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1、,人 因 工 程,管理学院工业工程,机器要素,要素,一、人机介面,二、显示器,三、控制器,四、C/D组合,人机系统指人与机器之间有互为补充，互相依赖的关系。显然人机系统是一个闭环系统，在其中人扮演着关键角色，因为决策是由人来做出的。 在人机系统中，信息和命令一般是这样传递的： 一个记录显示生产过程的某一信息，操作人员通过视力接受这一信息，对这一信息进行正确的理解和评估(解释)。 根据他的解释, 根据他过去的经验, 他做出一个决策，下一步是通过控制器把这个决策告诉给机器, 另一个关于控制的显示器告诉操作者他的行动的后果(如试剂里已溶化了多少水)，然后机器按照预先编好的程序招执行命令，当操作者看到
2、这一过程中的主要信息, 如温度和压力被显示出来后，这个周期就完成了。,一、人机介面,人机介面,要素,人机介面,要素,传统的显示器主要是指生产过程中显示信息的各种仪表。现在显示器的定义要广得多。显示器是指任何把信息由机器或环境传递给人的媒介，因此， 各种工业仪表是显示器，产品的说明书也是显示器，各种交通符号是显示器，各种警报也是显示器。事实上，日常生活中的报纸、电视、收音机等都是显示器，都是以不同方式把信息传递给人的。,定义,二、显示器,按照作用对象的不同，提供信息的显示器大致可分为视觉显示器，听觉显示器和触觉显示器等，其中以视觉显示器最为普遍。 常用的视觉显示装置，包括各种仪表、信号、 标记和
3、符号、示波屏(示波器, 电视屏幕, 计算机屏幕等)、以及其它显示信息, 如地图, 图表, 说明书等。听觉显示虽然不如视觉显示使用得那么普遍， 但在作为警告或提醒注意的装置上却有着特别的价值，当然，还有使用听觉渠道的其它机会, 例如当视觉受损失或者在无法使用视觉的黑夜环境中。常用的听觉显示装置有铃、蜂鸣器、喇叭、汽笛和哨子等。当不能使用听觉和视觉显示时，我们有时也运用触觉显示，即让人通过触觉进行辨别的。,分类,显示器分类,显示性所显示的信息应具有较好的可觉察性，可辨性, 保证监视者迅速, 准确地获得信息。显示器传递的信息量不宜过多，特别是应减少显示不必要的信息。显示符号应力求形象化，并与人的习惯
4、相一致。在一种感觉负担过重时，应改用另一种感觉协助获取信息。同样的信息应尽量地用一种方式显示。使信息显示精度与系统的要求相适应。应考虑到照明、噪声、振动、微气候、空气条件等因素的影响。,设计原则,总之，设计显示器的形状、大小、颜色、分度、标记、空间布置、 强度、亮度、变化、照明、背景环境、以及听觉信息的响度、频率、持续和信号噪音比等多种有关因素，都必须适合人接受信息的认识过程，使操作者对显示器所显示的信息辨认速度快、可靠性高、误读少，并且减轻精神紧张和身体疲劳。,显示器原则,要素,仪表是一种应用最广的信息显示装置, 它在生产过程中起着重要作用, 仪表显示的好坏直接影晌工作效率,仪表的种类很多,
5、可分为以下三大类:指针运动式仪表盘面运动式仪表 数字式仪表,这类仪表应用极广, 它是用不同形式的指针来指示有关参数或状态, 这类仪表式样很多, 如圆形,半圆形, 水平长条形, 垂直长条形,扇形等, 一般指针处在仪表面内, 其特点是指针运动而仪表面不动。,这种仪表式样也很多, 大体如指针运动式仪表的几种式样, 其特点是指针不动而仪表盘面转动(移动).,这类仪表不用指针, 而直接用数码来指示有关参数或状态,常用的有条带式数字, 荧光屏上呈现数字, 以及用数码管或液晶呈现数码等等,应该根据系统对仪表的要求进行选择.,显示器仪表显示,仪表种类,显示器仪表显示,仪表的选择,读数用仪表检查用仪表 控制用仪
6、表,这类仪表指示各种状态和参数的具体数值, 供操作者读出数值来使用,； 数字式仪表最适合读数用, 无论是读数速度还是读数精度, 数字式仪表都高于其它类型的仪表；数字式显示有一个非常明显的弱点：在某一时刻只有一个数值可见，很难由此判断信息的变化；为了兼顾读数和了解变化情况, 在很多时候, 我们仍用指示形式的仪表作读数用。,一般不是为了获得正确的数值, 而的为了检查仪表的指示是否偏离正常, 当偏离了时进行必要的调节；警戒用仪表也属于检查用仪表, 仪表的指示范围一般分正常区, 警戒区和危险区；对检查用仪表, 不能采用数字式仪表, 很容易出差错, 也增加了操作人员的脑力负荷；对于这类用途仪表采用指针运
7、动式仪表为合适； 指针在仪表面上应当很明显很突出, 引人注目, 警戒用仪表的警戒区、 危险区和其它区域必须能明显地区别开来, 可以得用不同颜色、标志等区分。,控制用仪表又可分为两类： 追踪用仪表。如追踪和瞄准运动中的目标, 这类仪表一般不需要精确读数, 只需要看出实际状态与目标状态之间的差距以及变化趋势, 数字式仪表不适合, 使用荧光屏显示效率最优, 在指示仪表中长条式最适合, 其次是圆形仪表,。调节用仪表。这类仪表只是用来指示操纵器调节值, 而不是指示机器系统的动态, 如收音机调频显示就属于这类仪表, 调节用仪表适用面较广, 一般采用指针运动式仪表, 也可以采用数字式仪表.,显示信息的不同方
8、式 显示的种类 指针移动式 圆盘移动式 数字式 读数容易程度 可接受 可接受 很好 辨别变化 很好 可接受 很差 控制过程 很好 可接受 可接受,显示器仪表显示,仪表的刻度,比仪表的外观更重要的是仪表的刻度的尺寸, 设计刻度时应考虑以下内容:,刻度高度刻度的数目和间距 数字标法 数字和字母的大小 刻度标数原则,仪表的刻度高度与视距有关, 如果a是可能的最远的观察距离, 建议用下列最小的刻度单位: 最大刻度的高度: a/90 中间刻度的单位: a/125 最小刻度的高度: a/200 如当观察距离是1米时, 仪表的最小刻度的高度应为5毫米, 最大刻度的高度应为1厘米。,仪表刻度数目首先应满足要求
9、的精度；刻度的数目和间距也应当考虑操作人员读表时的距离, 一般来说, 应满足下列: 刻度的厚度 a/5000 两个最小刻度的距离 a/600 两个大刻度的距离 a/50刻度精度和视距也决定了仪表表盘的大小. 阅读仪表时, 如果视距近、仪表表盘，如圆形仪表的直径可小些。仪表刻度直径大小与刻度数最小限度为2.5厘米.,仪表上使用的数字, 其增加的方向和累进的方向对提高阅读效率, 减少读错也有非常重要的作用；数字的增加一般服从以下原则: *顺时针方向为增加; *从左向右的方向为增加; *从下向上的方向为增加.数字应只用来表示大的刻度,小刻度一般不标出,为了便于读数,小刻度最好是大刻度的1/5或1/1
10、0. 在不得已的情况下用2进位也可以，其他的划分读起来很困难, 应尽量避免。,仪表刻度上标记的文字和数字的高度, 也应根据视距的大小来确定,可以采用下列公式: H=L/200 式中: H-数字或字母高; L-视距推荐的字母高度 单位:毫米 到眼睛的距离 最小字母或数字的高度 500 2.5 501-900 5.0 901-1800 9.0 1801-3600 18.0 3601-6000 30.0 字母和数字应当符合下列比例: 宽度 2/3高度 笔划的厚度 1/6高度 两个字母之间的距离 1/5高度 单字之间的距离 2/3高度,指针运动式仪表标数的数字应直排, 仪表面运动标数的数字则应辐射定向
11、安排；最小刻度一般可不标数, 最大刻度必须标数；指针在仪表面内时, 如果仪表空间中够大, 则数字应在刻度的外侧, 以避免被指针挡住；指针在仪表面外侧时, 数字应标有刻度的内侧；开窗式仪表的窗口大小应显示出被指出的数字及上下相邻的两个数, 以便看清指针运动的趋势, 标数应顺时针直排。,显示器仪表显示,仪表的指针,指针的形状和大小 指针的零位,指针的形状应以头部尖、尾部平、中间等宽或狭长三角形为好，形状要尽可能简单，以便减少误读率；通过速示器对指针大小的实验结果表明：指针的长度对读数影响很大，而粗细对结果并没有显著的影响， 因此在设计指针时, 其长度必须慎重考虑；日本学者坪内和夫研究了指针与刻度线
12、的间隔认为, 当指针与刻度线的距离超过0.6厘米时, 距离越大, 读取误差就越大, 相反, 从0.6厘米开始, 越接近于0, 其误差越小, 当间隔接近0.2厘米时, 误差相同且保持不变, 因此, 指针与刻度线的间隔最好为0.2-0.1厘米；指针的针尖应与最小的刻度等宽, 指针应尽量贴近仪表面,以减少读值时的误差。,仪表指针零位一般都在时钟9点或12点位置, 圆形读数仪表可视需要安排或设在12点钟位置, 警戒用仪表的警戒区应设在12点钟处, 危险区和安全区处于其两侧, 许多检查时, 仪表的指针即使稍稍偏离标准状态, 立即可以发现, 读到时间和误读率较少, 如果仪表排成一行, 应排成2行, 以避免
13、观察仪表时眼睛和身体有较大的移动.,显示器符号和图形,使用符号的好处,在人的信息接受过程中, 若是文字显示, 则必须要经过一次编码的过程, 而若符号选用得当的话, 就可以省去编码的过程。人对文字的接受是顺序的, 而对简单的符号的接受几乎是同时的, 这样在时间紧迫的情况下,符号比文字要接受得快些。文字是受到国界限制的, 而一个明确的符号是不受国界限制的。当他不懂得该国语言的国家时, 会遇到很多困难, 而用符号, 可以克服这个问题。用文字显示就必须假定接受信息的人一定懂得文字, 世界上还有近四分之一的人是文盲, 用符号显示可以使没有文化水平或文化水平很低的人也能了解要传递的信息的内容。,符号的设计
14、,在符号的设计中应遵循下列原则: 符号不应产生误解, 要避免使用会产生多重含义的符号, 特别是有可能产生相反含义的符号。符号应与人的习惯相一致。西方在使用符号方面积累了丰富的经验, 我们可以借鉴, 以便少走弯路, 这样也可以增加符号在世界范围内的通用性。在符号使用的开始, 由于人们对符号还不太熟悉, 应与文字同时使用。,显示器符号和图形,显示器符号和图形,图形的应用,文字显示,说明书,=,+,图文并茂 与产品不可分 有深有浅 语言简炼,要素,要素,控制器定义,控制器是操作者(人)用来操作机器的装置，是人将信息传递给机器的一种工具。控制器组成了人-机交往的第二个界面，控制器与显示器一道, 构成了一个完整的人-机系统的信息循环。控制器的设计是否合理, 直接关系到人机系统的工作效率。不少控制操作差错所引起的事故与控制器本身设计不合理有关。设计及制造机器设备时, 应考虑与使用机器的人有关的操作动作、能力、习惯等生理、心理限度，使控制器的设计更为合理。控制器有狭义和广义两个概念。狭义的控制器, 也就是传统的控制器是指人控制机器和机械的装置, 如各种按钮, 操纵杆, 脚踏板等。而广义的控制器则是任何把人发出的信息传递给系统的媒介, 如钢笔, 筷子等广义地讲也属于控制器的范畴。,定义,
