人因工程学实验报告

重庆理工大学学生实验报告实验项目：人因工程学综合试验
班级： 110040801
学号： 11004080104
姓名：陈秋池
成绩：
指导教师：肖燕
2013年 06 月 02 日
实验目录
实验一生理测量与工作作业实验 (3)
实验二心理与认知实验 (7)
实验三人因环境综合测量实验 (13)
实验一生理测量与工作作业实验
一、实验目的和原理
1、学习人体生理测量的基本内容和方法；
2、学习人在工作作业中的动作错误概率与训练的关系。

二、实验步骤
实验一、生理测量实验
1、身高、坐高测量
【实验仪器】：
本实验采用TZG型身高坐高计进行测量。

【实验步骤】：
（1）将身高坐高计座板掀起，被试赤脚立正姿势站在脚踏板上，上肢自然下垂，足跟并拢，足尖分开成60°。

足跟及两肩与标尺竿相接触，躯干自然挺直，头部正直，两眼平视前方，以保持耳屏上缘与眼眶下缘呈一水平。

（2）主试站在被试侧面，将滑尺沿标尺竿下移，轻压被试头部。

主试两眼与滑尺呈水平时读数记录，完毕将滑尺上推至安全高度。

（3）将座板放平，被试坐在身高坐高计座板上，两肩胛间紧靠标尺杆，躯体自然挺直，头部正直，两眼平视前方，以保持耳屏上缘与眼眶下缘呈一水平。

两腿并拢，大腿与地面平行，小腿尽可能与大腿呈直角，上肢自然下垂，双足踏在地面上。

（4）主试站在被试侧面，将滑尺沿标尺竿下移，轻压被试头部。

主试两眼与滑尺呈水平时读数记录，完毕将滑尺上推至安全高度。

2、人体重测量
【实验仪器】：
本实验采用RGT—140型人体秤进行测量。

【实验步骤】：
（1）先拨动主、副游驼至0刻度处。

（2）被试站在人体秤踏板上，向右拨动主游驼至20或40或60或80公斤刻度处，最大程度使计量杠杆尾部刚好在闸门中上翘，并与闸门上筐接触。

（3）向右拨动副游驼，直至计量杠杆尾部刚好在闸门中上、下均匀摆动至平衡。

此时读数记录。

3、握力测量
【实验仪器】：
本实验采用CWL—1型握力计进行测量。

【实验步骤】：
（1）拧动握距调整轮调整适当握距，握距大小要根据被试手大小来调整。

（2）持握柄的手松开，用另一只手的手指轻拨指针回零。

（3）手持握力计，掌心向内，表盘朝外，身体直立两脚自然分开，两臂自然下，用最大力握内外握柄，此时，指针所指的表盘刻度值即为握力值。

（4）被试左、右手各3次，取最大握力值记录。

4、皮肤电反应检测
【实验仪器】：
本实验采用EP602型皮肤电测试仪进行检测。

【实验步骤】：
（1）接上电源，打开电源开关，并把电源选择开关拨向左。

（2）调节调零旋钮，使指针为零。

（3）把探头一端插入主机插孔，另一端探头极片涂上导电液，两极片可分别与左手和右手连接，并使极片与皮肤有良好接触。

（4）调节幅度旋扭，使指针向左或向右偏转约整个指示的1/3，当被试情绪稳定半分钟后，读出电流数值。

5、两点刺激敏感阈限检测
【实验仪器】：
本实验采用EP506型两点阈测定仪进行检测。

【实验步骤】：
（1）从被试能感觉到一个点刺激的最小距离开始，用仪器上两点垂直、均匀地接触皮肤，接触时间不超过2秒钟。

然后逐渐移动两点阈的副尺，加大两点距离，不停地接触皮肤，直到被试感觉两点刺激。

（2）从主尺上读得整数，从副尺上读得小数后为两点距离，然后拧紧定位螺钉，此时的读数即为被测部位的两点阈限
6、频闪融合阈限检测
【实验仪器】：
本实验采用EP403型亮点闪烁仪进行检测。

【实验步骤】：
（1）接通电源，后面板数码管亮，三支发光管之一亮。

（2）选择呈现亮点颜色红、黄、绿，在后面板左角任取一种。

（3）由被试者改变频率值，将将前面板频率旋扭反时针方向转动，频率缓慢降低，光点闪烁明显；将前面板频率旋扭顺时针方向转动，频率缓慢上升，光点可趋于稳定。

（4）观察亮点程序：先由低频段逐渐上升找到临界点并作出记录，再由高频段逐渐下降找到临界点并作出记录，再由低频段逐渐上升找到临界点并作出记录，再由高频段逐渐下降找到临界点并作出记录。

7、暗环境视觉适应性测定
【实验仪器】：
本实验采用EP404型暗适应仪进行测量。

【实验步骤】：
（1）连接遥控盒，电源线，接通电源，主机自动复位。

（2）根据测试需求，可选择暗适应时照度（1.51x时电表值在110V左右）。

（3）更换数字薄膜板。

（4）被试眼紧贴观察窗，适应一分钟。

（5）主试按启动键即开始测试。

实验二、学习曲线测试实验
1、双手协调实验
【实验仪器】：本实验采用EP711型双手协调器和EP001型计时计数器进行测量。

【实验步骤】：
（1）将联接电缆线的15芯插头插入双手协调器的15芯插座中，7芯插头插入记时记数器的插座中。

（2）打开电源开关，移动光斑发出红光。

移动旋钮调整光斑到起始点（起始点为终止点的两侧，即走顺时针时，将光斑移至其右端，反之走逆时针时，将光斑移至其左端）。

（3）当移动光斑进入轨道开始记时、记数。

完成一周当光斑进入终止点，记时记数器发出声音，实验结束。

（4）记录被试完成任务所用的时间，按N/T键，再记录错误次数。

按复位键，为下次实验作准备。

（5）经过多次练习后，直到不出错为止。

三、实验数据及处理
表1 人体及体力测量记录表
实验内容单位数据1 数据2 平均值
身高、坐高厘米(cm) 176 、94 175 、92 175.5 、93
人体重测量公斤(kg) 60 62 61
握力牛顿(N) 220 250 235
皮肤电反应微安培(μA) 10 12 11
表2 两点刺激敏感阈限检测记录表
测量部位手臂颈背部小腿肚测量数值(mm) 7.50 23.30 14.20
分析：两点阈法也叫皮肤敏感距离法，是用来测试实验者的疲劳强度的一种常用方法。

研究表明：随着疲劳的增加，皮肤的敏感性下降，敏感距离会相应地增加。

表3 频闪融合阈限检测记录表
颜色F↑（Hz）F↓（Hz）F↑（Hz）F↓（Hz）确定值（Hz）红19.9 23.8 23.0 26.8 23.40
绿27.1 23.8 24.6 28.5 26.10
黄23.0 23.1 21.8 25.1 23.25
分析：研究表明：在精神高度集中，视力紧张，以及枯燥无味、重复单调的工作前后，闪光融合频率可有不同程度的减少；而在体力劳动或在精神不太紧张的工作前后，闪光融合频率变化很小的。

暗环境视觉适应性测定结果：
表4 暗环境视觉适应性测定记录表
数字板1 数字板2 平均时间
从上到下读到第6排的时间13.6 13.7 13.65
分析说明：当眼睛从亮环境进入暗环境时，刚开始看不清物体，而需要经过一段适应的时间，才能看清物体，这个实验就是让眼睛经历了一个暗适应。

而人眼在经历视野明暗急剧变化时，眼睛不能很好的适应，从而引起视力下降。

如果频繁地适应这种环境时，眼睛容
易产生视觉疲劳，影响工作效率。

在工作中，所以眼睛要尽量避免频繁地去适应频繁亮度 变化而引起视力下降和视觉过早疲劳。

双手协调实验结果
学习曲线图如下：
横坐标为练习次数，纵坐标为错误次数。

分析说明：开始对操作不熟练，导致错误数过多，时间也较长。

后来随着对操作的熟练，错误数逐渐减少，完成时间也减少。

工作中，工人对流程的熟悉和操作方法的掌握会使工作效率提高很多，出错率也会变得很低。

总结：实验一主要是了解测试者自身的身体机能，和了解一些关于人体疲劳的测试方法，了解疲劳对工作的影响。

在设计和优化的时候要将这些知识考虑进去。

学习了人在工作作业中的动作错误次数概率与训练的关系，使人机有效的结合。

四、参考文献
1、丁玉兰主编，《人机工程学》，北京理工大学出版社，1991
2、丁玉兰编，《人因工程学》，上海交通大学出版社，2004
3、曹崎主编，《人机工程》，四川科学技术出版社，1991
4、马江彬主编，《人机工程学及其应用》，机械工程出版社，1993
5、范中志等主编，《基础工业工程（IE ）》，机械工程出版社，1993
练习次数 1 2 3 4 错误数 8 4 1 0 时间
130．0
150.0
105.0
95.0
实验二心理与认知实验
一、实验目的和原理
了解心理测试的基本内容，学会各种心理项目测试的方法，认知环境因素对人的心理的影响。

学习测定光简单反应时的程序。

学习测定光选择反应时的程序，了解光选择反应时不同于光简单反应时的特点。

学习使用光点闪烁仪闪光融合临界频率。

学习手动作的稳定性，分析在排除视觉的条件下动作技能形成的进程及趋势。

二、实验步骤
1、光简单反应时实验
【实验步骤】：
（1）接上电源，将刺激呈现器的连接线插头插到“反应时输出”插口，反应时手键插入实验台被试侧面板左下方“手键”插口。

（2）开启计时计数器单元电源，指示灯亮表示电源接通，计时屏幕显示为“0.000”秒，正确次数和错误次数均为0。

（3）“工作方式选择”为“反应时”，按起“声、光”选择键，即选择光刺激。

（4）要求被试将左手的食指放在红键上方做按键状。

（5）指导语：“这是一次反应时间测量实验，你听到‘预备’口令后，请你注视刺激呈现窗，当你看到光刺激后，就迅速按反应键，要求又准又快。

不许提前按键。

如果提前按键，则会有一个声音提示，那么这一组反应时测量作废，重新开一组。

若刺激光呈现4秒钟你仍未反应，此组测量也作废，并重开一组。

”
（6）主试把“测试、学习”键拨到“测试”一侧，同时按下“简单反应时”键。

先练习一个单元。

每个单元为20次，其中有2次侦察实验。

（7）练习结束后，“简单反应时”指示灯灭。

主试先按“复位”键，使计时计数器清零，再按“简单反应时”键，指示灯亮，正式实验单元启动。

每个单元结束后，按“打印”键，打印本单元结果。

若重新开始另一单元，则需按“简单反应时”键，指示灯亮，新一单元启动。

每个被试连续完成3个单元。

反应时间记录在表2中。

（8）更换被试重复上面的实验。

2、光选择反应时实验
（1）接上电源，将刺激呈现器的连接线插头插到“反应时输出”插口，反应时手键插入实验台被试侧面板左下方“手键”插口。

（2）开启计时计数器单元电源，指示灯亮表示电源接通，计时屏幕显示为“0.000”秒，正确次数和错误次数均为0。

（3）“工作方式选择”为“反应时”，按起“声光”选择键，即选择光刺激。

（4）要求被试将右手的食指、中指、无名指分别放在反应时手键的红键、绿键、黄键上做按键状。

（5）指导语：“这是一次反应时间测量实验，当你听到‘预备’口令后，请你注视刺激呈现窗，如果看到红光，就迅速用食指按红键；如果看到绿光，就迅速用中指按绿键；如果看到黄光，就迅速用无名指按黄键。

要求又准又快，不许提前按键。

如果提前按键或错误反应，则会有一个声音提示，那么这一组反应时测量作废，重新开一组。

若刺激呈现4秒钟后
仍未反应，此组测量也作废，并重开一组。

”
（6）主试把“测试、学习”键拨到“学习”一侧，同时按“选择反应时”键。

每种色光练习3次。

主试按打印键，打印实验结果。

若重新开始另一单元，则需按“复位”键后再按“选择反应时”键，指示灯亮，新一单元启动。

每个被试连续完成3个单元。

（7）练习结束后，主试把“测试、学习”选择开关拨到“测试”一侧，按“复位”键后再按“选择反应时”，正式实验开始。

（8）更换被试重复上面的实验。

3、闪光融合临界频率测定
【实验步骤】：
（1）准备工作：接通电源，打开光点闪烁仪电源开关；背景亮度选1/16，颜色选红，亮度选1，占空比选1:1；让被试熟悉用控制旋扭调节光点频率并熟悉“闪”与“不闪”现象。

（2）正式实验：
①渐增系列实验主试将亮点调至明显闪烁，然后宣读指导语：“你现在看到的是一个闪烁的亮点，请调节旋扭直到刚刚看不到亮点闪烁为止；在闪与不闪附近可以反复调整，直至您确定不再闪烁为止，然后向主试报告”。

主试把此次频率值记录在表7中。

②渐减系列实验主试将亮点调至明显不闪烁，然后宣读指导语：“你现在看到的是一个不闪烁的亮点，请调节旋扭直到刚刚看到亮点闪烁为止；在闪与不闪附近可以反复调整，直至您确定闪烁为止，然后向主试报告”。

主试把此次频率值记录在表7中。

③每个被试先进行右眼实验，然后进行左眼实验。

每只眼睛渐增系列、渐减系列各做16次，两个系列按ABBABAAB顺序进行。

④注意相邻顺序的相同系列的起始点应有明显变化。

⑤更换被试重复上面的实验。

4、手动作的稳定性
【实验仪器】：
JGW——B1型综合心理实验台计时、计数单元、九洞仪。

【实验步骤】：
（1）用导联线将九洞仪的计时、计数输出与心理实验台的计时、计数输入联接好，将测试笔的插头插入九洞仪的探笔插口。

（2）将电源插头插入实验台主试侧右方插座内，接通电源。

开启计时、计数器电源开关，计时屏幕显示为：“0.000”秒，正确次数和错误次数均显示为“0”工作方式选择“计时、计数”。

（3）指导语：“请你用优势手握住测试笔，悬肘使测试笔与九洞仪面垂直的伸入洞内，直到与洞底接触（这时九洞仪上方源灯亮）再取出。

笔进出洞不得碰洞边，先进大洞完成三次不碰洞边算通过，每次完成一个洞三次，你就用测试笔点击九洞仪，结束点一次，然后向我报告完成哪个洞。

如果对同一洞连续碰边两次，该洞就算没有通过，当笔碰边时九洞仪上方红灯亮并有报警声。

完成大洞再依次进较小的洞，最后以三次通过的最小洞为止。

”
（4）主试发出“预备”口令后，按动实验台操作箱内左侧“启动”按钮，被试开始实验，按上述要求作完实验后，另换一被试按同法进行测试，主试分别记录各被试通过的洞的直径和时间，并以三次通过的最小洞的直径的平均数的倒数作为动作稳定性的指标。

（5）主试设置比赛情境，激发各被试情绪状态，按上述步骤分别测试各被试在比赛情境下的动作稳定性的指标。

三、实验数据及处理
表1 光简单反应时记录表 单位：s
被 试 次 数
110040804陈秋池
108040812
刘磊
1 0.243 0.287
2 0.315 0.255
3 0.26
4 0.284 4 0.216 0.94
5 0.257 0.243
6 0.24
7 0.217 7 0.276 0.255
8 0.231 0.277
9 0.267 0.248 10 0.223 0.201 11 0.196 0.220 12 0.259 0.247 13 0.226 0.286 14 0.228 0.269 15 0.234 0.215 16 0.207 0.263 17 0.297 0.217 18
0.230 0.244
个人平均值 X 1=0.245
X 2=0.287
X 3=
X 4=
X 5=
全组平均值 =+++=n X X X X n /)(21 0.266
标准差
=--∑==)1/()(211n X X S n i 0.117
表2 光选择反应时记录表
被 试
次 数
11004080104
11004080112
1 0.521 0.487
2 0.365 0.548
3 0.333 0.427
4 0.289 0.531
5 0.390 0.455
6 0.349 0.379 7
0.318
0.613
8 0.490 0.542 9 0.304 0.378 10 0.457 0.356 11 0.587 0.575 12 0.587 0.648 13 0.445 0.510 14 0.525 0.523 15 0.384 0.680 16 0.318 0.476 17 0.401 0.358 18
0.501
0.525
个人平均值 X 1=0.420
X 2=0.500
X 3=
X 4=
X 5=
全组平均值 =+++=n X X X X n /)(21 0.460
标准差
=--∑==)1/()(211n X X S n i 0.102
分析说明：反应时测定，被测者对光、声音等刺激信号做出反应的时间叫做反应时。

反应时分两类:一是简单反应时，一是选择反应时。

反应时作为疲劳测定的一种常用方法。

经过多人实验观察，发现当人在随着疲劳的积累，无论简单反应时还是选择反应时，均出现明显的增长。

表3 临界闪光融合频率记录表
右眼：
实验
顺序 ↑ ↓
↓
↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓
平均值
临界
频率
25.7 24.0 24.7 23.0 25.4 24.0 24.5 24.7 25.0 24.5 23.5 24.3 23.6 25.7 25.3 24.2 24.45
左眼：实
验
顺序↑↓↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
平均
值
临
界
频
率
24.7 23.3 22.7 24.5 25.5 24.5 25.7 23.2 26.2 23.2 24.5 26.4 24.8 23.6 24.7 25.1 24.53
表4 手动作的稳定性记录表
洞号
次数
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 √√√√√√
2 √√√√√X
3 √√√√√X
动作稳定性0.32
分析说明：手稳定性能够反映人的疲劳状况和精神状态，人在疲劳状况良好和精神较集中
的时候，手稳定性会变的很好。

同时在做实验时受到鼓励时被测者的实验效果更好，体现
了情绪对人体的影响。

以及鼓励对被测者的影响。

总结：通过实际操作，了解心里测试的基本内容，反应时与运动时
的基本测量方法以及测量机器的工作原理，反应时与运动时对作业者
得影响。

研究反应时和运动时对于提高工厂的工作效率有很重要的意
义。

同时对于以后设计和改进作用姿势及工装设备有很大的作用。

学
会各种心里项目测试的方法，认知环境因数对人的心里的影响。

通过
对视觉和左右手反应时测定，充实对人对视觉刺激的反应能力的理解，并作为测定疲劳程度间接手段，比较不同出手方向对反应的影响。

反应时间长短表征了中枢神经和运动器官的敏感性。

四、参考文献
1.杨治良主编，《基础实验心理学》，甘肃人民出版社，1998
2.杨博民主编，《心理实验纲要》，北京大学出版社，1989
3.黄希庭主编，《心理学实验指导》，人民教育出版社，1987
实验三人因环境综合测量实验
一、实验目的
学会对人因环境的主要因素进行测量，并认识人因环境对人的影响。

学会光度计的使用方法。

学习照度测量规范，掌握照明条件的测量方法。

学习粉尘取样仪、电子天平的使用方法。

学习粉尘浓度的测量方法。

二、实验步骤
1、环境照度测量
【实验仪器】：
本实验采用JD—3型数字式照度计进行测量。

【实验步骤】：
（1）将接收器插头插入仪表输入插口，接收器置于被测点。

（2）将电源开关拨向“开”位置。

（3）打开接收器遮光罩，并按下相应的换档开关，仪表显示屏就显示出被测点的照度读数。

（4）若显示屏最高位出现“1”时，则说明实际照度超过该档量程范围，应将换档开关置于高一档量程。

（5）若测量场合照度多变时，为便于读数，可将读数保持开关拨向“保持”一端，便可将测量结果保持一段时间，待读数结束后再将该开关拨向“复位”便可进行下一次测量。

（6）仪器使用完毕应将电源开关拨向“关”的位置，以防止电源空耗。

（7）仪器打开电源开关，如夜晶屏左上方出现“LOBAT”符号，说明机内供电电源电压已不足，应更换新电池。

2、温湿度测量
【实验仪器】：
本实验采用JWSA2—2型机械式温湿度表进行测量。

【实验步骤】：
把温湿度表平放或竖直挂置，直接从温湿度表的刻度盘上读出温湿度数值。

按预先选择的测点，分别测量各测点的温湿度
3、粉尘浓度测定
称重方法
A．基本称重
按“TARE”键一下，将天平清零，等待天平显示零，在秤盘上放置所称物体。

称重稳定后，即可读取重量读数。

B．使用容器称重
如需用容器装着待测物（如液体）进行称重（不包括容器的重量），方法如下：先将空的容器放在称盘上，按“TARE”键后清零，等待天平显示零，将待测物体放入容器中，称重稳定后，即可读取重量读数。

C．称重模式的切换
称重模式选择：按住“M”键不放，天平在克、金盎司、克拉、计件、百分比称重模式之间循环切换，待天平显示所需称重模式时，放开“M”键，天平进入所选称重模式。

本实
验采用克称重模式。

（3）把实验数据填入表4中，并进行处理。

三、实验数据及处理
表1 噪声测量数据记录表
测量点数 1 2 3 4
5
6 7 平均照度 自然采光
550
520
452
360
380
430
450
455
数据分析过程：
平均照度公式如下:
1/3MAX u E E
A E -=
≤
同时满足
min
1/3u E E A E
-=
≤ 数据整理也可采用表格法，如表2所示。

其中max E 是最高照度值，min E 是最低照度值，E 是平均照度值。

表2 各种照明环境的照度均匀度
Emax Emin
E
自然采光
550
360
455
分析说明： 听觉是仅次于视觉的重要感觉，其适宜的刺激是声音。

噪音对工人的工作环境造成很大的影响，严重影响工人的健康和工作效率，从人因工程学的角度，噪音是应该避免的。

表2 光反射率记录表
明 照 度 暗 照 度 反 射 率 墙 面 185.1 0.3 0.0016 地 面 124.3 0.1 0.0008 工作台面
504.0
0.1
0.0002
分析：这个实验室的光照度比较差。

在一定范围内的光照，光照强度越高，人的工作效率越高。

工作台高度的光线更应该注意，工作环境的照明度对工作人员效率有影响，工作人员在光度均匀的工作环境疲劳程度会减低。

根据不同工作，改善光照强度，至少日光灯安排要均匀，度数要与工作台配合。

表3 温湿度测量记录表
测点
温湿度
1 2 3 4 5 6 7 8 平均值温度（C°）18.4 19.6 19.2 20.2 19.4 20.2 19.6 20.4 19.63 湿度（%RH）77.2 73 69.2 68 66.4 69.0 69.8 67.8 70.05 分析说明：通过实验得知，在相同的环境下，湿度和温度变化不大。

根据所测量的数据和附录提供的最佳环境温湿度参考值，可以得出此测试环境的微气候条件比较适应，属于让人感觉比较的范围，觉得稍微需要改善的是可以适当减少一些湿度，如增加房间与外界的空气对流交换，是环境更自然，对人体更适宜。

表4 粉尘测量记录表
测量位置滤膜
编号
初重G1
（mg）
末重G2
（mg）
增重G
（mg）
流量
（l/min）
采样时间
（min）
采样体
积（l）
粉尘浓度
（mg/m3）
1 1 122.6 127.3 4.7
2 2 120.0 137.6 17.6
分析：粉尘在进入呼吸道后，根据其物理特性，在呼吸道各个部位通过不同方式沉积、储存，根据其化学性质、进入人体的量和作用部位，可引起不同的病变。

粉尘还会引起中毒。

在工作环境中要定时检查粉尘及其化学性质，及时清理危险。

总结：在人-机-环境系统中，对系统产生影响的一般环境有：热环境、照明、噪音、振动、
粉尘，以及有毒物质等。

通过实验，我们不仅学会了照度计、粉尘采样器、电子天平的使用方法，体验了不同光照作用下，人工作所受的影响，还学会了对工作环境照明的测量方法，并对其进行评价。

更重要的事，通过这次实验，我们进一步了解的人因工程是如何应用到实际中去改善人的作业环境并提高工作效率的。

如果在系统的设计阶段，尽可能的排除各种环境因数对人体的不良影响，使人具有舒适的作业环境，这样不仅有利于保护劳动者得健康和安全，还有利于提高系统的综合效能。

四、参考文献
1、丁玉兰主编，《人机工程学》，北京理工大学出版社，1991
2、丁玉兰编，《人因工程学》，上海交通大学出版社，2004
3、曹崎主编，《人机工程》，四川科学技术出版社，1991
4、马江彬主编，《人机工程学及其应用》，机械工业出版社，1993
5、范中志主编，《基础工业工程（IE）》，机械工业出版社，1993。