книги из ГПНТБ / Балыгин, И. Е. Электрические свойства твердых диэлектриков-1

чина самого малого интервала равна примерно 1,5 тшили 6—8' (дистанция наблюдения-— 750 мм). При увеличе­ нии интервала от 3,5 до 6,5' точность и время безошибоч­ ного считывания возрастают весьма интенсивно. Однако дальнейшее увеличение интервала (до 10,5') не дает су­ щественных улучшений.

Если стрелка прибора останавливается между отмет­ ками шкалы при считывании показаний, то возникает не­ обходимость зрительной интерполяции. Наилучшие ре­ зультаты интерполяции наблюдаются тогда, когда опе­ ратор должен мысленно делить отмеченный интервал не более чем на 4—5 частей.

Зависимость между диаметром шкалы и точностью считывания показаний не является линейной. Оптималь­ ные размеры диаметра круглой шкалы (при расстоянии 750—900 мм от глаз оператора) составляют 40—60 мм. Однако существенной разницы в точности считывания шкал диаметром от 35 до 70 мм нет. При уменьшении диаметра до 17—18 мм и менее скорость и точность счи­ тывания значительно снижаются. То же наблюдается и при увеличении диаметра до 120—150 мм.

Эффективность чтения определяется не абсолютной величиной диаметра шкалы, а ее отношением к дистан­ ции наблюдения, т. е. угловыми размерами шкалы. Опти­ мальные угловые размеры диаметра шкалы находятся в пределах 2,5—5°.

Наилучшими являются шкалы с ценой деления 1, 5, 10 и соответствующей оцифровкой. Длина оцифрованных отметок должна равняться 0,5—1 длины интервала меж­ ду отметками, длина неоцифрованных отметок •— 0,5 дли­ ны основных отметок. Толщина основных отметок долж­ на составлять 5—10% расстояния между отметками, нео­ цифрованных — 2/3 толщины основной отметки.

Цифры на шкалу следует наносить прямыми линиями и только у основных (главных) отметок (рис. 23). Они должны быть простыми, без каких-либо украшений. Точ­ ность считывания цифр зависит от соотношения высоты, ширины и толщины обводки. На последнюю влияют ос­ вещение и контрастность: оптимальное отношение тол­ щины обводки к высоте цифр при диффузном освещении белых цифр на черном фоне (обратный контраст) состав­ ляет 1 : 10, а при таком же освещении черных цифр на белом фоне (прямой контраст) — 1:6. Отношение ши-

117

______________ (D

Рис. 23. Размещение цифр па шкалах различных форм:

1) горизонтальная; 2) полукруглая; 3) счетчик «открытое окно»; 4) круг­ лая; 5) расстояние цифр от концов главных штрихов

рины к высоте должно составлять 2 : 3. Расстояние меж­ ду цифрами должно равняться половине ширины цифры

(рис. 24).

Важное значение при считывании показаний со шкал имеет расположение стрелок и указателей:

стрелка должна доходить до наименьшей отметки шкалы, но не перекрывать ее (минимальное расстояние между концом стрелки и отметкой составляет не менее 0,4—0,8 мм, максимальное — не более 1,6 мм) и нахо­ диться как можно ближе к плоскости циферблата, чтобы свести к минимуму параллакс;

конструкция стрелки должна быть простой, толщина острия — не более ширины самой малой отметки шкалы; рекомендуется, чтобы часть стрелки от центра враще­ ния до самого кончика была того же цвета, что и отмет-

118

1234567890

Ѳ1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Рис. 24. Рекомендуемые начертания и размеры цифр:

1) начертания цифр; 2) отношение высоты цифры к ее ширине; 3) соотноше­ ния высоты и толщины цифр (черная цифра на белом фоне и белая цифра на черном фоне); 4) начертания цифр для нанесения на шкалы; 5) соотноше­ ние высоты цифр и расстояния до объекта чтения

ки шкалы, а остальная часть — того же цвета, что и плоскость циферблата;

стрелки для прямолинейных шкал должны быть от­ четливо видны; их изготавливают довольно широкими у основания, но к концу, обращенному к шкале, они сужа­ ются, переходя в ясно видимую точку;

стрелки не должны закрывать цифр; желательно так­ же, чтобы цифры были размещены с наружной стороны шкалы.

Если стрелки компактно расположенных шкал в нор­ мальном положении ориентированы в одном направле­ нии, то любое отклонение стрелки от нормального поло­ жения немедленно замечается и времени на проверку

119

показаний требуется значительно меньше, чем в том слу­ чае, когда стрелки ориентированы в разных направле­ ниях.

Эффективность работы оператора значительно повы­ шается с введением дополнительных сигнализаторов. На­ пример, при выделении на шкале цветной полоской зоны «Нормально» оператору при контрольном чтении доста­ точно лишь воспринять и оценить взаимное положение стрелки указателя и отметки-сигнализатора. Отметкасигнализатор для привлечения внимания оператора долж­ на отличаться от других отметок шкалы не только цве­ том, но и формой. В ряде случаев дополнительные сигна­ лизаторы следует делать подвижными. Это позволяет при изменении зоны «Нормально» соответственно изме­ нять и положение отметки. Целесообразно также выде­ лять цветом различные участки шкалы, но при условии, что прибор цветным светом не освещен.

Шкалы, размещенные по краям очень больших пане­ лей, снабжаются сигнальными лампочками; желательно, чтобы яркость лампочки при обнаружении отклонений от нормы менялась.

Таким образом, при конструировании стрелочных ин­ дикаторов необходимо учитывать следующие требо­ вания:

стрелочные индикаторы на панели надо устанавли­ вать в плоскости, перпендикулярной линии взора;

цифры должны быть простыми и нанесены на шкалы вертикально; значение числовых показателей на круглых шкалах должно возрастать по часовой стрелке;

градуировка шкал не должна быть более мелкой, чем этого требует точность самого прибора;

наилучшими являются шкалы с ценой деления 1, 5, 10; для шкал, установленных на одной панели, необходи­ мо выбирать одинаковую систему делений и одинаковые

цифры; при конструировании стрелок параллакс следует свес­

ти к минимуму; конец острия стрелки не может быть ши­ ре самого малого деления, чтобы не заслонять цифр и отметок;

при одновременном контрольном считывании по не­ скольким приборам стрелки устанавливаются так, что­ бы при нормальных условиях работы они имели одина­ ковое направление;

120

для облегчения контрольного считывания рабочие и перегрузочные диапазоны выделяются цветом;

необходимо, чтобы фон шкалы был матовым и на стенках приборов не наблюдалось бликов;

поверхность шкалы не должна быть темнее панели, в то время как каркас шкалы может быть темнее;

между цветом фона шкалы и цветом делений и над­ писей нужно сохранять максимальную контрастность.

Освещение шкалы должно быть равномерным, а сте­ пень освещенности должна регулироваться.

Другие индикаторы. Кроме стрелочных индикаторов применяются счетчики прямого отсчета, печатающие уст­ ройства, графопостроители.

Счетчики прямого отсчета используются для получе­ ния количественных данных, когда требуется быстрая и точная индикация. Счетчики следует ставить как можно ближе к поверхности панели, чтобы свести к минимуму параллакс и тени, обеспечить максимальный угол ви­ дения.

Если наблюдатель должен считывать цифры последо­ вательно, они должны следовать друг за другом не чаще двух за 1 сек. Чтобы увеличить показания счетчика или произвести сброс, рекомендуется вращение ручки вос­ становления или сброса счетчика производить по часовой стрелке. Счетчики, используемые для индикации после­ довательности работы оборудования, должны сбрасы­ ваться автоматически по завершении работы. Необходи­ мо предусмотреть средства и для ручного сброса.

Счетчики по возможности должны иметь собственное свечение, а поверхность барабанов счетчика и окружаю­ щие их поверхности — такую отделку, которая сводит к минимуму отсвечивание. Целесообразен высокий цвето­ вой контраст цифр и фона (черные цифры по белому фону или наоборот).

Печатающие устройства применяются тогда, когда требуется запись количественных данных. Печатная ин­ формация должна быть пригодной для непосредственно­ го использования при минимальной потребности в деко­ дировании, перемещении или интерполяции.

Печатающие устройства нужно конструировать так, чтобы обеспечивалось простое и быстрое введение и сня­ тие печатных материалов. Должна быть предусмотрена надежная индикация расходуемого материала (напри­

121

мер, бумаги, чернил, ленты). Там, где это нужно, печа­ тающие устройства следует располагать таким образом, чтобы на ленте легко можно было делать различные записи и пометки, не снимая ее с самописца. Информа­ ция на ленте должна быть напечатана так, чтобы ленту можно было отрывать по мере ее поступления из устрой­ ства без резания или склеивания по частям.

Графопостроители используются для записи непре­ рывных графических данных. Вычерчиваемые штрихи должны быть легко видимы и не закрываться пером или его рычагом. Контраст между вычерчиваемой линией и фоном должен быть не менее 50%. Для выходящего из графопостроителя бланка с вычерченными данными там, где это необходимо или желательно, предусматривается специальное приемное устройство. Для интерпретации графических данных оператор должен иметь вспомога­ тельные средства (например, графические кальки), одна­ ко эти средства не должны затемнять или искажать по­ лученные данные. При необходимости графопостроители следует располагать таким образом, чтобы в вычерчен­ ной информации можно было производить соответствую­ щие записи и пометки, не снимая бланка с графопострои­ теля.

Некоторые виды интегральных индикаторов. Прове­ денные в последние годы инженерно-психологические ис­ следования деятельности операторов систем управления выявили определенные трудности, возникающие при ра­ боте с визуальными индикаторами.

Применяемые способы выдачи информации на боль­ шие группы отдельных приборов, даже достаточно совре­ менных и рационально размещенных, не являются опти­ мальными. Это объясняется прежде всего необходимо­ стью сочетать количественные оценки большого числа отдельных показаний с качественной оценкой ситуаций, параметры которых отображаются на приборах.

Одним из путей решения этой задачи является приме­ нение интегральных индикаторов, совмещающих инфор­ мацию сразу о нескольких параметрах того или иного процесса или ситуации. Это позволяет экономить место на панелях и обеспечивает выигрыш в точности и ско­ рости восприятия.

Особенности интегральных индикаторов заключаются в следующем;

122

они дают качественную оценку и обеспечивают на­ глядное сопоставление расчетных данных с фактически­ ми, позволяя тем самым более эффективно решать зада­ чи управления;

максимальная наглядность обеспечивается свобод­ ным перемещением индексов параметров фактического режима работы или ситуации относительно определенной шкалы; при этом направление движения индекса, обозна­ чающего контролируемый объект, совместимо с направ­ лением самого объекта;

интегральные индикаторы дают более полное пред­ ставление об общей ситуации, и оператор имеет поэто­ му возможность прогнозировать развитие ситуации, а не только фиксировать происходящие изменения.

Для контроля качественной информации, отображае­ мой на интегральных индикаторах, целесообразно преду­ смотреть также представление оператору и точных коли­ чественных данных. Индикаторы количественной инфор­ мации следует располагать либо на периферии поля зрения, либо запрашивать по вызову (последний способ предпочтительнее).

Разработка новых видов интегральных индикаторов требует тщательного психологического исследования спо­ собов приема и переработки информации оператором.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ЗВУКОВЫМ ИНДИКАТОРАМ

Звуковые индикаторы должны применяться при сле­ дующих условиях:

если информация, подлежащая обработке, простая, краткая и требует немедленной реакции;

если применение визуальной индикации ограничива­ ется информационной перегрузкой оператора, изменяю­ щейся или низкой освещенностью, ухудшением визуаль­ ного восприятия под действием вибрации, ускорений и других воздействий окружающей среды, а также возмож­ ной невнимательностью оператора;

если критичность реакции делает желательной допол­ нительную или резервную сигнализацию;

если нужно предупредить оператора о поступлении последующего сигнала;

если обычная практика работы в данных условиях выработала привычку к звуковой сигнализации;

123

если необходима или желательна голосовая связь. В каждом случае использования звуковой сигнализа­ ции необходимо производить тщательный анализ сигна­

лов с целью выявления оптимального типа сигнала.

Конструкция устройства для звуковой сигнализации должна исключать возможность ложной тревоги. Уст­ ройство для звуковой сигнализации и его электрические цепи должны быть сконструированы таким образом, что­ бы тревожный сигнал сохранялся и при отказе системы или оборудования.

Устройства для предостерегающей звуковой сигнали­ зации. Звуковые сигналы являются необходимыми для предостережения оператора о грозящей опасности, для настораживания его и настраивания на возможность пе­ рехода системы или оборудования в критическое состоя­ ние, для напоминания о необходимости предпринять ка­ кие-либо действия.

Звуковые сигналы предостережения состоят из двух элементов: предупреждающего сигнала и подтверждаю­ щего сигнала, или сигнала действия. При использовании двухфазного сигнала предупреждающая его часть долж­ на иметь длительность 0,5 сек. Всю важную информацию, содержащуюся в сигнале, необходимо передавать в тече­ ние первых 2 сек. подтверждающей части сигнала, или сигнала действия. Если применяются однофазные сигна­ лы малой длительности, то всю важную информацию следует передавать в течение первых 0,5 сек.

Сигналы оповещения должны быть легко отличимы от сигналов предостережения. Они предназначаются для указания на ситуации, требующие повышенной бдитель­ ности оператора, но не обязательно немедленных дей­ ствий.

Если устройства предостерегающей звуковой сигна­ лизации применяются вместе с визуальными индикато­ рами, то первые являются дополняющими или дублирую­ щими. Звуковой сигнал при этом используется для на­ стораживания оператора и направления его внимания на соответствующий визуальный индикатор.

По мнению американских специалистов, максимум концентрации энергии в устройствах предостерегающей звуковой сигнализации должен приходиться на диапазон от 250 до 2500 Гц и сигнал должен быть идентифициру-

124

ем на базе, составляющей ниже 2000 Гц. Частота тона сигнала предостережения должна отличаться от частоты электропитания, используемого в системе, для того что­ бы предотвратить возможность возникновения ложного сигнала в результате неисправности какого-либо элемен­ та оборудования.

Интенсивность, длительность и расположение источ­ ника звуковой сигнализации зависят от акустической об­ становки, в которой находятся операторы.

Уровень звукового давления сигнала предостережения должен быть на 15—20 дб выше максимально предпола­ гаемого уровня звукового давления фонового шума, но не должен превышать максимально допустимого уровня шума.

Там, где уровень окружающего шума превышает 100 дб, звуковые сигналы предостережения следует по­ давать через наушники оператора. Звуковые сигналы предостережения не должны оказывать неблагоприятное воздействие или вызывать у оператора звон в ушах пос­ ле сигнала.

При необходимости звуковые сигналы предостереже­ ния соответствующим образом кодируются. Различные сигналы соответствуют различным параметрам ситуации или состояниям системы, требующим существенно раз­ личной реакции оператора. Такие сигналы должны быть достаточно различимы, чтобы необходимость обращения оператора к визуальным индикаторам сводилась к ми­ нимуму.

Первые 0,5 сек. звукового сигнала, требующего быст­ рой реакции, должны отличаться от первых 0,5 сек. лю­ бого другого сигнала, который может появиться в то же время. Следует использовать знакомые виды сигналов с установившимися названиями или ассоциациями. Зву­ ковые сигналы тревоги или предостережения должны отличаться от обычных сигналов (звонков, зуммеров и т. п.). Речь следует использовать только там, где это возможно.

Для аварийной и предостерегающей сигнализации во избежание путаницы не рекомендуется использовать сле­ дующие типы сигналов:

модулированные или прерывистые тоны, которые на­ поминают навигационные сигналы или кодированные ра­ диопередачи;

125

непрерывные сигналы, напоминающие шумы, споради­ ческие радиосигналы и сигналы, обусловленные статиче­ ским электричеством;

сигналы, напоминающие хаотический шум, периодиче­ ские импульсы, плавно или часто модулируемые простые тоны, или любые другие сигналы, генерируемые в неко­ торых случаях радиоаппаратурой;

сигналы, похожие на хаотический шум, создаваемый установками для кондиционирования воздуха или иным оборудованием;

сигналы, которые напоминают звуки, возникающие в нормальных рабочих условиях.

Смысл звуковых сигналов предостережения, выбран­ ных для использования в системе, должен соответство­ вать значению уже установленных для аналогичных функций сигналов.

Звуковые сигналы предостережения не должны созда­ вать помехи выполнению других критичных функций или приему предостерегающих сигналов и маскировать дру­ гие важные звуковые сигналы. В тех случаях, когда сиг­ нал предостережения может маскировать другой важ­ ный звуковой сигнал, рекомендуется предусмотреть раз­ дельные каналы для направления первого сигнала на од­ но ухо, а второго — на другое. Сигналы предостережения следует сосредоточивать в тех полосах звуковых частот, которые используются редко или никогда не использу­ ются для связи или для передачи каких-либо иных сиг­ налов.

Словесные сигналы предостережения. Эти сигналы состоят из начального настораживающего сигнала (не­ речевого) для привлечения внимания и обозначения об­ щей задачи, а также из краткого стандартизованного речевого сигнала (словесного сообщения), который идентифицирует конкретные условия и предлагает соот­ ветствующие действия.

Уровень словесных сигналов тревоги для критичных функций должен быть по крайней мере на 20 дб выше уровня помех в месте расположения оператора, прини­ мающего сигнал.

Голос, используемый для записи словесных сигналов предостережения, должен иметь хорошую дикцию и быть хорошо развитым. Словесный сигнал предостережения дается официальным, беспристрастным и спокойным го­

126