安全人机工程学第五章显示器设计
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第5章_人机的信息界面设计(3)_安全人机工程学
第 5章 人机的信息界面设计
5.1 人机信息界面的形成 主 要 内 容 5.2 视觉信息显示设计 5.3 听觉信息传示系统 5.4 操纵装置设计
5.5 操纵与显示相合性
5.3 听觉信息传示设计
5.3.2 言语传示装置
用语言传递人与机器的信息，使其具有一定的表达能力。传递和 显示言语信号的装置称为言语传示装置。
6
5.3.3 听觉传示装置的选择 1.音响传示装置的选择原理
在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应 最小的范围内。 使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。 最好组成视、听双重报警信号。 音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较 低的频率。 注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。
图5-13 常用手控操纵器的尺寸
19
5.4 操纵装置设计
5.4.3 脚控操纵器的设计
适宜的操纵力，参阅表5-21 脚控操纵器的尺寸
脚踏板：矩形，宽度>2.5cm，踏下行程6-17.5cm防滑齿纹； 脚踏按钮：取代手控，可快速操纵，直径5-8cm，行程1.2-6cm。
脚踏板结构形式的选择，见下图
效率：187
(a)操纵器与显示器方向相合性 (b)操纵习惯模式
28
5.5 操纵与显示相合性
5.5.3 操纵－显示的编码和编排相合性
重要的原则就是操纵－显示的编码应尽可能一致，见下图。
神七3名航天员心里相容性最高，见视频
29
作业与思考题
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
位置编码 尺寸编码 颜色编码 符号编码
21
补充知识：相容性
所谓相容性(或一致性)是指刺激与反应间关系与人们预期 的一致的程度。
5.1 人机信息界面的形成 主 要 内 容 5.2 视觉信息显示设计 5.3 听觉信息传示系统 5.4 操纵装置设计
5.5 操纵与显示相合性
5.3 听觉信息传示设计
5.3.2 言语传示装置
用语言传递人与机器的信息，使其具有一定的表达能力。传递和 显示言语信号的装置称为言语传示装置。
6
5.3.3 听觉传示装置的选择 1.音响传示装置的选择原理
在有背景噪声的场合，音响传示装置的频率选择在噪声掩蔽效应 最小的范围内。 使用断续的或音调有高低变化的声音信号，更能引起人的注意。 最好组成视、听双重报警信号。 音响信号传播距离远和穿越障碍物时，应加大声波强度，使用较 低的频率。 注意音响装置的多少，避免各信号间的相互干扰。
图5-13 常用手控操纵器的尺寸
19
5.4 操纵装置设计
5.4.3 脚控操纵器的设计
适宜的操纵力，参阅表5-21 脚控操纵器的尺寸
脚踏板：矩形，宽度>2.5cm，踏下行程6-17.5cm防滑齿纹； 脚踏按钮：取代手控，可快速操纵，直径5-8cm，行程1.2-6cm。
脚踏板结构形式的选择，见下图
效率：187
(a)操纵器与显示器方向相合性 (b)操纵习惯模式
28
5.5 操纵与显示相合性
5.5.3 操纵－显示的编码和编排相合性
重要的原则就是操纵－显示的编码应尽可能一致，见下图。
神七3名航天员心里相容性最高，见视频
29
作业与思考题
1. 2.
3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
位置编码 尺寸编码 颜色编码 符号编码
21
补充知识：相容性
所谓相容性(或一致性)是指刺激与反应间关系与人们预期 的一致的程度。
安全人机工程学5
901
D
749
695
695
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793
847
695
739
783
F
557
518
518
557
598
641
518
556
594
G
245
239
245
186
212
245
170
199
239
H
371
348
348
371
422
489
348
404
478
I
151
151
151
112
130
151
113
130
151
J
323
292
2006.3
安全与环境工程系
第 2 页
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 五 章 ︶
二、城市（规划）工作设计 • 1、城市人口密度基数的安全设计 • 2、城市土地利用与安全设计
• 3、对城市的变与不变相统一的
安全设计
• 4、城市通道的安全设计
2006.3
安全与环境工程系
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第二节 岗位设计
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安全与环境工程系
第 23 页
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 五 章 ︶
• 由水平面作业范围和垂直面作业范围构成的坐姿空 间作业范围的舒适区域介于肩与肘之间，此时，手 臂的活动路线最短最舒适，能迅速而准确地进行操 作。见图5－5A • 例如，当坐姿作业是小件组装，要把8个部件装配 起来，则作业者面前至少需有250×250平方毫米的 操作面积。供料箱应分布在作业者前方大于250毫 米处（即装配区的周围）和工作场所中心左方或右 方410毫米之内，并且不得高于工作面500毫米（最 好在工作面上方 250毫米处，以减轻肩部肌肉疲 劳）。经常取用的物件应置于操作面之前150～300 毫米之内，使作业者无需向前弯曲身体就能拿到。 大而重的物件需靠近场地前面，允许作业者有时 （每小时几次）到场外取物。
安全人机501
第五章 人机系统的安全设计
第一节 工作设计（规划设计） 二、城市规划设计(人与社会的人机工程学)
1. 城市人口密度基数的安全设计 2. 城市土地利用与安全设计 3. 城市发展安全设计 4、城市通道的安全设计
城市与企业规划文件.ppt
第五章 人机系统的安全设计
对安全专业的பைடு நூலகம்来说，世界上没有不可以预测的
危险。防患于未然是可以做到的。对于一件装置或设
备而言，要从它诞生的那一刻起（设计阶段），就开 始考虑它的安全问题。 设计任何一个设备，都要考虑3个方面的内容： 设备本身、操作者和操作过程。这正是安全人机工程
学人机系统所研究的内容：人、机以及人机结合面。
第五章 人机系统的安全设计
人机系统的安全设计包括：
① 工作设计（规划设计）
② 岗位设计 ③ 显示器设计 ④ 控制器设计 ⑤ 作业环境设计
⑥ 安全防护装置设计
第五章 人机系统的安全设计
在人机系统的安全设计中，必须遵守3个原则：
① 以人为中心的设计原则 ② 产品人性设计的原则 ③ 安全第一的思想贯穿于全过程的原则
第五章 人机系统的安全设计
第一节 工作设计（规划设计） 一、工厂规划设计(人与自然的人机工程学) 1. 工厂选址（自然地理、运输、环境条件等）
2. 平面布置（《工业企业总平面设计规范》 GB50187-93） 3. “三同时”设计（中华人民共和国安全生产法第24条： 生产经营单位新建、改建、扩建工程项目（以下统称建设项目） 的安全设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入 生产和使用。）
第五章 人机系统的安全设计
第一节 工作设计（规划设计） 工作设计一般称为“规划设计”，设计对象是多 个基本元素组成的共同体。如“城市规划设计”、 “郑东新区规划设计”、“工厂规划设计”等。它从 安全的角度出发，对某项工程的总体布局方案进行全
人体工程学第五章人机界面与交互设计
②识别要求：信号质量高， 易于认读，字符、指针、线条应清 晰，与背景和环境间的对比度应充分，并满足感知速度与精 度的要求；不同功能的显示信号之间，应运用编码技术，使 之易于区别。
③解释要求：任一给定的信号，应使作业者能够作出迅速、准 确的理解和判断。
3．视觉信号与操作者之间的关系 （1）视觉信号与操作者之间的功能关系
③视张角：信号系统所用颜色以及信号标志大小的选择应部分 取决于观察距离，视张角不应小于20°，在所要求的距离上应 能准确辨认颜色。
（2）对视觉信号的基本要求
①放置在人们视野内，并且从所有需要观察的位置都可以看到。
②与背景相比有合适的视亮度和颜色反差。
③图形符号应简单、明晰、合乎逻辑，便于理解且释义明确。
（3）对视觉信号的感知要求
①觉察要求：信号应根据其重要性和使用频次布置在适当的有 效视区之内；应根据信号与人之间的功能关系，选用适当的 信号类型并进行合理布置；应具有良好的照明环境（充足的 照度，无反光、眩光），并要避免振动的影响。
在人机系统中，按人接受信息的感觉通道（信道）和信号不 同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示和触觉显示。其 中以视觉和听觉显示应用最为广泛。
第二节 视觉信息显示设计
视觉信息显示设计是以人的视觉为信息通道的人机界面设计 系统。 一、视觉机能各要素间的相互关系 1．注视点、视线与视野的关系 ①注视点是指需观察的目标。 ②在视野内，仅在围绕注视点的一个很狭窄的范围内，视觉信 号是清晰的。 ③假如视线是水平方向和垂直方向的视野（直接视野、眼动视 野）或视区（良好视区、有效视区）的中线，把这些视野或 视区近似地视作以视线为中心线的圆锥体。
4．影响直接视野的因素 ①光刺激的最大直接视野范围，适用于充分的光亮度（大于
③解释要求：任一给定的信号，应使作业者能够作出迅速、准 确的理解和判断。
3．视觉信号与操作者之间的关系 （1）视觉信号与操作者之间的功能关系
③视张角：信号系统所用颜色以及信号标志大小的选择应部分 取决于观察距离，视张角不应小于20°，在所要求的距离上应 能准确辨认颜色。
（2）对视觉信号的基本要求
①放置在人们视野内，并且从所有需要观察的位置都可以看到。
②与背景相比有合适的视亮度和颜色反差。
③图形符号应简单、明晰、合乎逻辑，便于理解且释义明确。
（3）对视觉信号的感知要求
①觉察要求：信号应根据其重要性和使用频次布置在适当的有 效视区之内；应根据信号与人之间的功能关系，选用适当的 信号类型并进行合理布置；应具有良好的照明环境（充足的 照度，无反光、眩光），并要避免振动的影响。
在人机系统中，按人接受信息的感觉通道（信道）和信号不 同，可将显示装置分为视觉显示、听觉显示和触觉显示。其 中以视觉和听觉显示应用最为广泛。
第二节 视觉信息显示设计
视觉信息显示设计是以人的视觉为信息通道的人机界面设计 系统。 一、视觉机能各要素间的相互关系 1．注视点、视线与视野的关系 ①注视点是指需观察的目标。 ②在视野内，仅在围绕注视点的一个很狭窄的范围内，视觉信 号是清晰的。 ③假如视线是水平方向和垂直方向的视野（直接视野、眼动视 野）或视区（良好视区、有效视区）的中线，把这些视野或 视区近似地视作以视线为中心线的圆锥体。
4．影响直接视野的因素 ①光刺激的最大直接视野范围，适用于充分的光亮度（大于
第5章：人机信息界面(操纵装置设计)
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
形 状 编 码
在(a)、(b)、(c) 三 类旋纽之间不易混 淆，而同一类之间 容易混淆；(a)和 (b) 类旋纽适合作360 度以上旋转操作； (c) 类旋纽适合360 度以内旋转操作； (d)类适合作定位指 示调节。
旋纽的形状编码
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
在控制器上标以不同的文字或图形符号以区别不同的控制器。这种编 码的优点是，可以用示意性符号对每个控制器的作用给以直观性指示，不 需要事先去记忆每个控制器的功能和用途，减少了大脑译码的过程，因此 效率和准确度都较高。在设计符号时，这些符号应力求简单、达意、明显、
符 颜 号 色 编 码
按压式操纵器
按钮的设计 1.外形：常为圆形和矩形，有的还带 有信号灯。作用：系统的启动和关停。 分类：单工位和双工位。
按 钮 的 形 体 设 计
单工位按纽是手按后，它处于工作状 态，手指一离开按纽就自动脱离工作 状态，回复原位； 双工位的按纽 是一经手指按下就一直处于工作状态， 当手指在按一下时，它才回复原位2. 按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸 和操作要求而定。圆弧形按纽直径： 8—18mm ，矩形按纽10*10、10*15或 15*20，按纽应高出盘面5—12mm，行 程为3—6mm,按纽间距一般为12.5— 25mm,最小不得小于6mm。
旋转式操纵器
手轮—汽车方向盘—设计 ③高级轿车在方向盘中设置了一个空气袋，平时折合在立柱 顶端的一个圆盆中，一旦汽车发生碰撞使汽车骤然停止时气 袋就会自动充气，以保护司机的面部和胸部。同时还应保证 快速排气，及时排气，以免造成司机窒息。
旋转式操纵器
手柄的设计
手 柄 的 形 体 设 计
三.操纵装置的特征编码与识别
形 状 编 码
在(a)、(b)、(c) 三 类旋纽之间不易混 淆，而同一类之间 容易混淆；(a)和 (b) 类旋纽适合作360 度以上旋转操作； (c) 类旋纽适合360 度以内旋转操作； (d)类适合作定位指 示调节。
旋纽的形状编码
操纵装置的类型及特征分析
三.操纵装置的特征编码与识别
在控制器上标以不同的文字或图形符号以区别不同的控制器。这种编 码的优点是，可以用示意性符号对每个控制器的作用给以直观性指示，不 需要事先去记忆每个控制器的功能和用途，减少了大脑译码的过程，因此 效率和准确度都较高。在设计符号时，这些符号应力求简单、达意、明显、
符 颜 号 色 编 码
按压式操纵器
按钮的设计 1.外形：常为圆形和矩形，有的还带 有信号灯。作用：系统的启动和关停。 分类：单工位和双工位。
按 钮 的 形 体 设 计
单工位按纽是手按后，它处于工作状 态，手指一离开按纽就自动脱离工作 状态，回复原位； 双工位的按纽 是一经手指按下就一直处于工作状态， 当手指在按一下时，它才回复原位2. 按纽的尺寸主要按成人手指端的尺寸 和操作要求而定。圆弧形按纽直径： 8—18mm ，矩形按纽10*10、10*15或 15*20，按纽应高出盘面5—12mm，行 程为3—6mm,按纽间距一般为12.5— 25mm,最小不得小于6mm。
旋转式操纵器
手轮—汽车方向盘—设计 ③高级轿车在方向盘中设置了一个空气袋，平时折合在立柱 顶端的一个圆盆中，一旦汽车发生碰撞使汽车骤然停止时气 袋就会自动充气，以保护司机的面部和胸部。同时还应保证 快速排气，及时排气，以免造成司机窒息。
旋转式操纵器
手柄的设计
手 柄 的 形 体 设 计
人机工程学 第5章
（1）按仪表的功能分类
①读数用仪表。其刻度指示各种状态参数的具体数值，供操作者
读取数值之用。如高度表、时速表、煤气表等。 ②检查用仪表。使用时一般不是为了获取正确数值，而是检查仪
表的指示是否偏离正常位置，
当偏离时要及时调节。警戒用仪表也属于检查
③追踪用仪表。
追踪操纵是动态控制系统中最常见的操纵方式之一，目的是通
数量信息 质量信息 调节性能 监控性能 一般性能
中：指针无变化有利监控，但 指针与调节监控活动的关系不 明显 中：占用面积小，仪表需局部 照明，只在很小一段范围内认 读，认读性好
差：不便按变化的趋势进行监 控 好：占用面积小，照明面积也 是最小，表盘的大小只受字符 的限制
精度高 认读速度快 无差补误差 过载能力强 易与计算机联用 显示易跳动或失效 干扰因素多 需内附或外附电源 元件或焊件存在失效问题
作业环境因素
◦ 人的感管、运动器官和大脑思维的敏锐程度都会受到作业 环境（温度、湿度、强光、噪声、振动以及有毒气体的影 响。因此，在设计和选择显示仪表时，应考虑显示信号的 强度、形式、数值大小、信噪比等，使其突出与其它视觉 或听觉背景，以利于操作者正确理解、接受和判断及反应。
准确性
简单性 一致性 排列性
(2)按照仪表指示方式分类
①指针刻度式仪表。它是用模拟量显示机器有关参数和状 态。其特点是显示的信息直观、形象，使人对模拟量在全量 程范围内所处的位置一目了然，并能明显显示出偏差量，特 别适合于监控作业。这类仪表又可分为指针运动式和指针固 定式两种，后者也称刻度移动式仪表。它在用于检查、追踪、 调节方面不如前者。应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压 力表。
①读数用仪表。其刻度指示各种状态参数的具体数值，供操作者
读取数值之用。如高度表、时速表、煤气表等。 ②检查用仪表。使用时一般不是为了获取正确数值，而是检查仪
表的指示是否偏离正常位置，
当偏离时要及时调节。警戒用仪表也属于检查
③追踪用仪表。
追踪操纵是动态控制系统中最常见的操纵方式之一，目的是通
数量信息 质量信息 调节性能 监控性能 一般性能
中：指针无变化有利监控，但 指针与调节监控活动的关系不 明显 中：占用面积小，仪表需局部 照明，只在很小一段范围内认 读，认读性好
差：不便按变化的趋势进行监 控 好：占用面积小，照明面积也 是最小，表盘的大小只受字符 的限制
精度高 认读速度快 无差补误差 过载能力强 易与计算机联用 显示易跳动或失效 干扰因素多 需内附或外附电源 元件或焊件存在失效问题
作业环境因素
◦ 人的感管、运动器官和大脑思维的敏锐程度都会受到作业 环境（温度、湿度、强光、噪声、振动以及有毒气体的影 响。因此，在设计和选择显示仪表时，应考虑显示信号的 强度、形式、数值大小、信噪比等，使其突出与其它视觉 或听觉背景，以利于操作者正确理解、接受和判断及反应。
准确性
简单性 一致性 排列性
(2)按照仪表指示方式分类
①指针刻度式仪表。它是用模拟量显示机器有关参数和状 态。其特点是显示的信息直观、形象，使人对模拟量在全量 程范围内所处的位置一目了然，并能明显显示出偏差量，特 别适合于监控作业。这类仪表又可分为指针运动式和指针固 定式两种，后者也称刻度移动式仪表。它在用于检查、追踪、 调节方面不如前者。应用：汽车上的油量表、氧气瓶上的压 力表。
安全人机工程-ch05-1
发生，减少重大操作事故和对操作人员造成的生理或心理上 的伤害。
人机界面的设计主要包括显示器和控制器的设计。
《安全人机工程》
一、显示器设计
显示器是机器将信息传递给人的装置，即人机信息交换 的界面。 • 显示器的设计决定着操作者接受的信息的速度和准确 度，进而影响工作效率 。显示器的选择和设计，必须符合 人的感觉通道的传递特征。（形状、大小、颜色、标度、空间分布、
• 格雷瑟在1949年用八个指针式仪表和一个数字显示仪表，对受过训练的飞行员
和大学生进行认读实验。结果：三针式高度计误读率最高并且认读时间最长。
《安全人机工程》
• 数字式显示的特点：认读过程简单速度快，读数准确精度
高（适应于静态显示，误读率为指针模拟显示的1/10 ）。 但反映不了偏差量； • 指针式模拟显示的特点：能连续的、直观的反映机器的运 行状态或预测机器的变化趋势。给人以形象化的启示，不
直径:25mm 上升；80mm下降 ；直径在30～70mm之间的刻度盘认
读效果较好。 试验：视距为75mm时，直径25、44、70试验，44最好 认读速度和读错率与刻度盘直径大小的关系 刻度盘直径 mm 25 44 70 观察时间 s 0.82 0.72 0.75 平均反应时间 s 0.76 0.72 5.73 读错率 % 6 4 12
《安全人机工程》
③刻度线长度
• 刻度线的长度受照明条件和视距的限制，还 受刻度大小的影响，当观察距离一定时，刻 度线最小长度为： • 长刻度线长度=L/90； • 中刻度线长度=L/ 125； • 短刻度线长度=L/200； • 刻度线间距=L/600。
观察距离 m 0.5以内 0.5～0.9 0.9～1.8 长度 mm 长刻度线 5.5 10.0 20.0 中刻度线 4.1 7.1 14.0 短刻度线 2.3 4.3 8.6
人机界面的设计主要包括显示器和控制器的设计。
《安全人机工程》
一、显示器设计
显示器是机器将信息传递给人的装置，即人机信息交换 的界面。 • 显示器的设计决定着操作者接受的信息的速度和准确 度，进而影响工作效率 。显示器的选择和设计，必须符合 人的感觉通道的传递特征。（形状、大小、颜色、标度、空间分布、
• 格雷瑟在1949年用八个指针式仪表和一个数字显示仪表，对受过训练的飞行员
和大学生进行认读实验。结果：三针式高度计误读率最高并且认读时间最长。
《安全人机工程》
• 数字式显示的特点：认读过程简单速度快，读数准确精度
高（适应于静态显示，误读率为指针模拟显示的1/10 ）。 但反映不了偏差量； • 指针式模拟显示的特点：能连续的、直观的反映机器的运 行状态或预测机器的变化趋势。给人以形象化的启示，不
直径:25mm 上升；80mm下降 ；直径在30～70mm之间的刻度盘认
读效果较好。 试验：视距为75mm时，直径25、44、70试验，44最好 认读速度和读错率与刻度盘直径大小的关系 刻度盘直径 mm 25 44 70 观察时间 s 0.82 0.72 0.75 平均反应时间 s 0.76 0.72 5.73 读错率 % 6 4 12
《安全人机工程》
③刻度线长度
• 刻度线的长度受照明条件和视距的限制，还 受刻度大小的影响，当观察距离一定时，刻 度线最小长度为： • 长刻度线长度=L/90； • 中刻度线长度=L/ 125； • 短刻度线长度=L/200； • 刻度线间距=L/600。
观察距离 m 0.5以内 0.5～0.9 0.9～1.8 长度 mm 长刻度线 5.5 10.0 20.0 中刻度线 4.1 7.1 14.0 短刻度线 2.3 4.3 8.6
安全人机工程学第五章显示器设计
11
表5-6 认读速度和准确度与直径大小的关系 （视距750mm） 圆形刻度 盘直径 /mm 25
44 70
观察时间/s 平均反应 时间/s 0.82
0.72 0.75
误读率/%
0.76
0.72 0.73
6
4 12
12
表5-7 观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系 刻度标记的数 量 38 50 70 100 150 200 300 刻度盘的最小允许直径/mm 观察距离500 观察距离900 25.4 25.4 25.4 36.4 54.4 72.8 109.0 25.4 32.5 45.5 64.3 98.0 129.6 196.0
安全人机工程学
第五章 显示器设计
1
绪论 第一节 视觉显示器的设计 第二节 听觉显示器的设计 第三节 显示器总体布局设计
2
绪论
1、显示的分类：
视觉显示器 听觉显示器 触觉和嗅觉显示器
3
绪论
2、显示器设计与选择的基本原则 显示器所显示的信息要有较好的可觉察 性、可辨性，保证接受者能迅速、准确 地感知和确认。 显示器传递的信息数量不宜过多 多重感觉通道优于单通道 同种类的信息应用同样的方式传递
⑶ 噪声对语言传示的影响：当噪声声压级 大于40dB时，这时噪声对语言信号有掩 蔽作用，从而影响语言传示的效果。
42
第三节 仪表盘总体布局设计
1、 仪表盘的识读特点与最佳识读区
以视中心线为基准，在其上下各15°的区域内误 读概率最小，视角增大差错率增高(表5－15)。
表5－15 视角与差错率的关系
单刻度线 双刻度线 递增式刻度线
15
人机工程学--第五章人机的信息界面的设计
中：调节运动方向不明显，指针的 变动难控制，快速调节时不易读数
中：指针无变化有利监控，但指针 与调节监控活动的关系不明显 中：占用面积小，仪表需局部照明， 只在很小一段范围内认读，认读性 好
好：数字调节的监测结果精确， 数字调节与调节运动无直接关系， 快速调节时难以读数
差：不便按变化的趋势进行监控 好：占用面积小，照明面积也是 最小，表盘的大小只受字符的限 制 精度高 认读速度快 无差补误差 过载能力强 易与计算机联用 显示易跳动或失效 干扰因素多 需内附或外附电源 元件或焊件存在失效问题 提高可靠性 采用智能化显示仪表
信号灯的设计 信号灯功能
5.2视觉显示的类型和特征
信号灯通常用于指示状态或表达要求，传递信息，包括两个 方面：其一是借以引起操纵者的注意，或指示操纵者应作某种操 作。其二是借以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，且红绿变换闪烁，以此表示硬盘 正在执行操作，文件存储命令完成后又回到绿灯显示的工作状态。
3.光照度 光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通量, 以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx). 以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的球体的中心位 置.假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表面一平方 公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen)
（2）标数标数的一般规则
5.2视觉显示的类型和特征
4、开窗仪表应至少显示三个数据，以便观 察运动的方向和趋势 5、圆形仪表数码应顺时针增大 有正负数值时0位设在12点方向 6、标数应尽量采用2X10K 5X10K 10X10K
人机信息界面的设计
人体工程学5 人机界面设计
纵装置安装场地的特点以及操作装置的安全要求等。
①需要作出快速、精确的控制时，应选用手控操纵装置，手控 装置应安排在肘、肩高度之间的容易接触到距离处，并要易于 看到；需要大的或持续向前力、精度要求不高时，选用脚控操
纵装置。但每次同时采用的脚控操纵装置不宜多于2个，并且只
能采用纵向用力或用踝部弯曲运动进行操作的脚控操纵装置。 ②操纵装置的操作运动与显示装置的显示运动在位置和方向上 有关联的场合，适合采用线性运动或旋转运动的操纵装置。 ③需要在整个操纵范围内进行精确操纵的场合，宜选用多圈转
①准确性原则。
②简洁性原则。 ③对比性原则。 ④兼容性原则。 ⑤排列性原则。
（3）仪表的设计细则 ①使用者与仪表之间的观察距离。 ②根据使用者所处的观察位置，尽可能使仪表布置在最佳视区内。 ③选择有利于显示与认读的形式，以及考虑颜色和照明条件。
5.3 控制系统设计
操纵装置是人机系统的重要组成部分，其设计是否得 当，关系到整个系统能否正常安全运行。其必须具有两方 面的特点：一是材料质地优良，功能合适；二是适合于操
人机界面的信息传递是通过人和机器的输入系统 和输出系统来实现的。显示器将机器工作的信息传
递给人，人通过各种感觉器官接受信息，实现机—
人信息传递。人机界面设计的目的是实现人机系统 优化，即提高系统的效率、可靠性，并有利于人的 安全、健康和舒适，系统中人的因素是设计的主要 依据。
5.1 人机界面概述 5.2 显示装置设计 5.2.1 人的视觉特征 5.2.2 视觉显示器的类型及设计原则 5.2.3 仪表类显示装置设计 5.3 控制系统设计 5.3.1 操纵装置的类型 5.3.2 操纵装置的选择 5.3.3 操纵装置的人体工程学设计原则 5.3.4 操纵装置———控制器的排列 5.3.5 常用手控操纵装置的设计 5.4 显示系统与控制系统综合设计的方法 5.4.1 控制器和显示器的协调性 5.4.2 集中控制中的显控界面设计原则
①需要作出快速、精确的控制时，应选用手控操纵装置，手控 装置应安排在肘、肩高度之间的容易接触到距离处，并要易于 看到；需要大的或持续向前力、精度要求不高时，选用脚控操
纵装置。但每次同时采用的脚控操纵装置不宜多于2个，并且只
能采用纵向用力或用踝部弯曲运动进行操作的脚控操纵装置。 ②操纵装置的操作运动与显示装置的显示运动在位置和方向上 有关联的场合，适合采用线性运动或旋转运动的操纵装置。 ③需要在整个操纵范围内进行精确操纵的场合，宜选用多圈转
①准确性原则。
②简洁性原则。 ③对比性原则。 ④兼容性原则。 ⑤排列性原则。
（3）仪表的设计细则 ①使用者与仪表之间的观察距离。 ②根据使用者所处的观察位置，尽可能使仪表布置在最佳视区内。 ③选择有利于显示与认读的形式，以及考虑颜色和照明条件。
5.3 控制系统设计
操纵装置是人机系统的重要组成部分，其设计是否得 当，关系到整个系统能否正常安全运行。其必须具有两方 面的特点：一是材料质地优良，功能合适；二是适合于操
人机界面的信息传递是通过人和机器的输入系统 和输出系统来实现的。显示器将机器工作的信息传
递给人，人通过各种感觉器官接受信息，实现机—
人信息传递。人机界面设计的目的是实现人机系统 优化，即提高系统的效率、可靠性，并有利于人的 安全、健康和舒适，系统中人的因素是设计的主要 依据。
5.1 人机界面概述 5.2 显示装置设计 5.2.1 人的视觉特征 5.2.2 视觉显示器的类型及设计原则 5.2.3 仪表类显示装置设计 5.3 控制系统设计 5.3.1 操纵装置的类型 5.3.2 操纵装置的选择 5.3.3 操纵装置的人体工程学设计原则 5.3.4 操纵装置———控制器的排列 5.3.5 常用手控操纵装置的设计 5.4 显示系统与控制系统综合设计的方法 5.4.1 控制器和显示器的协调性 5.4.2 集中控制中的显控界面设计原则
第5章-人机信息界面设计(显示装置)概要备课讲稿
适宜与不适宜的刻度标值示例
仪表显示装置设计
a）适宜
b）不适宜
仪表显示装置设计
⑵.刻度间距： ➢定义：两个最小刻度标记之间的距离 ➢规律： 仪表的读数效率随刻度标记间距增大而增大， 到一临界值降低。刻度间距最好以临界间距为 宜，临界间距视角10‘
仪表显示装置设计
⑶.刻度标记 ➢ 分类： 大刻度标记、中刻度标记、小刻度标记 ➢ 规律：
第5章-人机信息界面设计(显示 装置)概要
仪表显示装置设计
2人机信息交换方式
①显示装置 •定义： •机器和设备中专门用来向人们表达机械和 设备的性能参数、运转状态、工作指令以及 其他信息的装置。 •特点： •把机器设备的有关信息以人能接受的形式 显示给人。 •分类： •视觉显示、听觉显示、触觉显示
对象主要的和独特的属性。 ③ 图形符号的构形应该醒目、清晰、易懂、
易记、易辨、易制。 ④ 图形的边界应该明确、稳定。 ⑤ 尽量采用封闭轮廓的图形，以利于对目
➢信号灯的复合
通过信号灯颜色、形状、位置的变换组合，来更有效地增加其信息量， 称为信号灯的编码。 现代汽车尾灯的设计就采用了颜色编码。汽车的尾灯就是给后方汽车 驾驶员指示前方车辆行驶情况的，对避免前后相撞有重要的意义。其 作用是用颜色灯光指示：①有车，②刹车，③转弯，白灯用于夜间行 驶倒车时用。
（4）信号灯颜色
⑷.刻度的标数： ➢最小刻度不标数，最大刻度必须标数 ➢标数规律：
仪表显示装置设计
⑷.刻度的标数：
➢读数规律：数字递增方向的一般原则是：①顺时针 方向为增加；②从左向右的方向为增加；③从下向上 的方向为增加。
仪表显示装置设计
⑷.刻度的标数：
➢使用扇形仪表容易造成读数方向倒错，把数字增大的方 向读成减小，可使刻度标记的长度随数字增大而加长
【精品课件】显示器设计的人机工程学
读取一般不如数字式显示器快 速准确
通常比数字式显示器体积大 适用于读数时数值变化较快的
情况 操作员可以推测出数据变化的
范围
应用
手表，时钟，计 时器，里程表，计
数器，录音设 备， 点钞机，计算器， 温度计，称，摄像 机，加油机
手表，高度计， 音像设备， 流速计，测 速仪，温度 计，收音机， 称重计，压 力计
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【精品课件】显示器设计的人机工程 学
§ 第四，必须明确什么时候需要信息。
信息通常在需要它的时候才产生。但
是，当信息是在它产生之后的某个时间内 才需要时就必须先将信息储存起来，然后， 在某一适当时刻再调用，并表现出来。在 某些事例中，对将来状态或变化不定的情 况的预示，对于改进操作及早期危险报警 等方面具有重大意义。因此，需要信息出 现的基点必须适当给予确定。
投币电话机上的图表
用户手册上的插图
为五速度汽车传动的齿轮移动标志符号
汽车上的警报灯
割草机上的警报标志符号
在汽车上的温度计量器(热,冷,正常)
压力计量器
车速表
计数器
【精品课件】显示器设计的人机工程 学
在一种特定的显示方式被采用以前。必 须了解用户将会进行的工作,完成这些任务所 需的信息，这些产品将在那些环境下被使用， 例如，必须回答以下的问题：
§
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【精品课件】显示器设计的人机工程 学
§ 第三，必须确定是正常的信息还是非正常 的信息。
如果涉及的信息接受者是人，那么还 应明确它是直接感受的信息还是间接感受 的信息。例如，能否仅依靠通过听声音或 观察机器的某个部位就能有效获得某种信 息，还是必须设置一台仪器，以测量出机 器某个动作信息并提供一种显示手段才能 将信息传递给操作者等。
通常比数字式显示器体积大 适用于读数时数值变化较快的
情况 操作员可以推测出数据变化的
范围
应用
手表，时钟，计 时器，里程表，计
数器，录音设 备， 点钞机，计算器， 温度计，称，摄像 机，加油机
手表，高度计， 音像设备， 流速计，测 速仪，温度 计，收音机， 称重计，压 力计
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§ 第四，必须明确什么时候需要信息。
信息通常在需要它的时候才产生。但
是，当信息是在它产生之后的某个时间内 才需要时就必须先将信息储存起来，然后， 在某一适当时刻再调用，并表现出来。在 某些事例中，对将来状态或变化不定的情 况的预示，对于改进操作及早期危险报警 等方面具有重大意义。因此，需要信息出 现的基点必须适当给予确定。
投币电话机上的图表
用户手册上的插图
为五速度汽车传动的齿轮移动标志符号
汽车上的警报灯
割草机上的警报标志符号
在汽车上的温度计量器(热,冷,正常)
压力计量器
车速表
计数器
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在一种特定的显示方式被采用以前。必 须了解用户将会进行的工作,完成这些任务所 需的信息，这些产品将在那些环境下被使用， 例如，必须回答以下的问题：
§
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§ 第三，必须确定是正常的信息还是非正常 的信息。
如果涉及的信息接受者是人，那么还 应明确它是直接感受的信息还是间接感受 的信息。例如，能否仅依靠通过听声音或 观察机器的某个部位就能有效获得某种信 息，还是必须设置一台仪器，以测量出机 器某个动作信息并提供一种显示手段才能 将信息传递给操作者等。
人机工程学第三版第5章人机的信息界面设计
应用：蜂鸣器、铃、角笛和汽笛、警报器，其设计 要点参阅表5-14
5.3.2 言语传示装置 用语言在人与机器之间传递信息，使其具有一定的表达能 力。 特点：可以更为细致、明确地指导操作者的各种操作行 为。 应用：无线电广播、电视、电话、报话机和对话器及其它 录音、放音的电声装置。其设计应注意以下几点： 1. 语言清晰度，参阅表5-15 2. 语言的强度，见图5-7 3. 声环境汇总的语言通信，参阅表5-16，表5-17
5.2.2 信号显示设计
1. 信号灯设计 ► 信号灯的视距设计，参阅表5-6，表5-7 ► 信号灯形状、标记设计，参阅表5-8 ► 信号灯的颜色 选择，参阅表5-9 ► 信号灯的布置 ► 重要信号灯设计
2. 荧光屏设计 （1）荧光屏的显示特征
在荧光屏上显示视觉信息。 特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既 能追 踪显 示，又能显示多媒体的图文动态画面。 应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、 彩超及雷达。 （2）目标的亮度、呈现时间 （3）目标的运动速度，参阅表5-10 （4）目标的形状、大小和颜色，参阅表5-11 （5）目标与背景的关系 （6）屏面
返回
图5-7
返回
图5-8
返回
图5-9
返回
图5-10
返回
图5-11
返回
图5-12
返回
图5-13
返回
图5-14
返回
图5-15
返回
图5-16
返回
图5-17
返回针活动仪表。指针固定式仪 表和数字式仪表，其特点参阅表5-2 1. 仪表形式，见图5-2 2. 表盘尺寸，以圆形仪表为例，其最佳直径D、目视距 离L、刻度显示最大数I之间的关系参见阅5-3 3. 刻度与标数，表盘上的刻度线、刻度线间距、文字和 数字尺寸是依据视距确定的，参阅表5-4，刻度与标数 的优劣对比见图5-3
5.3.2 言语传示装置 用语言在人与机器之间传递信息，使其具有一定的表达能 力。 特点：可以更为细致、明确地指导操作者的各种操作行 为。 应用：无线电广播、电视、电话、报话机和对话器及其它 录音、放音的电声装置。其设计应注意以下几点： 1. 语言清晰度，参阅表5-15 2. 语言的强度，见图5-7 3. 声环境汇总的语言通信，参阅表5-16，表5-17
5.2.2 信号显示设计
1. 信号灯设计 ► 信号灯的视距设计，参阅表5-6，表5-7 ► 信号灯形状、标记设计，参阅表5-8 ► 信号灯的颜色 选择，参阅表5-9 ► 信号灯的布置 ► 重要信号灯设计
2. 荧光屏设计 （1）荧光屏的显示特征
在荧光屏上显示视觉信息。 特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文字；既 能追 踪显 示，又能显示多媒体的图文动态画面。 应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、示波器、 彩超及雷达。 （2）目标的亮度、呈现时间 （3）目标的运动速度，参阅表5-10 （4）目标的形状、大小和颜色，参阅表5-11 （5）目标与背景的关系 （6）屏面
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图5-7
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图5-8
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图5-9
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图5-10
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图5-11
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图5-12
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图5-13
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图5-14
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图5-15
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图5-16
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图5-17
返回针活动仪表。指针固定式仪 表和数字式仪表，其特点参阅表5-2 1. 仪表形式，见图5-2 2. 表盘尺寸，以圆形仪表为例，其最佳直径D、目视距 离L、刻度显示最大数I之间的关系参见阅5-3 3. 刻度与标数，表盘上的刻度线、刻度线间距、文字和 数字尺寸是依据视距确定的，参阅表5-4，刻度与标数 的优劣对比见图5-3
第5章 显示器与控制器设计(人机的信息界面设计)
15
补充知识
4. 优良编码系统的特征
1）可察觉性 (detectability)
刺激必须易于人类感觉器官所发现。
2）易辨认性 (discriminability)
与其它编码符号相区别。
3）有意义性 (meaningfulness)
符号本身即具有内在的含义。
交通标志
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
28
常见的十种编码颜色
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
29
2. 荧光屏设计 1）荧光屏的显示特征 在荧光屏上显示视觉信息。 特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文 字；既能追 踪显 示，又能显示多媒体的图文动态画 面。 应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、 示波器、彩超及雷达。 2）目标的亮度、呈现时间 3）目标的运动速度，参阅表5-9 4）目标的形状、大小和颜色，参阅表5-10 5）目标与背景的关系 6）屏面
阴天高溫
阴天超高溫
寒流超低溫
雨天适温
晴天适温
阴天高溫
寒流低溫
雨天超低溫
寒流适温
14
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
补充知识
冗余向度案例 可辨认組合 x>4
晴天
陰天
雨天
寒流
补充知识
4. 优良编码系统的特征
1）可察觉性 (detectability)
刺激必须易于人类感觉器官所发现。
2）易辨认性 (discriminability)
与其它编码符号相区别。
3）有意义性 (meaningfulness)
符号本身即具有内在的含义。
交通标志
Prepared by PhD H. Y. Huang, Dongguan University of Technology
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28
常见的十种编码颜色
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29
2. 荧光屏设计 1）荧光屏的显示特征 在荧光屏上显示视觉信息。 特点：既能显示图形、符号、信号，又能显示文 字；既能追 踪显 示，又能显示多媒体的图文动态画 面。 应用：图文电视屏幕、计算机高分辨率显示器、 示波器、彩超及雷达。 2）目标的亮度、呈现时间 3）目标的运动速度，参阅表5-9 4）目标的形状、大小和颜色，参阅表5-10 5）目标与背景的关系 6）屏面
阴天高溫
阴天超高溫
寒流超低溫
雨天适温
晴天适温
阴天高溫
寒流低溫
雨天超低溫
寒流适温
14
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补充知识
冗余向度案例 可辨认組合 x>4
晴天
陰天
雨天
寒流
第五章 人机系统的安全设计
安 全
• ① 刻度的大小 • 刻度盘上最小刻度线间的距离称为刻度。
人
机 • 刻度的大小可根据人眼的最小分辨能力和刻
工
度盘的材料性质及视距而确定。人眼直接读
程
识刻度时，刻度的最小尺寸不应小于0.6～
学
1mm。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1～2.5Omm之
第
间选取,必要时也可采用4～8mm。采用放大
• 数字显示中有机械式，数码管式液晶 式和屏幕式等。它直接用数码来显示
学
有关参数和工作状态。
︵ 第
• 模拟显示最常用的有刻度盘指针式和
五
灯光显示式。它是用模拟量来显示机
章 ︶
器有关参数和状态。手表表盘就是一 个典型的模拟显示。
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第5页
安 全 人 机
工 程 学 ︵
第 五 章 ︶
按显示功能分类
五
章
︶
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第 14 页
表5－2 5种显示器读数准确度的比较
安
全
（圆型仪表为100％）
人
机
工 程
显示器类型
最大可见度盘尺寸 （mm）
读数错误率 （%）
学
︵
开窗式
42.3
45
第 五
圆形 半圆形 水平直线形
54.0 110 180
100 153 252
章
竖直直线形
180
325
︶
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机 • 长刻度线长度＝L／90
工 程
• 中刻度线长度＝L／125
学 • 短刻度线长度＝L／200
︵ 第
• 刻度线间距＝L／600
安全人机工程学 第五章 人机系统的安全设计3
度盘上最小刻度线间的距离称为刻度，刻度大小可根据人 眼的最小分辨能力（≮0.6~1mm,一般1~2.5mm）和刻度盘 的材料性质(钢、铝等≮1.0mm，铜0.5mm）及视距而定。 ②刻度类型
❖ 常见有单刻度线 、双刻度线和递增式刻度线。
③刻度线宽度
❖ 即刻度线的粗细；刻度线宽度取决于刻度大小。研究表明， 当刻度线宽度为刻度的10%左右时，读数地误差最小。一般 取刻度大小的10~15%；普通刻度线的宽度常取为 0.2±0.02mm；远距离观察可取0.6~0.8mm，带有精密装置 取0.0015～0.1mm
2）传递的信息数量不宜过多，过多会加重心里负担。 3）应考虑人接受信息能力的特性，多感觉通道比单通道更能
引起注意。
4）同种类的信息尽量用同样方式传递。 5）显示的信息变化时，其方向和幅度，要与信息变化所带来
的作用和趋向相一致。
6）在多种显示器的情况下，要根据技术过程、各种信息的重 要程度和使用频数来布置，重要的放在醒目的位置。
按真实的工作条件或模拟真实的工作条件进行实验。实 验的参量需根据具体工作要求而定，一般是以误认百分 率、误解百分率、认读所需时间这三个参量为主。
1）显示方式选择
视觉显示方式有两种：定量显示和定性显示。
（1）定量显示包括数字式显示、指针式模拟显示和动态显示等三种。
❖ 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显示产生的误读率较低，而且认读需占 用的时间也较短。
为避免混淆，可使用点阵构成的数字。
4）信号灯设计
信号灯是用光的形式传递信息的视觉显示器。广泛应用于航空、航海、铁路和公路交 通以及仪器仪表板上，用于指示状态、表达要求或传递信息。其特点是面积小、视距 远、引人注目、简单明了，但信息负荷有限。 设计原则： ❖ 清晰、醒目和必要的视距；合乎使用目的； 不同情况下使用的信号灯应采用不同颜色、不同形状以及标记上加以区别。如“ ” 指向，！危险，×禁止等。为引起注意，可用强光或闪光信号，闪光频率为0.67~1.67 HZ，亮与灭的时间比在1：1至1：4之间，明度对比较差时，闪烁频率可稍高。 ❖ 按信号性质设计；（重要的可采用多重显示） ❖ 信号灯的位置与颜色设计； 重要的必须放置在最佳视区；其颜色编码可有10种，单个时以蓝绿色最为清晰。 ❖ 信号灯与操纵杆和其它显示器的配合
❖ 常见有单刻度线 、双刻度线和递增式刻度线。
③刻度线宽度
❖ 即刻度线的粗细；刻度线宽度取决于刻度大小。研究表明， 当刻度线宽度为刻度的10%左右时，读数地误差最小。一般 取刻度大小的10~15%；普通刻度线的宽度常取为 0.2±0.02mm；远距离观察可取0.6~0.8mm，带有精密装置 取0.0015～0.1mm
2）传递的信息数量不宜过多，过多会加重心里负担。 3）应考虑人接受信息能力的特性，多感觉通道比单通道更能
引起注意。
4）同种类的信息尽量用同样方式传递。 5）显示的信息变化时，其方向和幅度，要与信息变化所带来
的作用和趋向相一致。
6）在多种显示器的情况下，要根据技术过程、各种信息的重 要程度和使用频数来布置，重要的放在醒目的位置。
按真实的工作条件或模拟真实的工作条件进行实验。实 验的参量需根据具体工作要求而定，一般是以误认百分 率、误解百分率、认读所需时间这三个参量为主。
1）显示方式选择
视觉显示方式有两种：定量显示和定性显示。
（1）定量显示包括数字式显示、指针式模拟显示和动态显示等三种。
❖ 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显示产生的误读率较低，而且认读需占 用的时间也较短。
为避免混淆，可使用点阵构成的数字。
4）信号灯设计
信号灯是用光的形式传递信息的视觉显示器。广泛应用于航空、航海、铁路和公路交 通以及仪器仪表板上，用于指示状态、表达要求或传递信息。其特点是面积小、视距 远、引人注目、简单明了，但信息负荷有限。 设计原则： ❖ 清晰、醒目和必要的视距；合乎使用目的； 不同情况下使用的信号灯应采用不同颜色、不同形状以及标记上加以区别。如“ ” 指向，！危险，×禁止等。为引起注意，可用强光或闪光信号，闪光频率为0.67~1.67 HZ，亮与灭的时间比在1：1至1：4之间，明度对比较差时，闪烁频率可稍高。 ❖ 按信号性质设计；（重要的可采用多重显示） ❖ 信号灯的位置与颜色设计； 重要的必须放置在最佳视区；其颜色编码可有10种，单个时以蓝绿色最为清晰。 ❖ 信号灯与操纵杆和其它显示器的配合
安全人机工程学 第五章 人机系统的安全设计1
❖ 7月17日晚上，美国纽约大停电，造成纽约市东部昆斯区一 些居民社区受到影响，附近一个机场的两个航站楼也出现断 电现象，甚至纽约市在赖克斯岛的监狱群不得不启用自备发 电机。
❖ 8月14日早上，日本东京大面积停电，使东 京、千叶和神奈川两县（省）的139.1万用户 蒙受停电之苦，数以百计的交通信号灯“失 明”，东京市繁如蛛网的地铁和电车停运， 公共交通系统几乎瘫痪，许多人被困在戛然 而止的电梯中。
近年来，城市易燃、易爆危险品火灾事故不断增加， 居民燃气用户爆燃致死致伤、生产装置爆炸起火事 故都时有发生。
❖ 1997年连续发生三起严重事件，足以引起我们高度 的警惕（5月15日首钢精苯车间三个苯车间三个苯 罐起火；6月27日东方化工厂油品罐区特大爆炸火 灾；7月14日北京化工厂油槽车爆燃事故）。
❖ 9月24日，巴基斯坦全国大停电。全国70％ 以上的居民受到停电影响，数百万人无电可 用，巴基斯坦最大的城市、经济中心卡拉奇 受停电影响最大。这是巴基斯坦近5年来所遭 遇的最严重的停电事故。
❖ 11月4日晚，欧洲遭遇特大停电事故。西欧多国遭 遇特大停电事故，约1000万人受到影响。这是法国 30年来最严重的停电事故，约500万法国人的电力 供应被切断。在德国，停电影响了至少100万人， 著名的鲁尔工业区也未能幸免。这次停电事故还波 及到意大利西北部的皮埃蒙特、利古里亚和东南部 的普利亚地区。此外，包括比利时安特卫普在内的 11个城市停电，西班牙的马德里、巴塞罗那、萨拉 戈萨等地也因停电而一片黑暗。
❖ 地形地貌、地质水文等条件； ❖ 运输连接、公共设施等条件； ❖ 环境条件。
2）厂区布置
❖ 厂区的生产区、生活区、仓库库区、动力区、办公区、停车区等分别 布置在相应的区域。如易燃易爆危险区及有害区应远离生活区，高粉 尘浓度的生产区应避免让输入高温气体的管道通过等。
❖ 8月14日早上，日本东京大面积停电，使东 京、千叶和神奈川两县（省）的139.1万用户 蒙受停电之苦，数以百计的交通信号灯“失 明”，东京市繁如蛛网的地铁和电车停运， 公共交通系统几乎瘫痪，许多人被困在戛然 而止的电梯中。
近年来，城市易燃、易爆危险品火灾事故不断增加， 居民燃气用户爆燃致死致伤、生产装置爆炸起火事 故都时有发生。
❖ 1997年连续发生三起严重事件，足以引起我们高度 的警惕（5月15日首钢精苯车间三个苯车间三个苯 罐起火；6月27日东方化工厂油品罐区特大爆炸火 灾；7月14日北京化工厂油槽车爆燃事故）。
❖ 9月24日，巴基斯坦全国大停电。全国70％ 以上的居民受到停电影响，数百万人无电可 用，巴基斯坦最大的城市、经济中心卡拉奇 受停电影响最大。这是巴基斯坦近5年来所遭 遇的最严重的停电事故。
❖ 11月4日晚，欧洲遭遇特大停电事故。西欧多国遭 遇特大停电事故，约1000万人受到影响。这是法国 30年来最严重的停电事故，约500万法国人的电力 供应被切断。在德国，停电影响了至少100万人， 著名的鲁尔工业区也未能幸免。这次停电事故还波 及到意大利西北部的皮埃蒙特、利古里亚和东南部 的普利亚地区。此外，包括比利时安特卫普在内的 11个城市停电，西班牙的马德里、巴塞罗那、萨拉 戈萨等地也因停电而一片黑暗。
❖ 地形地貌、地质水文等条件； ❖ 运输连接、公共设施等条件； ❖ 环境条件。
2）厂区布置
❖ 厂区的生产区、生活区、仓库库区、动力区、办公区、停车区等分别 布置在相应的区域。如易燃易爆危险区及有害区应远离生活区，高粉 尘浓度的生产区应避免让输入高温气体的管道通过等。
安全人机工程学 第五章 人机系统的安全设计5
（2）机器设备和工作面的色彩调节 ❖ 机器设备主要包括主机、辅机和动力设备，以及控制、显示
和操纵装置，其配色主要考虑：
①色彩与设备的功能相适应；
②设备配色与环境色彩相协调； ③危险与示警部位的配色要醒目； ④操纵装置的配色要重点突出，避免误操作； ⑤显示装置要与背景有一定对比，以引人注意和便于认读。
第五章 人机系统的安全设计
－5.作业环境设计
❖ 人机系统与它所处的环境息息相关，相互影 响。合理的环境设计可使人机系统发挥最大 的效能。
❖ 安全人机工程学所涉及的作业环境设计问题 主要是按照有关标准和要求对作业环境的改 善，其目标是形成一个良好的安全的作业环 境。
1.温度环境
1）高温作业环境
❖ 在有热源的生产场所，热源散热率＞89.72kJ/m3h ❖ 工作地点的气温(寒冷) ＞32°，炎热地区＞35°工作地点的
❖ 当环境温度低于人体皮肤温度时，刺激皮肤冷觉感受器产生 冲动，引起毛细血管收缩，使人体散热量减少。当温度进一 步降低时，肌肉会剧烈收缩、抖动以增加产热量，维持体温 恒定的现象，称为冷应激。在低温环境作业时间过长，会超 过人体的冷适应能力，使体温调节发生障碍，导致循环血量、 白细胞、血小板减少，血糖降低，血管痉挛等。影响人体机 能和健康。
热辐射强度＞4.186J/cm3min，或工作地点的温度在30°以 上,￠＞80%。 ❖ 作业者在高温环境中的反应和耐受时间受气温、湿度、气流 速度、热辐射、作业负荷、衣服的热阻值等几个因素的影响：
❖ 在高温作业下，人体通过呼吸、出汗和体表面的血管扩张向 外散热调节体温，以适应作业环境。若人体产热量大于散热 量时，将导致热积蓄，促使呼吸和心率加快，皮肤表面的血 流量急剧增加，有时可达正常时的 7倍之多，此现象称为热 应激现象。持续高温回导致人体热循环系统机能失调，造成 急性中暑或热衰竭；引起高血压消化系统疾病等。所以高温 作业环境应该对生产工艺和技术、保健措施、生产组织措施 等几个方面加以改善。
和操纵装置，其配色主要考虑：
①色彩与设备的功能相适应；
②设备配色与环境色彩相协调； ③危险与示警部位的配色要醒目； ④操纵装置的配色要重点突出，避免误操作； ⑤显示装置要与背景有一定对比，以引人注意和便于认读。
第五章 人机系统的安全设计
－5.作业环境设计
❖ 人机系统与它所处的环境息息相关，相互影 响。合理的环境设计可使人机系统发挥最大 的效能。
❖ 安全人机工程学所涉及的作业环境设计问题 主要是按照有关标准和要求对作业环境的改 善，其目标是形成一个良好的安全的作业环 境。
1.温度环境
1）高温作业环境
❖ 在有热源的生产场所，热源散热率＞89.72kJ/m3h ❖ 工作地点的气温(寒冷) ＞32°，炎热地区＞35°工作地点的
❖ 当环境温度低于人体皮肤温度时，刺激皮肤冷觉感受器产生 冲动，引起毛细血管收缩，使人体散热量减少。当温度进一 步降低时，肌肉会剧烈收缩、抖动以增加产热量，维持体温 恒定的现象，称为冷应激。在低温环境作业时间过长，会超 过人体的冷适应能力，使体温调节发生障碍，导致循环血量、 白细胞、血小板减少，血糖降低，血管痉挛等。影响人体机 能和健康。
热辐射强度＞4.186J/cm3min，或工作地点的温度在30°以 上,￠＞80%。 ❖ 作业者在高温环境中的反应和耐受时间受气温、湿度、气流 速度、热辐射、作业负荷、衣服的热阻值等几个因素的影响：
❖ 在高温作业下，人体通过呼吸、出汗和体表面的血管扩张向 外散热调节体温，以适应作业环境。若人体产热量大于散热 量时，将导致热积蓄，促使呼吸和心率加快，皮肤表面的血 流量急剧增加，有时可达正常时的 7倍之多，此现象称为热 应激现象。持续高温回导致人体热循环系统机能失调，造成 急性中暑或热衰竭；引起高血压消化系统疾病等。所以高温 作业环境应该对生产工艺和技术、保健措施、生产组织措施 等几个方面加以改善。
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安全人机工程学
第五章 显示器设计
绪论 第一节 视觉显示器的设计 第二节 听觉显示器的设计 第三节 显示器总体布局设计
绪论
1、显示的分类：
视觉显示器 听觉显示器 触觉和嗅觉显示器
绪论
2、显示器设计与选择的基本原则 显示器所显示的信息要有较好的可觉察性、
可辨性，保证接受者能迅速、准确地感 知和确认。 显示器传递的信息数量不宜过多 多重感觉通道优于单通道 同种类的信息应用同样的方式传递
刻度类型：常见的有单刻度线，双刻度线和递 增式刻度线
刻度线
单刻度线 双刻度线 递增式刻度线
刻度线的宽度：即刻度线的粗细。刻度线宽 度取决于刻度大小，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 线一般取刻度的515%。
刻度线长度：受照明条件和视距的限制。当 视距为L时，刻度线最小长度为：长刻度线90； 短刻度线200 中刻度线125；
刻度方向：刻度盘上刻度值的递增顺序 称为刻度方向。刻度方向必须Байду номын сангаас循视觉 规律，水平直线型应从左到右；竖直直 线型应从下到上，圆形刻度应按顺时针 方向安排刻度值。
数字累进法：数字累进法的一般原则如 表5-9所示。
表5-9 数字累进法
优
可
差
1 2 34 2 10 15 20 3 20 30 40 4 50 100 150
200
24 6 8 3 40 60 80 4 200 400 600
800
3 6 9 12 4 8 12 16 5 1.25 2.5 5
7.5
刻度设计注意事项： 不要以点代替刻度线； 刻度线的基线用细实线为好； 刻度线不可很长而且很挤； 不要设计成间距不均匀的刻度；
3、字符设计
字符的字体：设计字符形体时，应加强各 字符的特有笔划，使用拉丁或英文字母 时，一般情况下应用大写印刷体；使用 汉字时，最好是仿宋体字的印刷体，其 笔划规整，清晰易辨。
四、符号标志设计
符号标志的评价标准为：识别性、注目性、 视认性、可读性、联想性。
路标的具体评价依次为：标志的识别距离、 文字的识认距离、认读时间、判断时间、 和对应动作时间五项。
第二节 听觉显示器的设计
听觉显示在仪表显示中也占一定位置，在人 机系统中，也利用声音这媒介来显示、传递人 与机器的信息。
5、仪表的颜色设计。指针式仪表的颜色 设计，主要是刻度盘面、刻度标记和数 码、字符以及指针的颜色匹配问题；研 究表明，最清晰的搭配是黑与黄，最模 糊的搭配是黑与蓝；墨绿色和淡黄色仪 表面分别配上白色和黑色的刻度时，其 误度率最小；黑色和灰黄色仪表面上分 别配上白色刻度线时，误读率最大。
配色的级次
1、刻度盘的设计：
刻度盘的形状。刻度盘形状的选择主要根 据显示方式和人的视觉特性。开窗式刻 度盘优于其他形式，圆形和半圆形优于 直线形刻度盘，水平直线优于垂直直线。
五种刻度的误读率比较
刻度盘的大小
刻度盘的大小对仪表的认读速度和精度有 很大影响，且取决于盘上标记的数量和 观察距离。有最佳直径和最佳视角便可 确定最佳视距，或已知视距和最佳视角 可推算出仪表刻度盘的最佳直径。
观察距离500 观察距离900
25.4
25.4
25.4
32.5
25.4
45.5
36.4
64.3
54.4
98.0
72.8
129.6
109.0
196.0
2、刻度设计
刻度大小：刻度盘上最小刻度线间的距离称为 刻度，其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。最小尺寸 一般在1-2.5之间选取，钢和铝的最小刻度为 1，黄铜和锌白铜为0.5。
级次
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
清 底色 晰 程 被衬 度色
模 底色 糊 程 被衬 度色
二、数字显示器设计
机械式数字显示器；该种显示器的字符 变化装置常用的有两种：一种是把字符 印制在卷筒上，用转动卷筒的办法变化 字符显示；另一种是将字符印制在可翻 转的薄金属片上。
电子式数字显示器；分为液晶显示（） 和发光二极管显示（）
听觉传示装置传递的信息，其载体——波应 在人耳能感知的范围内。
各种音响报警装置、扬声器和医生的听诊器 均属听觉传示装置，而超声探测器、水声测深 器等则是声学装置，不属听觉传示装置的范畴。
听觉传示装置分为两大类：一类是音响及 报警装置；一类是语言传示装置。
⑵ 音响和报警装置的设计原则
① 音响信号必须保证使位于信号接受 范围内的人员能够识别并按照规定的 方式作出反应。因此，音响信号的声 级必须超过听阈，最好能在一个或多 个倍频程范围内超过听阈10以上。
字符的大小：字符的高度通常取为200 （L为视距），宽度与高度之比一般取 0.6-0.8。
标度数字的原则。指针运动盘面固定的 仪表标度的数字应直排，盘面运动指针 固定的仪表标度的数字应辐射定向安排 等。
标度数字的原则
图1 标度数字对比
4、指针设计：指针的大小、宽窄、长短 和色彩配置等必须符合监控人员的生理 和心理特性。形状尽可能的简单，应以 头部尖、尾部平、中间等长或狭长的三 角形为好；指针尖宽度应与最短的刻度 针等宽；指针与刻度盘的配合应尽量接 近。
表5-6 认读速度和准确度与直径大小的关系 （视距750）
圆形刻度 盘直径
25
观察时间 0.82
平均反应 时间
0.76
误读率 6
44
0.72
0.72
4
70
0.75
0.73
12
表5-7 观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系
刻度标记的数 量
38 50 70 100 150 200 300
刻度盘的最小允许直径
对比
1．数字式显示的优点 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显
示产生的误读率较低，而且认读需占用的时间 也较短。
2．指针式模拟显示的优点 显示的作用不仅是用来提供准确的定量信息，
许多情况下还要表示机器稳定状态，给出供检 查用的信息等。
三、信号灯设计 信号灯设计原则： 清晰、醒目和必要的视距。 合乎使用目的。 按信号性质设计。 信号灯位置与颜色的选择。 信号灯与操纵杆和其他显示器的配合。
显示信息的变化方向和幅度与信息变化带 来的作用和趋向一致
重要的显示器放在醒目位置 可应用两个或两个以上的方式编码 显示信息的量值有足够的精度和可靠性 保证特定环境下实现显示功能 信息编码应统一和标准化
一表双显示
对称双指针显示
直角坐标式显示
第一节 视觉显示器
一、指针式仪表的设计 （模拟显示器的设计） 刻度盘 刻度 字符 指针 颜色
第五章 显示器设计
绪论 第一节 视觉显示器的设计 第二节 听觉显示器的设计 第三节 显示器总体布局设计
绪论
1、显示的分类：
视觉显示器 听觉显示器 触觉和嗅觉显示器
绪论
2、显示器设计与选择的基本原则 显示器所显示的信息要有较好的可觉察性、
可辨性，保证接受者能迅速、准确地感 知和确认。 显示器传递的信息数量不宜过多 多重感觉通道优于单通道 同种类的信息应用同样的方式传递
刻度类型：常见的有单刻度线，双刻度线和递 增式刻度线
刻度线
单刻度线 双刻度线 递增式刻度线
刻度线的宽度：即刻度线的粗细。刻度线宽 度取决于刻度大小，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 线一般取刻度的515%。
刻度线长度：受照明条件和视距的限制。当 视距为L时，刻度线最小长度为：长刻度线90； 短刻度线200 中刻度线125；
刻度方向：刻度盘上刻度值的递增顺序 称为刻度方向。刻度方向必须Байду номын сангаас循视觉 规律，水平直线型应从左到右；竖直直 线型应从下到上，圆形刻度应按顺时针 方向安排刻度值。
数字累进法：数字累进法的一般原则如 表5-9所示。
表5-9 数字累进法
优
可
差
1 2 34 2 10 15 20 3 20 30 40 4 50 100 150
200
24 6 8 3 40 60 80 4 200 400 600
800
3 6 9 12 4 8 12 16 5 1.25 2.5 5
7.5
刻度设计注意事项： 不要以点代替刻度线； 刻度线的基线用细实线为好； 刻度线不可很长而且很挤； 不要设计成间距不均匀的刻度；
3、字符设计
字符的字体：设计字符形体时，应加强各 字符的特有笔划，使用拉丁或英文字母 时，一般情况下应用大写印刷体；使用 汉字时，最好是仿宋体字的印刷体，其 笔划规整，清晰易辨。
四、符号标志设计
符号标志的评价标准为：识别性、注目性、 视认性、可读性、联想性。
路标的具体评价依次为：标志的识别距离、 文字的识认距离、认读时间、判断时间、 和对应动作时间五项。
第二节 听觉显示器的设计
听觉显示在仪表显示中也占一定位置，在人 机系统中，也利用声音这媒介来显示、传递人 与机器的信息。
5、仪表的颜色设计。指针式仪表的颜色 设计，主要是刻度盘面、刻度标记和数 码、字符以及指针的颜色匹配问题；研 究表明，最清晰的搭配是黑与黄，最模 糊的搭配是黑与蓝；墨绿色和淡黄色仪 表面分别配上白色和黑色的刻度时，其 误度率最小；黑色和灰黄色仪表面上分 别配上白色刻度线时，误读率最大。
配色的级次
1、刻度盘的设计：
刻度盘的形状。刻度盘形状的选择主要根 据显示方式和人的视觉特性。开窗式刻 度盘优于其他形式，圆形和半圆形优于 直线形刻度盘，水平直线优于垂直直线。
五种刻度的误读率比较
刻度盘的大小
刻度盘的大小对仪表的认读速度和精度有 很大影响，且取决于盘上标记的数量和 观察距离。有最佳直径和最佳视角便可 确定最佳视距，或已知视距和最佳视角 可推算出仪表刻度盘的最佳直径。
观察距离500 观察距离900
25.4
25.4
25.4
32.5
25.4
45.5
36.4
64.3
54.4
98.0
72.8
129.6
109.0
196.0
2、刻度设计
刻度大小：刻度盘上最小刻度线间的距离称为 刻度，其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。最小尺寸 一般在1-2.5之间选取，钢和铝的最小刻度为 1，黄铜和锌白铜为0.5。
级次
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
清 底色 晰 程 被衬 度色
模 底色 糊 程 被衬 度色
二、数字显示器设计
机械式数字显示器；该种显示器的字符 变化装置常用的有两种：一种是把字符 印制在卷筒上，用转动卷筒的办法变化 字符显示；另一种是将字符印制在可翻 转的薄金属片上。
电子式数字显示器；分为液晶显示（） 和发光二极管显示（）
听觉传示装置传递的信息，其载体——波应 在人耳能感知的范围内。
各种音响报警装置、扬声器和医生的听诊器 均属听觉传示装置，而超声探测器、水声测深 器等则是声学装置，不属听觉传示装置的范畴。
听觉传示装置分为两大类：一类是音响及 报警装置；一类是语言传示装置。
⑵ 音响和报警装置的设计原则
① 音响信号必须保证使位于信号接受 范围内的人员能够识别并按照规定的 方式作出反应。因此，音响信号的声 级必须超过听阈，最好能在一个或多 个倍频程范围内超过听阈10以上。
字符的大小：字符的高度通常取为200 （L为视距），宽度与高度之比一般取 0.6-0.8。
标度数字的原则。指针运动盘面固定的 仪表标度的数字应直排，盘面运动指针 固定的仪表标度的数字应辐射定向安排 等。
标度数字的原则
图1 标度数字对比
4、指针设计：指针的大小、宽窄、长短 和色彩配置等必须符合监控人员的生理 和心理特性。形状尽可能的简单，应以 头部尖、尾部平、中间等长或狭长的三 角形为好；指针尖宽度应与最短的刻度 针等宽；指针与刻度盘的配合应尽量接 近。
表5-6 认读速度和准确度与直径大小的关系 （视距750）
圆形刻度 盘直径
25
观察时间 0.82
平均反应 时间
0.76
误读率 6
44
0.72
0.72
4
70
0.75
0.73
12
表5-7 观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系
刻度标记的数 量
38 50 70 100 150 200 300
刻度盘的最小允许直径
对比
1．数字式显示的优点 作为定量显示，在静态显示的条件下数字显
示产生的误读率较低，而且认读需占用的时间 也较短。
2．指针式模拟显示的优点 显示的作用不仅是用来提供准确的定量信息，
许多情况下还要表示机器稳定状态，给出供检 查用的信息等。
三、信号灯设计 信号灯设计原则： 清晰、醒目和必要的视距。 合乎使用目的。 按信号性质设计。 信号灯位置与颜色的选择。 信号灯与操纵杆和其他显示器的配合。
显示信息的变化方向和幅度与信息变化带 来的作用和趋向一致
重要的显示器放在醒目位置 可应用两个或两个以上的方式编码 显示信息的量值有足够的精度和可靠性 保证特定环境下实现显示功能 信息编码应统一和标准化
一表双显示
对称双指针显示
直角坐标式显示
第一节 视觉显示器
一、指针式仪表的设计 （模拟显示器的设计） 刻度盘 刻度 字符 指针 颜色