УДК 681.518.3

АНАЛИЗ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Жамбалова Сарюна Цыренжаповна
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
аспирантка кафедры электронных систем

Аннотация
Использование измерительных устройств давно стало неотъемлемой частью промышленного технологического процесса. Средства измерений должны обеспечивать легкое и однозначное восприятия информации оператором. Следует учитывать эргономические требования для снижения умственных и физических усилий, и напряжения оператора. Не нужно забывать про психофизиологическую совместимость, а именно реакция человека на форму, частотный диапазон подаваемых сигналов и многое другое.

Ключевые слова: восприятие информации, средства измерения, средства отображения информации, эргономические требования


ANALYSIS OF THE USE ERGONOMIC REQUIREMENTS OF MODERN MEASURING DEVICES

Zhambalova Sariuna Tsyrenzhapovna
National Mineral Resources University (Mining University)
Ph.D student of electronic systems department

Abstract
There are a lot of applications by measuring instruments in industry and technical process. Measuring instruments could provide an easy and unambiguous information perception by the operator. Ergonomic requirements is taken into account to reduce mental and physical effort, and stress of the operator. Do not forget about the psychophysiological compatibility, namely the reaction of the person on the form, the frequency range of input signals, and more.

Keywords: display facilities, ergonomic requirements, measuring instruments, the perception of information


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Жамбалова С.Ц. Анализ эргономических требований при использовании современных средств измерений // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 11. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/11/40848 (дата обращения: 29.09.2017).

Отображение информации современных средств измерений является свойством системы воспроизводить измеряемую информацию в удобной, для восприятия оператором, форме. Как правила, человек воспринимает более 80% информации с помощью зрительных органов. При отображении информации используют различные визуальные элементы. Основная задача для современных средства отображения информации, это предъявление оператору данных, характеризующих параметры или состояние объекта управления. Данные, показания предъявляются оператору в количественной и качетсвенной формах, а так же в графической форме. [1,5,9]

Единственный способ получения измерительной информации – это сравнение размеров опытным путем. Известно всего три способа сравнения размеров:

- рассмотрение неравенства величин (данный способ самый простой, позволяющий лишь узнать какая величина больше или они равны, применим для рычажных весов);

- разность величин (позволяет рассчитать на сколько одна величина больше другой)

- отношение величин (самый информативный способ, показывает во сколько отличаются данные величины).

Выбор способа зависит от поставленной цели, ведь иногда полная измерительная информация не требуется. Согласно трем вышерассмотренным способам можно указать три вида измерительных шкал, соответственно

- шкала порядка, на которой математические операции не определены;

- шкала интервалов, где не определено начало отсчета, и определены только математические операции сложения;

- шала отношений, определяет все математические операции. [7,8]

Во время процедуры измерения на результат влияет ряд факторов, под влиянием которых точный контроль и учет не возможны. Ниже рассмотрим некоторые из них. Одним из таких факторов является наличие скрытого дефекта у средств измерений. К примеру, не стопроцентное соответствие нанесенных отметок на шкалах соответствующим измеряемым величинам. Особое внимание следует уделить быстропеременным процессам. Средства измерений  не успевают достаточно точно отслеживать и фиксировать изменения входного сигнала, что приводит к искажению выходного сигнала. Очень важную роль играет психофизическое состояние оператора, выполняющего измерение. На психофизическое состояние оператора влияют слух оператора, острота зрения, сосредоточенность, уравновешенность, внимательность, самочувствие и т.д. Данный фактор относится к факторам, влияющим на процедуру, в процессе измерения, следовательно, мы можем лишь скомпенсировать его.

Психофизическое состояние оператора определяется восприятием измерительной информации. Восприятием называется процесс, который протекает в нервной системе оператора, с помощью восприятия оператор собирает информацию об окружающей среде. Восприятие относится к динамическим процессам, и из-за того, что оно зависит не только от свойств сигнала, то присутствует возможность искажения, недостверности информации. Отличают несколько этапов восприятия: обнаружение, идентификация и интерпретация. Данные этапы не зависимы друг от друга,  информация может получаться из одного или нескольких этапов. Процесс в котором оператор  осознает только наличие сигнала, называется обнаружением. Идентификация – это процесс который отличает обнаруженный сигнал от других сигналов, интерпретация – это комбинация процессов восприятия и познания, в результате чего выясняется содержание и значение сигнала. [6]

Во время выполнения измерения для компенсации некоторых факторов можно использовать метод симметричных измерений, результаты измерения симметричны относительно середины интервала по времени. Идея данного метода заключается в том, что величину, в течении некоторого времени, измеряют несколько раз, а затем принимают рассчитанную полусумму отдельных результатов. Шумы и случайные внешние помехи способствуют разбросу полусумм, но воздействие будет аналогично значению в середине интервала, благодаря  методу симметричных измерений. Так же можно компенсировать влияющие факторы используя методы замещения, противопоставления и  компенсации по знаку.

Средства измерений должны размещаться в соответствии со стандартами. Расположение средств измерения определяется физиологическими и функциональными свойствами оператора. Количество одновременно наблюдаемых средств отображения может быть ограничено из-за ограниченности поля зрения оператора. Необходимо что бы оператор мог иметь доступ к беспрепятственному обзору. Для того что бы оператор лучше распознавал считываемую информацию желательно использовать черно-белое изображение, в некоторых случаях приемлемо использование цветных индикаторов.

Для того что бы исключить ли уменьшить возможность ошибки изображение средства отображения измерительной информации должно соответствовать требованиям, изображение должно быть:

1) контрастным

2) применение различных цветов

3) применение различных шрифтов

Скорость и точность восприятия, так же не должны оставаться без внимания. Согласно стандартам,  соотношение контрастов на дисплее должно быть как минимум три к одному, в то время как рекомендуемое соотношение шесть к одному.

Отображаемые знаки, в частности буквы и цифры рекомендуется выбирать простой и преимущественно известной формы, они должны быть контрастны и  читаемы. Для этого важны их размер, используемые растры расстояние между знаком и глазом. Рекомендуемые значения:

1)                      пригодны 5х7 и 7х9 точечные растры;

2)                      ширина изображаемого знака должна находиться в диапазоне от 60 до 80% высоты знака. Если оператор смотрит на индикатор не под прямым углом, и поверхность  объекта закруглена, то ширина знака составляет от 80 до 100% его высоты;

3)                      расстояние между буквами от 20 до 50% ширины знака, а между словами от 100 до 150% ширины знака.

Оптимальное расстояние (l) от глаз оператора до шкалы рассчитывают по формуле (1):

,     (1)

 где h – высота отображаемого знака;  α – угол зрения, как правило α=( 40-50)’.

Деления средства измерения должны соответствовать точности передачи информации и требуемой точности измерений.     Диапазоны шкал должны соответствовать диапазонам измерений. По требованиям измерительный прибор  должен размещаться в поле зрения оператора, таким образом что бы дана зона ограничивалась углами ±30° от оси в горизонтальной и вертикальной плоскостях (см. рис.1). [3,4]

Для того что бы различать отметки шкалы,  необходимо время равное 0,03с при угловом размере 30-40′, а с размером 3-6′ – время достигает 0,3 с. По данным профессора М.В. Маликова, неточность глазомерного отсчета по шкалам измерительных при6оров достигает ±0,1 деления шкалы, это зависит от индивидуальных особенностей операторов, таких как реакция, измерительные навыки и т. п. [2,7]

Рисунок 1 – Задача обнаружения сигнала

 Выбор средства измерения зависит от их применения. Проводится три вида наблюдений, при пользовании средства измерения: считывание;  контрольное считывание; наблюдение за изменениями измеряемой величины Наблюдения часто требуются проводить одновременно. Считывание измеряемого значения – это задача восприятия, при которой понимается показанное значение. Для того что бы считывание было максимально точным нужно, что бы скорость считывания было достаточно мала. В дискретных средствах измерения значения не должны меняться более двух раз в 1 с. Контрольное считывание, это операция, при которой за короткий промежуток времени происходит проверка соответствия отображаемых значений. Так же определяется направление и скорость изменения отображаемой информации.

Обобщая выше сказанное, стоит отметить, что очень важно соблюдать эргономические требования при разработке средств измерения, это позволяет оператору максимально точно воспринимать измеряемую информацию, что в свою очередь повышает качество технологического процесса.


Библиографический список
  1. Бадекин С., Дегтяров Е., Критенко М. Средства отображения информации.М.: Электроника: Наука, Технология, Бизнес 5/2001– 42-43c.
  2. ГОСТ Р 51341-99. Эргономические требования по конструированию средств отображения информации и органов управления. Часть 2 Средства отображения информации, Госстандарт России Москва.
  3. ГОСТ Р ЕН 614-1-2003. Эргономические принципы конструирования. Часть 1. Термины, определения и общие принципы. Госстандарт России Москва.
  4. ГОСТ Р ИСО 9241-3-2003. Эргономические требования при выполнении офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов. Часть 3. Требования к визуальному отображению 
    информации. Госстандарт России Москва.
  5. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. Ленинград: «Энергия», 1968 – 249с.
  6. Справочник по инженерной психологии / Под ред. Б.Ф. Ломова. – М.: Машиностроение, 1982 г. – 368 с.В
  7. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология, Часть 1. – Санкт-Петербург: Питер, 2010 – 192с.
  8. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология, Часть 2. – Санкт-Петербург: Питер, 2010 – 192с.
  9. Яблонский Ф.М., Троицкий Ю.В. Средства отображения информации.  М.: Высшая школа, 1985 – 200с.


Все статьи автора «Жамбалова Сарюна Цыренжаповна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: