(hào)異常等情況，顯示屏?xí)@示故障代碼（如 “Err1" 代表扭矩超量程），便于快速排查問(wèn)題。

3. 操作反饋：扭矩承受桿的彈性形變會(huì)通過(guò)手柄傳遞微弱的力學(xué)反饋，配合聲光報(bào)警，形成 “視覺(jué) + 聽(tīng)覺(jué) + 觸覺(jué)" 的三重提示，進(jìn)一步降低作業(yè)失誤率。

五、核心模塊協(xié)同邏輯與工業(yè)價(jià)值