Лабораторная работа № 12 ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СРЕДСТВ ОТОБРАЖЕНИЯ ВИЗУАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Цель работы: а) на основе экспериментальных данных сравнить точ-

У

ность чтения показаний стрелочных приборов с различной формой шкал;

б) проанализировать полученные результаты и сопоставить их с данными лите-

Т

ратурных источников; в) изучить проблему читаемости в педагогической дея-

тельности.

Основные теоретические положения

Одним из звеньев непосредственной связи человека и машины в системах

управления является связь «индикаторное устройство – анализатор». Именно

здесь осуществляется передача информации от машины к человекуН.

й

Процесс приема информации от приборов реализуется как чтение показа-

ний индикаторов и зависит от особенностей их конструктивногоБ

исполнения.

части

Инженерно-психологические рекомендации относительно всех индикаторных

устройств направлены прежде всего на улучшение читаемости прибора. Под

читаемостью прибора понимается качество, определяемое объективными ха-

его

.

рактеристиками оформления

лицевой

Индикаторная (показывающая) часть стрелочного контрольно-

циальные

поверхность. Цвет поверхности – белый или черный.

измерительного прибора состоитриз циферблата, оцифрованной шкалы и стрел-

ки (указателя).

Циферблат –

, на которой нанесены шкала и некоторые спе-

величины

обозначения(оцифровка шкалы).

Шкала – совокупность отметок, расположенных вдоль прямой (кривой)

линии и обозначающихиряд последовательных чисел – значений измеряемой

п

шкалы могут быть круговыми (если угол дуги шкалы более

По

циферблату

180º), полукруглымиформе

, счетчиками («открытое окно», когда движется сама шка-

Р

), горизонтальными и вертикальными.

Стрелка-указатель делается одного цвета со шкалой, т.е.

контрастной

лов следует относить как

к тем свойствам прибора, которые связаны с процес-

сом зрительного восприятия, так и к тем, которые влияют на понимание смысла

сигнала. Исходя из этого различают читаемость формальную и смысловую.

Под формальной читаемостью прибора понимается совокупность тех

свойств его индикаторной части, которые определяют скорость и точность зри-

У

тельного восприятия показаний в данных условиях. Формальная читаемость

обусловливается параметрами видимости: угловым размером, яркостью и ярко-

Т

стным контрастом, временем действия на рецептор и пространственным поло-

жением относительно наблюдателя.

Н

Смысловая читаемость выражает совокупность свойств индикаторной

части, способствующих пониманию смысла данного сигнала. Смысловая чи-

Б

таемость определяет работу функциональных механизмов извлечения из памя-

ти данных о состоянии системы, которым соответствуют показания прибора.

В зависимости от особенностей чтения контрольные приборы делятся на

три группы:

и

1) для контрольного чтения – подразумевается проверка, показывает ли

прибор нормальное значение контролируемой величины. Относящиеся к этой

р

группе приборы называются сигнализаторамийи оформляются в виде лампочек,

звонков, сирены;

аварийно

2) для качественного чтения – определяется приблизительное значение,

этом

общая тенденция, скорость изменения и направление отклонений параметра от

желаемого значения. В

случае наиболее целесообразным является приме-

приборов

-предупредительной разбивкой;

нение шкал с трехцветной

3) для количественного чтения – считываются точные цифровые значе-

з

практически наиболее распространена.

ния. Эта группа

о

Деление индикатора на три группы условное, т.к. в большинстве случаев

совмещаются возможности контрольного, качественного и количественного

п

чтения.

Читаемость индикатора оценивается по показателям скорости и точности

различения, опознания и интерпретации его показаний.

Р

По экспериментальным данным наиболее точно читаются показания счет-

чика («открытое окно»), затем следуют круговые, полукруглые, горизонталь-

ныеи вертикальные шкалы. Выделение и оценка существенных характеристик

информации и органов управления в курсовых и дипломных работах учащихся,

графические изображения на доске и надписи в изготовлении плакатов. Для

улучшения читаемости следует правильно выбирать толщину линий, высоту и

ширину букв в зависимости от расстояния считывания.

У

Н = ℓ · 0,005 (мм),

Т

где Н – высота буквы в мм,

ℓ – расстояние считывания в мм (от классной доски до последнего ряда

столов).

Отношение высоты к ширине букв в надписях может варьироваться (в за-

висимости от важности) примерно от 5:3 до 1:1, а ширина штриха – от 1/8 до

1/6 высоты букв.

й

Н

Повышение эффективности учебно-воспитательного процесса способству-

ет использование на уроках различных техническихБсредств обучения: учебные

наилучшие

кинофильмы, диафильмы и диапозитивы, транспаранты, видеозаписи, телеви-

зионные передачи, персональные компьютеры и т. п. Чтобы создать окружаю-

щую обстановку, способствующую эффективности восприятия информации,

Расстояние

условия видимости в просматри-

следует прежде всего определить

ваемой зоне перед экраном.

между экраном учебного кино и пер-

Основываясь на экспериментальныхсоставляет

данных полученных как у нас в стра-

вым рядом учащихся

р3–4 м. Высота подвеса экрана над полом 1,2–

читаемость

1,5 м. Размеры изображений, надписей, цифр на экране должны обеспечивать

их восприятие (

) без напряжения зрительного анализатора.

тимый горизонтальныйтелевизора

угол, образованный лучом зрения зрителя с плоскостью

не, так и в учебных заведениях зарубежных стран, наибольшее удаление уча-

щихся от

в учебных помещениях принимают равным 12-кратной, а

п

наименьшее –з3-кратной ширине экрана телевизора. На расстоянии 5-кратной

ширины экрана находятся наиболее комфортабельные места учащихся. Допус-

е

экрана, принимается равным 45º, а вертикальный угол, образованный лучом,

Р

Оценка четкости

Цветовая комбинация

У

Очень хорошо

Черные буквы на белом фоне

Черные буквы на желтом фоне;

Т

Хорошо

темно-синие на белом фоне;

зеленые на белом фоне

Н

Удовлетворительно

Красные на белом фоне;

красные на желтом фоне;

Б

Зеленые на красном фоне;

Плохо

красные на зеленом фоне;

йна черном или на белом фоне

и

Особо важные надписи можно обводить рамками.

оранжевые

Методика эксперимента

Работа производится наустановке, где с помощью диапроектора испытуе-

мому предъявляются показаниятсо шкал различной формы. Один из студентов

выполняет функции экспериментатора, другой – испытуемого (затем наоборот).

Исследуютсяипять шкал различной формы: счетчик (рисунок 12.1.а) круго-

вая (рисунок 12.1.б), полукруговая (рисунок 12.1.в), горизонтальная (рисунок

з

12.1.г), вертикальная (рисунок 12.1.д). Шкалы выполнены с учетом соответст-

вующих

инженерно

-психологических требований. Порядок предъявления шкал

и выставляемых на них показаний случаен. Испытуемый считывает показания с

точностьюпдо одного наименьшего деления шкалы и результат сообщает экспе-

риментатору. Каждый выполняет по пять считываний с однотипной шкалы.

е

Время экспозиции ограничено и равно 0,2…0,3 секунды. Испытуемый фикси-

рует в протоколе результат выполненного считывания (таблица 12.2).

Р

действия

Рисунок 12.1 – Формы шкал

и

установки

Конструкция и принцип

средств

визуальной информации состоит из

Установка для исследования

п

е

Р

– Пульт управления установкой для исследования средств

Рисунок 12.2

Порядок работы на установке

У

Включите вилку провода в розетку «220 В». Затем на панели секундоме-

Т

ды).

На пульте управления (ПУ) переведите:

ключ 1 «Компл. – Автоном.» – в положение «АвтономН.»;

й

ключ 2 «Секундом. – Таймер» – в положение «Таймер»;

ключ 3 «Пуск – Стоп» – в положение «Стоп». Б

1)

открыть дверцу ящика

включитьдиапроектор нажатием корич-

Затем можно продолжить подготовку эксперименту (секундомер-таймер

должен прогреться в течение 3…5 минут).

Непосредственно перед проведением эксперимента необходимо:

стола

этом будет слышна работа вентилятора);

невой клавиши справа на корпусе (

2) проверить, стоит ли в фильмовомприканале первый диапозитив. Для этого

ли

попросите испытуемого не смотреть на экран и на короткое время переключите

ключ 1 в положение «Компл.» – на экране высветится кадр. Проверьте по таб-

лице 12.2 соответствуеттданная шкала началу диасерии; если нет – смените

Посадитьперед экраном испытуемого и предупредить его, что сейчас бу-

его нажатием клавиши «Загрузка». При этом следует иметь в виду, что диама-

газин будет продвигаться вперед только при отрывистом (но легком, бережном)

предъявлен

нажатии клавишиз; при слегка задержанной клавише – назад;

3) перевести ключ 1 в положение «Автоном.».

следить

на короткое время вид шкалы и ему необходимо внимательно

дет

Р

за экраном. После считывания показаний испытуемый заносит их в

графу таблицы Nэ (таблица 12.3).

Эксперимент проводится по следующей схеме:

1.

Ключ 3 перевести в положение «Пуск», при этом включится на уста-

ние «Пуск».

2. Не снимая руки с ключа 3, перевести его в исходное положение

(«Стоп»).

3.

Отрывисто нажать клавишу «Загрузка» – в фильмовый канал загру-

зится кадр. Если чуть замедленно нажимать клавишу «Загрузка», то можно по-

У

казывать кадры с конца в начало, заполняя так же протокол, при этом исключа-

ется установка диамагазина на начало серии (после исследования второго сту-

дента).

Т

4.

Записать ответ испытуемого в протокол (можно предложить ему са-

мому записывать).

Н

5.

Повторить описанный цикл.

Б

Электрическая схема управления в конце каждого цикла блокируется, и

необходимо некоторое время, чтобы она разблокировалась. Поэтому если про-

екционная лампа не включается ключом 3, то необходимо перед его включени-

ем нажать клавишу «Останов.» – разблокировать вручную.

3)

ключи на ПУ перевести в

исходные

положения «Автоном.», «Тай-

После окончания эксперимента необходимо отключить аппаратуру уста-

новки. Для этого:

р

1) установить диамагазин на начало сериий;

2)

отключить магазин от сети;

о

мер», «Стоп»;

сетевого

4)

вынуть вилку

электропривода из розетки.

и

Обработка и анализ полученных результатов

з

Полученные результаты для каждой формы шкалы и для каждого испы-

туемого

заносятся

в протокол (таблица 12.3).

Величина абсолютной погрешности вычисляется по формуле:

п

∆N = Nn – Nэ,

Nn – истинное значение показания стрелочного прибора (таблица 12.1);

Nэ – результат считывания, выполненного испытуемым;

∆N – абсолютная погрешность считывания.

гдеПриведенная погрешность считывания вычисляется по формуле:

Р

S =

Nn - Nэ

×100% ,

N

max

Nmax – предельное значение измеряемой

величины

(на всех шкалах

Nmax = 100).

Таблица 12.2 – Истинные значения показаний стрелочных приборов

Формы шкал

Значения показаний приборов

1

2

3

4

5

1

Круговая шкала

27,0

14,5

8,0

67,5

У

2,5

2

Горизонтальная шкала

34,0

8,5

23,0

76,8

43,0

3

Полукруговая шкала

8,0

43,5

18,0

78,0

62,0

4

Счетчик

43,4

27,0

34,6

55,0

63,2

5

Вертикальная шкала

7,5

52,0

18,0

Н

76,5

32,0

Т

Таблица 12.3 – Протокол исследования

Фамилия 1-го испытуемого

Б

Номер

Фамилия 2-го испытуемого

считыв

Sср

S

∆N

Nэ

Nn

Sср

S

∆N

Nэ

Nn

5

й

Круговая

1

шкала

2

2

и

3

4

4

р

-

1

о

Полукруго

шкалавая

3

т

2

5

и

1

Счетчик

з

4

3

о

5

п

1

е

2

-Горизон

тальная

шкала

3

Р

4

5

-

шкаланая

1

Вертикаль

2

3

4

5