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人在系统中的功能
人是系统中的重要“环节”
把操作者作为人机系统中的一个“环节”来研究,人与外界发生联系的主要是三个子系统,即感觉系统、神经系统、运动系统,见图4-1。
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人的感知与反应机能
1. 反射弧
反射是神经系统调节肌体活动的一种基本形成。反射活动的全部结构组成反射弧;反射弧具有五个基本环节,即感受器传入神经元中间神经元传出神经元放应器,见图4-2(a)。
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2. 信息链
人机系统的信息在人的神经系统中的循环过程形成信息链,见图4-2(b)。
感觉通道与信息的协调
人机系统中的最常用的感觉通道是视觉通道、听觉通道和触觉通道。
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视觉机能及其特征
视觉刺激
视觉的适宜刺激是光。人的两眼可以感受到的光波只占整个电磁光谱的一小部分,其波长为380~780nm,见图4-3。
视觉系统
视觉是由眼睛、视神经和视觉中枢的共同活动完成的,见图4-4 。
眼睛是视觉的感受器官,人眼是直径为21~25mm的球体,其基本构造与照相机类似,见图4-5 。
视网膜最外层细胞包括视杆细胞和视锥细胞,它们是接受信息的主要细胞。
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视觉机能

视角:确定被看物尺寸范围的两端点光线射入眼球的相交角度。
α=2arctg(D/2L)
α—视角;
D—被看物体上两端点的直线距离;
L—眼睛到被看物体的距离;
视力:眼睛分辨物体细微结构能力的一个生理尺度,以临界视角的倒数来表示。
视力=1/能够分辨的最小物体的视角
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2. 视野与视距
视野:指人的头部和眼球固定不动的情况下,眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围,常以角度来表示。分水平视野(单视野/双视野)和垂直视野,见图4-6。
视距:指人在操作系统中正常的观察距离,几种工作视距推荐值参阅表3-4。
3. 中央视觉和周围视觉
中央视觉—视维细胞(感色能力强、能清晰分辨物体)。
周围视觉—视杆细胞(观察空间范围和正在运动的物体)。
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4. 双眼视觉和立体视觉,双眼视物时,具有分辨物体深浅、远近等相对位置的能力,形成立体视觉。
5. 色觉和色视野,见图4-7。
6. 暗适应和明适应,见图4-8。
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视觉特征:
:水平优于垂直。
:左—右,上—下,顺时针。
3. 准确性:水平尺寸和比例的估计更准确。
:左上—右上—左下—右下。视区
内的仪表布置必须考虑这一点。
:以双眼视野为设计依据。
6 .接受程度:直线轮廓优于曲线轮廓。
:红、绿、黄、白;
颜色相配时的易辨认顺序:黄底黑字、黑底白字、蓝底白字、白底黑字。
据上述特征,适用视觉的原则参阅有关资料。
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听觉机能及其特征
听觉刺激
听觉的适宜刺激是声音,声音的声源是振动的物体,人的听感范围:20~20000HZ。
听觉系统
起主要作用的部位:内耳耳蜗
起辅助作用的部位:外耳、中耳、内耳的其它部分,见图4-9。
听觉的物理特性
1 .频率响应(感受性)
人耳能听闻的频率比为fmin/fmax=1:1000;
频率感受的上限随着年龄的增长而逐年连续下降,见图4-10;
听觉的频率响应特性对听觉传示装置的设计是很重要的。
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2. 动态范围(声音的强度)
听觉声强的动态范围=正好可忍受的声强/ 正好能听见的声强。
(1)听阈:在最佳的听闻频率范围内,一个听力正常的人刚刚能听到给定各频率的正弦式纯音的最低声强Imin。
(2)痛阈:对于感受给定各频率的正弦式纯音,开始产生疼痛感的极限声强Imax。
(1)与(2)都与频率有关系,是在某一频率下的听阈值或痛阈值。
(3)听觉范围:由听阈和痛阈两曲线所包围的听觉区,见图4-11。
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