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1、显示器的设计,http:/ 2、掌握刻度盘指针式显示器、语言传示装置、信号显示装置以及仪表盘的设计方法；,教学的重点、难点,1、教学重点：显示器分类、指针式显示器的设计、听觉传示装置设计、信号显示设计 2、教学难点：刻度盘指针式显示器的设计、语言传示装置的设计,导入新课,显示器是机器将信息传递给人的装置。 从狭义讲，它是反应设备运行状态的一些仪表； 从广义讲，它包括所有属于“机”的反馈装置和真实显示现象。,本 章 目 录,一、显示器的分类,人的视觉能接受长的和复杂的信息，且视觉信号比听觉信号易记录和贮存，因此视觉显示是最常用的显示方式 。,一、显示器的分类,人对声信号的感知时间比对光信号的感知
2、时间短，所以，听觉显示作为报警信号器和语言信号器有其特殊的价值。(图为CO报警器),一、显示器的分类,触觉传递信号的方式应用极少，只有在信息系统比较复杂，而视觉和听觉的负荷均比较重的场合才采用触觉传递装置 (图为电梯中的盲文) 。,二、显示器的设计原则,识读简单化原则是显示器设计的根本原则，即显示的信息要简单明了，与接受者的感觉器官匹配，接受者能够简单、迅速、准确地感知和确认该信息。 1）显示的信息要有较好的可觉察性、可辨性 ，信息内容不超过人的观察范围和注意能力。 2）显示的信息不能过多，次要信息过多，会增加接受者的心理压力，同时会造成干扰。,二、显示器的设计原则,3）要考虑人的信息接受能力
3、，感觉通道不能超负荷。当一种感觉通道负荷过大时，可使用另一通道；对于重要信息，多重感觉通道比单一通道更容易注意和识读。 4）同种类的信息应该用同种类的方式显示。 5）显示信息变化时，显示方向和幅度应该与信息变化的趋向一致；显示方式应该与操作者的思维过程一致。 6）便于识别，可使用编码方式，如颜色、形状。 7）信息编码应该尽可能统一和标准化。,二、显示器的设计原则,8）显示的量值应该有足够精度和可靠性。 9）必须保证特定作业下显示信息的功能和作用；必须保证使视力缺陷者（如视弱、色弱者）不会误认。 10）多个显示器时，重要的显示器应放在显要位置。,三、视觉显示器,视觉显示器按其认读特征分为： 数字
4、显示 模拟显示,直接用数码来显示有关参数和工作状态。数字显示中有机械式、电子式（二极管圆点阵显示、数码管显示、屏幕显示（含液晶显示）。,三、视觉显示器,视觉显示器按其认读特征分为： 数字显示 模拟显示,用模拟量来显示 机器有关参数和 状态。模拟显示 最常用的有刻度 盘指针式和灯光 显示式。,三、视觉显示器,视觉显示器按显示功能可分为： 读数用仪表 用以显示机器的有关参数和状态。如汽车的时速表。 检查用仪表 用以显示系统状态参数偏离正常值的情况。 警戒用仪表 用以显示机器是处于正常区、警戒区还是危险区。 追踪用仪表 用以显示实际状态与需要达到的状态之间的差距及其变化趋势。 调节用仪表 用以显示操
5、纵器调节的值。一般采用指针运动式或刻度盘运动式。,一）指针式仪表,默雷尔研究1952年英国轮船资料时发现，用于电子与蒸气设备中的仪表只有18%的指针式仪表用于定量显示，而75%的指针式仪表是用于检查机器的运行状态或预测机器的变化趋势。,一）指针式仪表,指针式显示的优势： 1、默雷尔研究发现，指针式显示能提供立体信息，形象地模拟状态变化的过程。例如，钟表分针指向9时，不需要思考就可直观判断出距整点只差1/4 小时，而数字显示就需要有一个运算过程，再如，时钟表针运动可以形象模拟时间。 2、对于动态显示，当显示量快速变化时，人会感觉到数字闪烁，而指针则给出角度的变化。,一）指针式仪表,分析飞行员对仪
6、表的错误反应发现：真正由于仪表故障引起的失误不到10%，大部分失误都是由于仪表未与人匹配所致，因此应重视仪表的设计，保证仪表与人的匹配，实现识读简单化，减少误读。 设计指针式仪表时应考虑的人机学问题有： 1) 指针式仪表的大小与视距是否比例适当； 2）刻度盘的形状、大小是否合理； 3）刻度、字符、指针、配色是否便于识读； 4）指针式仪表是否布置在最佳视野区。,一）指针式仪表,指针式仪表的设计包括: （一）刻度盘的设计 （二）刻度设计 （三）字符设计 （四）指针设计 （五）颜色设计,（一）刻度盘的设计 1刻度盘的形状,刻度盘形状有圆型、半圆型、竖直型、水平型和开窗型等五种。,（一）刻度盘的设计
7、1刻度盘的形状,一定照度下各种刻度盘的误读率,各种形状的刻度盘都有自己的优势。其中在误读率方面，开窗型，由于指针不动，刻度盘动，窗中的数字易读，其误读率最小；相反，圆型，半圆型等，由于需在仪表中寻找和确认指针的位置，所以在较短的揭示时间内比开窗型的误读率高；水平型和竖直型由于寻找指针位置最费时间，因此误读率最高；水平型相比竖直型的误读率低，是因为眼球的水平运动快。,2、刻度盘大小,怀特（WJwhite）等人在视距为75cm的情况下，将直径为25毫米，44毫米和70毫米的指示仪表，安装在仪表板上进行可读性测验，结果如表。 这是因为当增大刻度盘时，刻度、刻度线和指针、字符均可增大，可提高清晰度。但
8、当增大刻度盘时，将增加眼睛的扫描路线和仪表占用面积。而缩小刻度盘又会使标记密集不清。,2、刻度盘大小,刻度盘的大小取决于盘上标记的数量和视距。刻度盘的最佳尺寸应根据观察者的最佳视角来确定。有关试验表明，刻度盘的最佳视角为2.55;因此，当确定了观察者与显示器之间的视距后，即可以算出刻度的最佳尺寸。,（二)刻度线设计 1、刻度大小,刻度盘上最小刻度线间的距离称为刻度。刻度过密易读错，过疏会使中间插值估计不准。刻度的大小可根据人眼的最小分辨能力和刻度盘的材料性质及视距而确定。,人眼直接读识刻度时，刻度的最小尺寸不应小于0.61mm。当刻度小于1mm时，误读率急剧增加。因此，刻度的最小尺寸一般在12
9、.5mm之间选取，必要时也可采用48mm。采用放大镜读数时，刻度的大小一般取1X mm（X为放大镜放大倍数）。,（二)刻度线设计 1、刻度大小,刻度盘上最小刻度线间的距离称为刻度。刻度过密易读错，过疏会使中间插值估计不准。刻度的大小可根据人眼的最小分辨能力和刻度盘的材料性质及视距而确定。,钢和铝的最小刻度为1mm；黄铜和锌白銅为0.5mm 。,（二)刻度线设计 1、刻度大小,刻度盘上最小刻度线间的距离称为刻度。刻度过密易读错，过疏会使中间插值估计不准。刻度的大小可根据人眼的最小分辨能力和刻度盘的材料性质及视距而确定。,刻度线间距=L/600 L视距,2、刻度类型,常见的有单刻度线、双刻度线、递
10、增式刻度线。,单刻度线、双刻度线便于认读和记忆; 递增式刻度线有利于避免反向认读的差错,3、刻度粗细,刻度线的宽度即刻度线的粗细 刻度线的宽度取决于刻度的大小，当刻度线宽度为刻度的10左右时，读数的误差最小。因此，刻度线宽度一般取刻度的515，普通刻度线通常取0.10.02mm；远距离观察时，可取0.60.8mm，精度高的测量刻度线取0.00150.1mm。,4、刻度线的长度,刻度线一般有三级：长刻度线、中刻度线和短刻度线。 （1）受照视距L的影响。 长刻度线长度=L/90 中刻度线长度=L/125 短刻度线长度=L/200,4、刻度线的长度,（2）刻度线的长度还受刻度大小的影响,5、刻度方向
11、,刻度方向必须遵循视觉规律：水平直线型应该从左至右；竖直直线型应该从下至上；圆型刻度应该按照顺时针。,6、数字累进法,数字的标注应取整数，避免换算，每一刻度线最好为被测量的1个、2个或5个单位值，或这些单位值的10n倍。一般应采取表中“优”的累进法。,7、设计注意事项,设计注意事项 不要以点代替刻度线； 刻度线下面的准线用细线为好； 刻度线不可很长很挤； 不要设计成间距不均的刻度。,（三）字符设计,仪表刻度盘上印刻的数字、字母、汉字和一些专用的符号，统称为字符。刻度的功能通过字符加以完备，字符的形状、大小和立位直接影响着识读效率，因此，字符的设计应力求能清晰地显示信息，给人以深刻的印象。,（1
12、）字符的形体,为了使得字符形体简明醒目，应加强各字符的特有笔画，突出形的特征，避免字体的相似性。如8和3等 一般使用大写直体和仿宋字体,（2）字符的大小,在刻度盘已定的情况下，为了便于识读，字符应尽量大一些 通常字符高度：H=L/200 或用H=L*/3600计算 其中最小视角，一般取1030,（2）字符的大小,对于安装在仪表盘上的仪表，视距为710mm时，其字符高度参照下表。 不等于710mm时，进行比例修正，其中：变化比率=实际视距/710,（3）字符的宽高和粗细,字符的宽高比一般取0.60.8，笔划宽与字高字比一般取0.120.16，其值受照明条件的影响。,（4）数字和字符的标度原则,指
13、针运动盘面固定的仪表标度的数字应直立（正立位）； 盘面运动指针固定的仪表标度的数字应辐射定向安排； 开窗式仪表的窗口应能显示出被指示的数字及上下相邻的两个数字，标数应顺时针辐射定向安排。 最小刻度可不标度数字，最大刻度必须标度数字；,（4）数字和字符的标度原则,指针在仪表面外侧时，数字应标在刻度的内侧； 指针在仪表面内时，如仪表盘面空间足够大，则数字应在刻度的外侧，以免被指针挡住； 刻度盘上除了刻度线和必要的字符外，一般不加任何附加装饰； 一些说明仪表使用环境、精度的字符应安排在不显眼的地方。,（四）指针设计,指针的功能是用于指示所要显示的信息。为了能准确而迅速地获得信息，指针的形状、宽窄、长
14、短、色彩配置和零点位置等必须符合监控人员的生理与心理特征。,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、指示明确、不附加装饰。图为指针的基本形式。,（四）指针设计,指针的功能是用于指示所要显示的信息。为了能准确而迅速地获得信息，指针的形状、宽窄、长短、色彩配置和零点位置等必须符合监控人员的生理与心理特征。,指针针尖宽度应与最短刻度线等宽，但不应大于两刻度线间的距离。指针不应接触刻度盘面，但要尽量贴近盘面。精度要求很高的仪表，其指针和刻度盘面应装配在同一平面内。,（四）指针设计,指针的功能是用于指示所要显示的信息。为了能准确而迅速地获得信息，指针的形状、宽窄、长短、
15、色彩配置和零点位置等必须符合监控人员的生理与心理特征。,指针的针尖不要覆盖刻度，一般要离开刻度记号1.6mm左右，圆形刻度盘的指针长度不要超过它的半径，需要超过半径时，其超过部分的颜色应与盘面的颜色相同。,（四）指针设计,指针的功能是用于指示所要显示的信息。为了能准确而迅速地获得信息，指针的形状、宽窄、长短、色彩配置和零点位置等必须符合监控人员的生理与心理特征。,指针的颜色与刻度盘的颜色应有较鲜明的对比，但指针与刻度线的颜色和字符的颜色应该相同。,（四）指针设计,指针的功能是用于指示所要显示的信息。为了能准确而迅速地获得信息，指针的形状、宽窄、长短、色彩配置和零点位置等必须符合监控人员的生理与
16、心理特征。,指针零点位置大都在相当于始终12点或9点的位置上。,（五）仪表的颜色设计,为了精确的判读，指针、刻度和字符的颜色与刻度盘的颜色应有鲜明的对比，符合人的色觉原理，选择最清晰的配色，避免模糊的配色。,最清晰的配色是黑黄，最模糊的配色是黑蓝。墨绿色和淡黄色仪表面分别配上白色和黑色的刻度时，其误读率最小。而灰黄色仪表面配上白色刻度线时，误读率最大，不宜采用。 此外，要注意整体效果，即装在仪表板上所有仪表的颜色都要搭配好，使总体颜色看起来协调、淡雅、舒适和明快。,二）信号灯,信号装置的作用： （1）指示性 （2）显示工作状态,引起操纵者的注意，或指示操纵者应作某种操作。例如，汽车转向灯。飞机着陆时，飞机员判断飞机的高度有困难，必须借助信号灯的显示，此时地面人员控制信号灯，使其显示飞机着陆过程中的下滑状态。,反映某个指令和执行情况，某种状态，某些条件，或某种变化已执行或正在执行等。如，当计算机执行文件存储命令时，其硬盘指示灯颜色变红，
