人机界面设计
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内所处的位置一目了然，并能给出偏差量，对于监控作业效果 很好。
2019/12/16
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类型 特征
模拟式显示仪表
指针运动式
指针固定式
数字式显示仪表
数量信息
中：指针活动时读数困难
中：刻度移动时读数困难
好：能读出精确数值，速度快， 差错少
质量信息 调节性能
好：易判定指针位置，不 需读出数值和刻度就能迅 速发现指针的变动趋势
信息
视听觉通道负荷
所处环境不适合听觉传
过重的场合
递的显示 适合听觉传递，但听觉 触觉显示界面
使用视听觉通道 传递信息有困难
传递负荷过重的场合
的场合
不需要急迫传递的信息 传递的信息常需要同时
见到并且要求快 速传递信息
2019/12/16
显示、监控
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视觉显示器的分类
按照显示信息的时间特性分类
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(1)刻度盘的设计
刻度盘的形状和大小主要取决于: 精度要求和功能要求以及人的视觉特性。
常用的有圆形、半圆形、直线形 （水平直线形、垂直直线形）、 扇形、开窗等
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图 5-2 仪表形式与误读率
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刻度盘大小：
在基本保证能清晰分辨刻度的情况下，选取较小的直径。 一般情况下，刻度盘外轮廓对应的视角可取α= 2.5°～5°
（2） 刻度
刻度：刻度盘上两最小刻度线间的距离。 一般情况, d=1~2.5mm dmin=0.6~1mm；dmax=4~8mm。 刻度线的宽度：取决于刻度大小，其宽度以为刻度间距的 5%～１5%为宜。（10%为较好） 刻度线的类型
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5.1.1 仪表显示器设计
仪表分类 仪表设计 仪表布置
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1.仪表分类
（1)按显示形式分类
数字式显示
直接用数码来显示有关的参数或工作状态。 特点：显示简单、直接、精确、认读速度快、准确，且不易产生 视觉疲劳。
模拟式显示
用模拟量（刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。 特点：显示形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围
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数字显示器与模拟显示器的选择
以人机系统的任务、人的作业特点和显示器本身的物理特性等为依据： （1）确定待设计显示器的功能要求：
必须显示什么信息？ 是否需要动态显示？ 采用何种信息编码形式？ 作业空间对视觉显示器有何限制？ 周围环境照明有什么特点？ （2）考虑人的感知特征和显示器的物理特性，以确定具体要求
易于判 断信号值与额定值之差
局限性
显示速度较慢 易受冲击和振动的影响 环境因素影响较大 过载能力差, 质量控制困难
提高精度和速度 发2展01趋9/势12/16 采用模拟与数字混合型显示仪表
表 模拟式与数字式显示器的特点
差：不便按变化的趋势进行监 控
好：占用面积小，照明面积也 最小，表盘的知短只受字符的 限制
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仪表显示方式的选择：
读数用仪表－数字式 检查用仪表－指针运动式 警戒用仪表－将警戒区、危险区与其它区域标以不同的颜色 追踪用仪表－模拟式 调节用仪表－指针运动式
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2.仪表显示设计
刻度盘的设计 仪表刻度盘的尺寸 刻度、刻度线 指针与盘面 数码与字符设计
好：能很快确定指针位置 中：指针无变化有利监控
并进行监控，指针与调节 但指针与调节监控活动的
监控活动关系最简单
关系不明显
中：占用面积大，照明可 设在控制台上，刻度的长 短有限，尤其使用多指针 显示时认读性差
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
可靠性好
稳定性好
易于显示信号的变化趋向
故一般刻度盘外廓尺寸D与视距L的关系可为：
L/D = 11 ~ 23
表5—3认读速度和准确度与直径大小的关系
刻度盘直径（mm） 观察时间（秒） 平均反应时间（秒）
读错率
25
0.82
0.76
6
44
0.72
0.72
4
20
0.75
0.75
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表5—4
观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系
•动态显示器 （温度计、速度表、高度表、电视和雷达等 ） •静态显示器（广告牌、交通标记和各种形式的印刷符号等 ）
根据显示信息的精度要求分类
•定量显示器 （速度盘、标尺） •定性显示器 （红绿灯）
按照显示器的结构特点分类
•机电仪表显示器 、电光显示器 、灯光显示
器
根据显示器的功能分类
•读数显示器、核查显示器、告警显示器、追踪显示器、调节显示器
好：指针运动与调节活动 有简单而直接的关系，便 于调节和控制
差：未读出数值和刻度时， 差：必须读出数字，否则难以 难以确定变化方向和大小 得知变化的方向和大小
中：调节运动方向不明确， 好：数字调节的监测结果精确，
指示的变动难控制，快速 数字调节与调节运动无直接关
调节时不易读数
系，快速调节时难以读数
跟踪控制 一般情况 综合性能
比较复杂抽象的信息或
较短或者无法延
者含有科学技术属于 的
迟的信息
信息、文字、图表、 公
简单且要求快速
式等
传递的信息
传递信息很长或需要延 听觉显示界面
视觉通道负荷过
迟者
重的场合
需要方位、距离等空间
所处环境不适合
状态说明
视觉通道传递的
视觉显示界面 以后有被引用的可能的
信息
第五章 人机界面设计
5.1 视觉显示器的设计 5.2 听觉显示器的设计 5.3 控制器的设计 5.4 控制-显示器组合设计
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人机界面设计
Baidu Nhomakorabea
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图5-1 人机信息交换系统模型
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5.1 视觉显示器的设计
三种显示方式传递的信息特征
界面显示方式
传递信息特征
显示界面方式
传递信息特征
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 mm时
25.4 25.4 25.4 36.4 54.4 72.8 109.0
观察距离900 mm时
25.4 32.5 45.5 64.3 98.0 129.6 196.0
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精度高, 认读速度快 无插补误差 过载能力强 易于计算机联用
显示易跳动或失效 干扰因素多 需内附或外附电源 元件或焊接件有失效问题
提高可靠性
采用智能化显示仪表
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（2）按显示功能分类
读数用仪表 检查用仪表 警戒用仪表 追踪用仪表 调节用仪表
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类型 特征
模拟式显示仪表
指针运动式
指针固定式
数字式显示仪表
数量信息
中：指针活动时读数困难
中：刻度移动时读数困难
好：能读出精确数值，速度快， 差错少
质量信息 调节性能
好：易判定指针位置，不 需读出数值和刻度就能迅 速发现指针的变动趋势
信息
视听觉通道负荷
所处环境不适合听觉传
过重的场合
递的显示 适合听觉传递，但听觉 触觉显示界面
使用视听觉通道 传递信息有困难
传递负荷过重的场合
的场合
不需要急迫传递的信息 传递的信息常需要同时
见到并且要求快 速传递信息
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显示、监控
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视觉显示器的分类
按照显示信息的时间特性分类
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(1)刻度盘的设计
刻度盘的形状和大小主要取决于: 精度要求和功能要求以及人的视觉特性。
常用的有圆形、半圆形、直线形 （水平直线形、垂直直线形）、 扇形、开窗等
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图 5-2 仪表形式与误读率
15
刻度盘大小：
在基本保证能清晰分辨刻度的情况下，选取较小的直径。 一般情况下，刻度盘外轮廓对应的视角可取α= 2.5°～5°
（2） 刻度
刻度：刻度盘上两最小刻度线间的距离。 一般情况, d=1~2.5mm dmin=0.6~1mm；dmax=4~8mm。 刻度线的宽度：取决于刻度大小，其宽度以为刻度间距的 5%～１5%为宜。（10%为较好） 刻度线的类型
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5.1.1 仪表显示器设计
仪表分类 仪表设计 仪表布置
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1.仪表分类
（1)按显示形式分类
数字式显示
直接用数码来显示有关的参数或工作状态。 特点：显示简单、直接、精确、认读速度快、准确，且不易产生 视觉疲劳。
模拟式显示
用模拟量（刻度和指针）来显示机器的有关参数和状态。 特点：显示形象化、直观，使人对模拟值在全量程范围
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数字显示器与模拟显示器的选择
以人机系统的任务、人的作业特点和显示器本身的物理特性等为依据： （1）确定待设计显示器的功能要求：
必须显示什么信息？ 是否需要动态显示？ 采用何种信息编码形式？ 作业空间对视觉显示器有何限制？ 周围环境照明有什么特点？ （2）考虑人的感知特征和显示器的物理特性，以确定具体要求
易于判 断信号值与额定值之差
局限性
显示速度较慢 易受冲击和振动的影响 环境因素影响较大 过载能力差, 质量控制困难
提高精度和速度 发2展01趋9/势12/16 采用模拟与数字混合型显示仪表
表 模拟式与数字式显示器的特点
差：不便按变化的趋势进行监 控
好：占用面积小，照明面积也 最小，表盘的知短只受字符的 限制
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仪表显示方式的选择：
读数用仪表－数字式 检查用仪表－指针运动式 警戒用仪表－将警戒区、危险区与其它区域标以不同的颜色 追踪用仪表－模拟式 调节用仪表－指针运动式
2019/12/16
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2.仪表显示设计
刻度盘的设计 仪表刻度盘的尺寸 刻度、刻度线 指针与盘面 数码与字符设计
好：能很快确定指针位置 中：指针无变化有利监控
并进行监控，指针与调节 但指针与调节监控活动的
监控活动关系最简单
关系不明显
中：占用面积大，照明可 设在控制台上，刻度的长 短有限，尤其使用多指针 显示时认读性差
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
可靠性好
稳定性好
易于显示信号的变化趋向
故一般刻度盘外廓尺寸D与视距L的关系可为：
L/D = 11 ~ 23
表5—3认读速度和准确度与直径大小的关系
刻度盘直径（mm） 观察时间（秒） 平均反应时间（秒）
读错率
25
0.82
0.76
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0.72
0.72
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0.75
0.75
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表5—4
观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系
•动态显示器 （温度计、速度表、高度表、电视和雷达等 ） •静态显示器（广告牌、交通标记和各种形式的印刷符号等 ）
根据显示信息的精度要求分类
•定量显示器 （速度盘、标尺） •定性显示器 （红绿灯）
按照显示器的结构特点分类
•机电仪表显示器 、电光显示器 、灯光显示
器
根据显示器的功能分类
•读数显示器、核查显示器、告警显示器、追踪显示器、调节显示器
好：指针运动与调节活动 有简单而直接的关系，便 于调节和控制
差：未读出数值和刻度时， 差：必须读出数字，否则难以 难以确定变化方向和大小 得知变化的方向和大小
中：调节运动方向不明确， 好：数字调节的监测结果精确，
指示的变动难控制，快速 数字调节与调节运动无直接关
调节时不易读数
系，快速调节时难以读数
跟踪控制 一般情况 综合性能
比较复杂抽象的信息或
较短或者无法延
者含有科学技术属于 的
迟的信息
信息、文字、图表、 公
简单且要求快速
式等
传递的信息
传递信息很长或需要延 听觉显示界面
视觉通道负荷过
迟者
重的场合
需要方位、距离等空间
所处环境不适合
状态说明
视觉通道传递的
视觉显示界面 以后有被引用的可能的
信息
第五章 人机界面设计
5.1 视觉显示器的设计 5.2 听觉显示器的设计 5.3 控制器的设计 5.4 控制-显示器组合设计
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人机界面设计
Baidu Nhomakorabea
2019/12/16
图5-1 人机信息交换系统模型
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5.1 视觉显示器的设计
三种显示方式传递的信息特征
界面显示方式
传递信息特征
显示界面方式
传递信息特征
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 mm时
25.4 25.4 25.4 36.4 54.4 72.8 109.0
观察距离900 mm时
25.4 32.5 45.5 64.3 98.0 129.6 196.0
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精度高, 认读速度快 无插补误差 过载能力强 易于计算机联用
显示易跳动或失效 干扰因素多 需内附或外附电源 元件或焊接件有失效问题
提高可靠性
采用智能化显示仪表
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（2）按显示功能分类
读数用仪表 检查用仪表 警戒用仪表 追踪用仪表 调节用仪表
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