CN214150267U - 一种用于测试文物岩石表面损伤的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种用于测试文物岩石表面损伤的系统，该系统包括：测试系统用于测量待测文物岩石的回弹值并基于回弹值计算风化程度；存储系统用于将获取的待测文物岩石的压力数据和加速度数据进行保存；数据收集部分用于实现传感器的数据采集以及对采集的数据进行初步处理；计算部分用于结合回弹仪的计算原理和采集的数据，采用预设仿真软件进行回弹算法的仿真。本实用新型实施例通过提出的以Arduino开源平台为核心，以模块化结构为基础的测试文物表面损伤的系统，相比传统人力检测装置，具有更加快捷准确的特点，使文物损伤检测的时间大大缩小，且检测精度大幅提高。

Description

一种用于测试文物岩石表面损伤的系统

技术领域

本实用新型涉及文物检测技术领域，尤其涉及一种用于测试文物岩石表面损伤的系统。

背景技术

在文物测量领域，尤其是对石质文物表面损伤的测量，通常需要借助辅助仪器，例如回弹仪来进行辅助测量，以获取待测文物岩石表面损伤的程度，为文物鉴定和保护提供有效的参考依据。

现有的针对石质文物表面进行测量的技术中，主要采用如下几种方式：

一是采用直接且简易的机械结构，通过固定的换算方法得到有且仅有一种材料的回弹值；

二是加入数字模块的回弹仪，可以自动记录测量出的数据，内置统一回弹测强曲线和用户可自行录入的专用回弹测强曲线供切换使用。

上述现有技术中存在如下缺陷：

一中使用的产品基本分为混凝土回弹仪和砂浆回弹仪，没有其它材料对应的回弹仪，仅能通过装配工艺的不同来选择不同强度规格的型号，测量出来的数据只有量程上的区别，导致在应用范围上丧失了很大空间；

二中使用的产品由于弹簧强度的固定，使得对被测物体的强度有很大的要求，对于石质文物，可能会造成损伤。

因此，需要提出一种新的用于测试石质文物表面损伤的系统。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种用于测试文物岩石表面损伤的系统，用以解决现有技术中针对测量对象的变化不能进行灵活处理，导致测量的精度不够以及存在损伤测量对象的缺陷。

本实用新型实施例提供的用于测试文物岩石表面损伤的系统，包括：

硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括测试系统和存储系统，所述测试系统和所述存储系统相连接，所述软件部分包括数据收集部分和计算部分，所述数据收集部分和所述计算部分相连接；其中：

所述测试系统用于测量待测文物岩石的回弹值并基于所述回弹值计算风化程度；

所述存储系统用于将获取的所述待测文物岩石的压力数据和加速度数据进行保存；

所述数据收集部分用于实现传感器的数据采集以及对采集的数据进行初步处理；

所述计算部分用于结合回弹仪的计算原理和所述采集的数据，采用预设仿真软件进行回弹算法的仿真。

优选地，所述测试系统包括传感器、外接模块和Arduino UNO开发板，所述传感器和外接模块分别与Arduino UNO开发板相连接；其中：

所述传感器包括加速度传感器、压力传感器和电压转换模块，所述加速度传感器位于回弹仪弹击锤与回弹仪机壳之间，与所述Arduino UNO开发板相连接，所述压力传感器通过所述电压转换模块与所述Arduino UNO开发板相连接；

所述外接模块包括TF卡模块，所述TF卡模块和所述Arduino UNO开发板相连接。

优选地，所述加速度传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆瞬间回弹时的加速度，所述压力传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆的压力，所述电压转换模块用于将压力信号转化为电信号。

优选地，所述测试系统还包括若干力度不同的弹簧，所述若干力度不同的弹簧用于测量不同弹簧力度下对应的所述回弹值。

优选地，所述加速度传感器包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，所述三轴加速度传感器用于获取三维加速度数据和三维角速度数据，所述三轴陀螺仪用于获取三维姿态角数据。

优选地，所述存储系统包括Micro SD卡，所述Micro SD卡分别与所述加速度传感器、所述压力传感器和所述Arduino UNO开发板相连接；其中：

所述压力传感器通过A0输入端与所述Micro SD卡相连接，由所述Micro SD卡将压力数据进行保存并输出；

所述加速度传感器分别通过A4输入端和A5输入端与所述Micro SD卡相连接，由所述Micro SD卡将加速度数据进行保存并输出；

所述Micro SD卡通过PWM13引脚与所述Arduino UNO开发板相连接，用于同步时钟信号。

优选地，所述数据收集部分包括加速度模块、处理器模块和显示模块；其中：

所述加速度模块用于采集所述回弹仪弹击锤的速度信息，并将所述速度信息传输给所述处理器模块；

所述处理器模块用于接收所述速度信息并进行处理，获取所述回弹仪弹击锤的速度信息变化特点；

所述显示模块用于显示所述回弹值。

优选地，所述速度信息包括所述回弹仪弹击锤的实时速度信息和加速度信息。

优选地，所述计算部分包括换算模块，所述换算模块直接运行在所述处理器模块上，用于处理所述加速度模块发送的所述速度信息，通过预设动能计算公式计算撞击中损失的势能和所述回弹值，并将所述回弹值发送至所述显示模块。

本实用新型实施例提供的用于测试文物岩石表面损伤的系统，通过提出的以Arduino开源平台为核心，以模块化结构为基础的测试文物表面损伤的系统，相比传统人力检测装置，具有更加快捷准确的特点，使文物损伤检测的时间大大缩小，且检测精度大幅提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的系统整体结构图；

图2是本实用新型实施例提供的Arduino部分流程图；

图3是本实用新型实施例提供的加速度传感器引脚图；

图4是本实用新型实施例提供的系统模块之间连接原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

针对原有回弹仪应用范围不广，智能性差，通用性差的缺点，本实用新型在机械回弹仪的基础上使用单片机和可更换式的弹簧，添加加速度采集模块，数据换算模块，实现利用回弹仪测量石质文物回弹值并计算风化程度的功能，以解决在传统文物检测中，动辄需要准备大型探伤仪器的情况，即人力物力成本高，测量不方便的问题。

图1是本实用新型实施例提供的系统整体结构图，如图1所示，包括：

硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括测试系统和存储系统，所述测试系统和所述存储系统相连接，所述软件部分包括数据收集部分和计算部分，所述数据收集部分和所述计算部分相连接；其中：

所述测试系统用于测量待测文物岩石的回弹值并基于所述回弹值计算风化程度；

所述存储系统用于将获取的所述待测文物岩石的压力数据和加速度数据进行保存；

所述数据收集部分用于实现传感器的数据采集以及对采集的数据进行初步处理；

所述计算部分用于结合回弹仪的计算原理和所述采集的数据，采用预设仿真软件进行回弹算法的仿真。

具体地，在原有回弹仪基础上，本实用新型实施例采用了测试系统加存储系统的硬件部分，其中硬件部分以Arduino开源平台为核心，以模块化结构为基础，确定了测试系统和存储系统的具体方案，其中测试系统是测量待测文物岩石的回弹值并基于该回弹值计算风化程度，存储系统则是将获取的压力数据和加速度数据进行保存处理；

同时将软件部分分成了两个部分，一是数据收集部分，编写程序实现传感器的数据采集以及对数据的初步处理，二是计算部分，结合回弹仪的计算原理和收集的数据，用预设仿真软件，如matlab仿真出回弹算法。

此处，关于文物损伤测试系统的主要测量原理就是回弹原理，整体测试过程就是回弹仪其中的弹簧蓄力后激发击锤，通过击打弹击杆使其撞击待测物体，待测物体弹性反应的能量可以使弹击杆回弹至击锤并使击锤回弹起一定的高度，测出这个击锤被反弹的高度，以击锤再次弹起的高度x和冲击前击锤与弹击杆的距离L相除得出的结果即为回弹值R，回弹值就是石质文物强度的判断标准，由此来确定石质文物强度。混凝土回弹仪本身是广泛运用于混凝土强度测试的仪器，是基于待测物体强度和表面硬度之间存在相关性而建立对应关系的一种检测方法，但可将其进行简单的改装，使其强度和回弹值曲线都适用于要测量的石质文物。根据动能公式与回弹值公式可推断出，回弹值R和冲撞前后的能量之比的平方根有关，因为被测物体会有弹性形变，回弹仪中也会出现摩擦力等做负功的力，如何将真实弹性形变与回弹值之间的误差尽可能的变小，即是本实用新型实施例着重解决的重要难点。

本实用新型实施例通过提出的以Arduino开源平台为核心，以模块化结构为基础的测试文物表面损伤的系统，相比传统人力检测装置，具有更加快捷准确的特点，使文物损伤检测的时间大大缩小，且检测精度大幅提高。

基于上述实施例，所述测试系统包括传感器、外接模块和Arduino UNO开发板，所述传感器和外接模块分别与Arduino UNO开发板相连接；其中：

所述传感器包括加速度传感器、压力传感器和电压转换模块，所述加速度传感器位于回弹仪弹击锤与回弹仪机壳之间，与所述Arduino UNO开发板相连接，所述压力传感器通过所述电压转换模块与所述Arduino UNO开发板相连接；

所述外接模块包括TF卡模块，所述TF卡模块和所述Arduino UNO开发板相连接。

其中，所述加速度传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆瞬间回弹时的加速度，所述压力传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆的压力，所述电压转换模块用于将压力信号转化为电信号。

其中，所述测试系统还包括若干力度不同的弹簧，所述若干力度不同的弹簧用于测量不同弹簧力度下对应的所述回弹值。

其中，所述加速度传感器包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，所述三轴加速度传感器用于获取三维加速度数据和三维角速度数据，所述三轴陀螺仪用于获取三维姿态角数据。

具体地，本实用新型实施例采用Arduino UNO开发板与薄膜压力传感器与加速度传感器，配合回弹仪的结构机理构造，制作出可以采集经过改造后的回弹仪所输出的数据，将压力传感器放置在回弹仪弹击锤与下机壳之间，编写程序纪录不同强度弹簧可以施加给弹击锤的力度，回传给Arduino中的TF卡模块，在此之后，加速度模块会将弹击锤撞击待测物体之后回弹的加速度与速度记录下来，通过加速度逐渐变成零的时间来计算弹击锤回弹的距离，以此确定被测物体的回弹值，因为被测物体的材料与风化程度参差不齐的关系，就需要几根力度不同的弹簧来测量，并需要计算不同弹簧力度下对应的回弹值。

如图2所示，加速度传感器位于回弹仪弹击锤与回弹仪机壳之间，与Arduino UNO开发板相连接，压力传感器通过电压转换模块与Arduino UNO开发板相连接；外接模块包括TF卡模块，TF卡模块和Arduino UNO开发板相连接。本实用新型实施例选择把Arduino UNO作为主控制器，Arduino UNO是Arduino官方推出的最基础的一种开发板，可以根据个人需求任意搭配外围器件(传感器，控制开关，LED屏等)，是一个8位AVR单片机，具有USB接口，六个模拟输入引脚，十四个数字输入输出引脚，一个ICSP接口，16MHz的时钟频率。

而如果单纯的根据每根弹簧的标称弹力，很难在回弹仪这样一个需要不完全蓄能 的机械装置里计算真实能量，用压力传感器去直接测量每次击锤撞击传力杆时的压力，这 样就能得到击锤最终给了传力杆多少的能量。因此本实用新型实施例选用了压电式压力传 感器，这种传感器结构紧凑且就是一张薄薄的小原片，非常适合本实用新型实施例的环境， 其工作原理就是将测量的力施压在压电传感器的感应膜片上，然后产生电荷，通过压电效 应将压力信号转化为电信号，传感器对外的2个引线就是一个电阻，在静态(不施力，不弯 曲)条件下，传感器的电阻很大(>1MΩ)，在传感器的有效面积上施加力之后会带来传感器2 个引线之间电阻的对应减小，施力越大，电阻变得越小，再通过校准零刻度电信号计算压 力，且灵敏度高体积轻薄。可以理解的是，Arduino UNO本身已具有运行所需的硬件，只需要 插上USB就可以开始运行，Arduino UNO所具有的IO口以及几种标准接口，可以与传感器、开 关、储存设备、发送设备等连接组合，满足外围扩展的需要。传感器数据回传部分是整个方 案的核心部分，击锤在使用中每次冲击传力杆的力是固定的，除去击锤与中心导杆的摩擦 力可能因为使用角度有某些微小的变化，就只有蓄能弹簧给击锤的弹力，又因为本实用新 型实施例是设计用于多种石质文物下，每种文物的结构强度有各有不同，所以需要不断地 更换蓄能弹簧的型号来既能准确测量。加速度传感器主要是用来装在击锤上，测量击锤撞 击传力杆瞬间回弹时的加速度用的，根据当时的加速度和冲量动量，可以算出当时击锤所 具有的速度，这样通过受力分析，就可以算出击锤从回弹一直到速度为零静止时回弹高度， 由于初始回弹高度是固定的，这样一相除就可以算出被测物体的回弹值。本实用新型实施 例选用了JY901传感器，它封装了三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，为以后通过陀螺仪计算 出回弹仪的姿态对击锤回弹高度影响预留了方向。模块内部自带电压稳定电路，工作电压 3.3v～5v，引脚电平兼容3.3V/5V的嵌入式系统，连接方便。其芯片引脚示意图如图3所示。 JY901传感器提供三维的姿态角、角速度、加速度数据输出，并且通过建立传感器运行的时 间偏差和电子指南针对输出数据进行校正，具体性能指标如表1所示。表1

名称	功能
		VCC	模块电源，3.3 V或5 V输入
RX	串行数据输入，TTL电平
		TX	串行数据输出，TTL电平
GND	地线
		SCL	I2C时钟线
SDA	I2C数据线

由于击锤在整个行程当中，会同时具有上下两个运动方向，所以如何通过传感器回传的数据判断加速度正负方向。首先，数据采用16进制，而不是ASCII码，这种方式的优点是效率高，能用很少的字节传输需要的数据，缺点是可读性不强，不像ASCII码那样能直接读出数据。每个数据分低字节和高字节依次传送，二者组合成一个有符号的short类型的数据。例如X轴加速度数据Ax，其中AxL为低字节，AxH为高字节，转换方法如下：假设Data为实际的数据，DataH为其高字节部分，DataL为其低字节部分，那么：Data＝(short)DataH<<8|DataL，这里DataH需要先强制转换为一个有符号的short类型的数据以后再移位，并且Data的数据类型也是有符号的short类型，这样才能表示出负数，在判断正负号之后，按照顺序在压力数据之后输出三轴加速度。

基于上述任一实施例，所述存储系统包括Micro SD卡，所述Micro SD卡分别与所述加速度传感器、所述压力传感器和所述Arduino UNO开发板相连接；其中：

所述压力传感器通过A0输入端与所述Micro SD卡相连接，由所述Micro SD卡将压力数据进行保存并输出；

所述加速度传感器分别通过A4输入端和A5输入端与所述Micro SD卡相连接，由所述Micro SD卡将加速度数据进行保存并输出；

所述Micro SD卡通过PWM13引脚与所述Arduino UNO开发板相连接，用于同步时钟信号。

具体地，基于前述实施例中的压力数据和加速度数据，还需要将数据导入到电脑中在用程序进行处理。采用Arduino IDE编写程序将三轴加速度数据和压力数据保存并输出。因为涉及到两个传感器四路数据，将压力传感器的数据分配到A0输入端，加速度传感器的数据分配到A4、A5输入端，经过Arduino的整合，将数据分配到Micro sd卡中。因为SD卡的工作模式分为两类，分别为卡识别模式(SDIO)和数据传输模式(SPI)，在SD卡上电或者主机发出复位命令之后的默认工作模式为卡识别模式。因为涉及到数据传输，所以实用新型实施例采用SDIO传输模式，这种方式的通信速度远超过后者。在这里采用4bit数据线外接，如图4所示是Arduino与各个外界模块之间的硬件连接原理图。

SD卡的SCK时钟通过PWM13引脚与Arduino相连，用于同步双方时钟信号，因为传感器设置的回传频率比较高，所以对SD卡的传输性能要求也比较高，选用了DMA模式直接读取数据，不经过CPU，速度可以进一步提高，在传输数据的时候可以直接由控制器向Arduino发出指令。

然后采用matlab设计程序，使用其中的csvread函数读取上一步得到csv文件，因为在整个撞击流程中，撞击前后的加速度数据与速度数据在计算结果中是最重要的，所以先定义一个数组，设置一个循环，将三轴加速度与压力数据存入一个数组，循环对比每一帧的值，根据正负方向的最大值将加速度分别存入a1和a2中；同时设置循环函数，使压力最大值存在FN中，且从最大值FN开始向后纪录压力数据大小正负一定预设重量范围内的数据，只要有一个就将FN加一，这样FN的大小就是动量定理中的Δt，也就是力作用的时间。根据动量定理FΔt＝mΔv，算出击锤撞击弹力杆之后的回弹速度，再利用微分的思想，建立下一个循环，把下一帧的加速度与这一帧的速度结合，因为回传频率是100Hz，所以进行每一段位移的时间就是0.01秒，这样循环过后就能得到击锤到底回弹了多少距离。因为在计算回弹值时，由回弹后的高度除以回弹前击锤的静止高度，通过加速度逐渐变成零的时间来计算弹击锤回弹的距离，以此确定被测物体的回弹值，因为被测物体的材料与风化程度参差不齐的关系，就需要几根力度不同的弹簧来测量，本实用新型实施例也需要计算不同弹簧力度下对应的回弹值。

基于上述任一实施例，所述数据收集部分包括加速度模块、处理器模块和显示模块；其中：

所述加速度模块用于采集所述回弹仪弹击锤的速度信息，并将所述速度信息传输给所述处理器模块；

所述处理器模块用于接收所述速度信息并进行处理，获取所述回弹仪弹击锤的速度信息变化特点；

所述显示模块用于显示所述回弹值。

其中，所述速度信息包括所述回弹仪弹击锤的实时速度信息和加速度信息。

其中，所述计算部分包括换算模块，所述换算模块直接运行在所述处理器模块上，用于处理所述加速度模块发送的所述速度信息，通过预设动能计算公式计算撞击中损失的势能和所述回弹值，并将所述回弹值发送至所述显示模块。

具体地，本实用新型实施例将软件部分分成了两部分，一是数据收集部分，编写程序实现传感器的数据采集以及对数据的初步处理；二是计算部分，结合回弹仪的计算原理和收集的数据，用matlab仿真出回弹算法。

其中显示系统、加速度模块、与处理器相连，换算模块直接运行在处理器上，处理器输出最终结果到显示系统。

加速度模块用于采集击锤的速度信息，并将速度信息传输给处理器；速度信息包括击锤的实时速度与加速度信息；处理器用于接收加速度传感器发送的速度信息，加速度信息进行处理，得到击锤速度信息变化特点；换算模块用于处理加速度模块发送过来的速度信息，并通过设定好的公式计算此次撞击中损失的势能和被测物体的回弹值，并将回弹值发送给显示系统；显示系统用于显示回弹值。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，包括：硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括测试系统和存储系统，所述测试系统和所述存储系统相连接，所述软件部分包括数据收集部分和计算部分，所述数据收集部分和所述计算部分相连接；其中：

所述测试系统用于测量待测文物岩石的回弹值并基于所述回弹值计算风化程度；

所述存储系统用于将获取的所述待测文物岩石的压力数据和加速度数据进行保存；

所述数据收集部分用于实现传感器的数据采集以及对采集的数据进行初步处理；

所述计算部分用于结合回弹仪的计算原理和所述采集的数据，采用预设仿真软件进行回弹算法的仿真。

2.根据权利要求1所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述测试系统包括传感器、外接模块和Arduino UNO开发板，所述传感器和外接模块分别与ArduinoUNO开发板相连接；其中：

所述传感器包括加速度传感器、压力传感器和电压转换模块，所述加速度传感器位于回弹仪弹击锤与回弹仪机壳之间，与所述Arduino UNO开发板相连接，所述压力传感器通过所述电压转换模块与所述Arduino UNO开发板相连接；

所述外接模块包括TF卡模块，所述TF卡模块和所述Arduino UNO开发板相连接。

3.根据权利要求2所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述加速度传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆瞬间回弹时的加速度，所述压力传感器用于测量回弹仪弹击锤撞击传力杆的压力，所述电压转换模块用于将压力信号转化为电信号。

4.根据权利要求2所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述测试系统还包括若干力度不同的弹簧，所述若干力度不同的弹簧用于测量不同弹簧力度下对应的所述回弹值。

5.根据权利要求2或3所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述加速度传感器包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，所述三轴加速度传感器用于获取三维加速度数据和三维角速度数据，所述三轴陀螺仪用于获取三维姿态角数据。

6.根据权利要求2所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述存储系统包括Micro SD卡，所述Micro SD卡分别与所述加速度传感器、所述压力传感器和所述Arduino UNO开发板相连接；其中：

所述压力传感器通过A0输入端与所述Micro SD卡相连接，由所述Micro SD卡将压力数据进行保存并输出；

所述加速度传感器分别通过A4输入端和A5输入端与所述Micro SD卡相连接，由所述Micro SD卡将加速度数据进行保存并输出；

所述Micro SD卡通过PWM13引脚与所述Arduino UNO开发板相连接，用于同步时钟信号。

7.根据权利要求2所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述数据收集部分包括加速度模块、处理器模块和显示模块；其中：

所述加速度模块用于采集所述回弹仪弹击锤的速度信息，并将所述速度信息传输给所述处理器模块；

所述处理器模块用于接收所述速度信息并进行处理，获取所述回弹仪弹击锤的速度信息变化特点；

所述显示模块用于显示所述回弹值。

8.根据权利要求7所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述速度信息包括所述回弹仪弹击锤的实时速度信息和加速度信息。

9.根据权利要求7所述的用于测试文物岩石表面损伤的系统，其特征在于，所述计算部分包括换算模块，所述换算模块直接运行在所述处理器模块上，用于处理所述加速度模块发送的所述速度信息，通过预设动能计算公式计算撞击中损失的势能和所述回弹值，并将所述回弹值发送至所述显示模块。

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