人因工程学试验指导书.docx
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人因工程学试验指导书
人因工程学
实验指导书
万鹏编
管理科学与工程实验中心
实验一噪声测量实验
一、实验目的
噪声常指一切对人们工作和生活不需要、有妨碍的声音。
随着工业、交通的发展，噪声几乎在人类生活的各个领域都日益成为一个非常严重的问题。
噪声使人们感到讨厌，精神不易集中，影响工作效率和工作质量，妨碍人们的休息和健康。
本实验通过学习使用测量仪器对噪声进行实测，掌握测定和评价工作环境噪声的方法。
二、实验内容
环境噪声声压级的测定
三、实验仪器及其使用方法
1．实验仪器
HS5660A型精密脉冲声级计，卷尺等
2．使用前的校正
将功能开关置于F（线性），INT-CAL-FILER开关置于CAL；RANGE开关置于MIDDLE，ATT开关置于80，调节CAL电位器，使电表指针对准电表的“CAL”红线或使液晶显示器显示94dB。
3．声级的测量
两手平握声级计两侧，使传声器指向被测声源。
将开关置于“A”档；ATT开关的设置应使电表指针的位置大致处于电表的中央部位。
RANGE开关的设置：
在测量动态范围较大的噪声，用RANGE开关的“MIDDLE”档测量；电表指针超出最大量程时，将RANGE开关置于“HIGH”档，指针的指示值过小时，则置“LOW”档。
一般噪声测量时，FUNCTION开关置于“F”（快）档，声级随时间变化小时，可采用“S”（慢）档进行测量。
四、测量方法
1．测量条件
在进行测量的过程中，要考虑测量条件不受干扰。
首先要排除背景噪声的影响。
其次要考虑现场的反射声影响，因此在噪声测量选点时，要把传声器放在远离反射物的地方。
此外，还要考虑风、温度等都会影响测量的准确性。
2．测点选择
为了测量噪声对工作人员的影响，把测点选在工作的地方，以人耳高度为准选择数个点。
至于环境噪声测量，传声器要距地面高1.2~1.5米，取数个点进行测量。
3．测量读数
一般噪声测量以A声级为主；读数时，环境噪声测量可使用快档，车间（工作场所）噪声测量一般使用慢档。
对于恒定的或随时间变化较小的稳态噪声应以观测时间内显示器上的平均读数为准，对于稳定噪声的偶然变化可不考虑。
对于不稳定噪声可按等效连续声级方法读数。
五、实验报告
1．实验目的
2．实验仪器
3．实验内容
4．测量数据与记录
环境噪声的测定
选择适当建筑物，测定受周围环境噪声影响情况。
要求距建筑物约10-20m出测量，取十余个测点，如示意图所示。
5．讨论分析
建筑物受环境噪声影响情况。
主要声源及消除途径。
实验二闪光融合临界频率测定实验
一、实验设备及组成
一个频率较低的闪光刺激所产生的忽明忽暗的感觉，称光的闪烁。
随着闪光频率的不断增加，闪烁感觉逐渐消失，最后成一个稳定的光。
这称光的融合。
感到光的融合时闪光的最
低频率和感到光闪烁时光的最高频率的平均值叫做闪光融合临界频率，也称CFF值，它随着人的疲劳程度的增大而提高。
BD-Ⅱ-118型数字亮点闪烁仪又称闪光融合频率仪，其可以测量闪光融合临界频率，确定辨别闪光能力的水平，还可以检验闪光的色调、强度、亮黑比以及背景光的强度发生变化时对闪光融合临界频率的影响。
视敏度是眼睛的一种基本功能，可作为视觉疲劳及精神疲劳的一种指标。
闪光融合频率仪是心理学实验及人员选材方面常备的仪器。
1、被试观察部分由一个观察筒，一个调节亮点闪烁频率的调频旋钮（频率调节的范围
在8-50Hz之间）和一个选色旋钮组成；
2、主拭操作部分：
在面板上方有亮点闪烁频率的三位数字显示，在面板下部从左边开始有闪光光点强度、光点亮黑比。
二、技术参数
1、亮点闪烁频率：
8Hz-50Hz，连续可调，三位数字显示，精度为±0.1Hz。
2、亮点颜色：
红、黄、绿；亮点直径：
2mm。
3、亮点观察距离：
约300mm。
4、背景光：
白色，强度分三档可调1、1/4、1/16。
5、亮点波形：
方形。
6、亮点闪烁亮黑比：
1:
3、1:
1、3:
1三档。
7、亮点光强度七档：
1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64。
8、工作条件：
电源：
交流220V±10﹪；50Hz±1Hz；
环境温度：
0-40℃；
相对湿度：
85％。
9、功耗：
15W。
三、实验方法
1、将被试观察孔和主试机连接起来，并接通电源。
2、令被试双眼紧贴观测筒，观察位于视觉中央的亮点。
3、先将背景光的强度、亮点的光强、黑亮比以及亮点的颜色都选择固定在所需位置上，然后再测定亮点闪烁的临界频率。
亮点的颜色选择必须主试与被试一致。
4、在测定闪烁临界频率时，频率的快慢都由被试调节。
5、当被试开始观察时看不到亮点闪烁，通过转动频率旋钮刚刚见到闪烁时立即停止转动旋钮，并向主试报告，主试记下这时现实的闪烁频率，称为闪光阈；如果开始时能见到亮点在闪烁，则将频率调快，刚刚看起来不闪烁时立即停止调节，记下其频率，称为融合阈。
6、检验亮点强度对闪光融合临界频率的影响，则其他条件保持不变，在各种光强下测定闪烁临界频率。
7、检测亮点不同颜色的闪光融合临界频率，则主试转动光点颜色旋钮，选定一种颜色，并告诉被试选定的颜色，被试同时转动选色旋钮，选定同一种颜色。
亮点的颜色主试与被试选择必须一致。
主试选色旋钮上方的颜色指示仅表示主试选的颜色。
旋钮选择"白色"表示有背景光但无亮点，选择"黑色"表示无背景光、无亮点。
四、注意事项
1、接通电源并打开电源开关后，若频率表不显示，则是电源没有接通，应首先检查电源插头、电源线、保险管和电源开关以及+5V稳压电源部分。
2、频率表数码管显示，但亮点或背景光不亮。
请看一下波段开关的位置是否正确，观测头和主机的波段开关是否指示同一颜色位置。
可打开机器检查连线有无断或脱焊。
可以检查电路中振荡器是否有故障。
3、仪器应放在干燥通风处。
4、仪器长时间不用时，应每三个月连续加电4小时以上，当空气湿度较大时应每月连续加电4小时以上。
五、数据处理及结果分析
1、实验数据记录表格可参见表1。
表1实验数据记录用表
实验人员
光强
黑亮比
背景光颜色
融合阈/Hz
CFF值/Hz
闪光阈/Hz
2、数据处理及结果分析
（1）何种频率时你对闪烁最敏感？
（2）亮点强度对闪光融合临界频率有什么影响？
（3）不同颜色的闪光融合临界频率有影响吗？
实验三人体测量实验
一、实验内容
人体静态测量参数及群体统计参数特征值
二、实验目的及实验要点
学习掌握使用人体测量仪器；根据人因工程特点对测量群体进行简单的统计分析；遵照国家标准掌握使用人体测量的术语。
三、实验原理
人体测量是指对人类身体各方面特征数据的度量，特别是人体的尺寸，来确定个体和群体在人体尺寸上的共性及特征，以及个体间和群体间在人体尺寸上的差别，从而研究人的形态特征，为工业设计和工程设计提供数据。
人体测量的统计结果作为人体的鸡头参数、功能参数，对于设计特定的机器设备环境具有很重要的作用。
在实际工作中，常采用舒适性、安全性、效率、经济性数种指标来评价人机环境匹配程度，其用途极其广泛。
四、实验设备、仪器、工具及资料
人体测量仪、磅秤、坐高椅、握力计、体前屈计、卷尺等。
五、实验步骤及内容
将实验测得的数据填入下列表中。
被实验者基本信息统计表
姓名
性别
年龄
出生年月
出生地
籍贯
民族
测量项目
人体主要尺寸
男性
女性
5％
50％
95％
σ
5％
50％
95％
σ
身高
眼高
立姿肘高
肩高
体重
左手握力
右手握力
体前屈量
上臂长
小腿长
坐高
坐姿眼高
坐姿肘高
坐姿膝高
六、实验报告要求
描述测量过程，统计百分位数。
七、思考体
怎样针对人体测量参数的诸因素进行统计分析？
（要求减少误差、精确使用）
实验四注意力集中能力测试实验
一、实验设备及组成
注意力集中是指注意能较长时间集中于一定的对象，而没有松弛或分散的现象。
本仪器可测定被试的注意集中能力，并可作为视觉--动觉协调能力的测试与训练仪器。
仪器由一个可换不同测试板的转盘及控制、记时、记数系统组成。
转盘转动使测试板透明图案产生运动光斑，用测试棒追踪光斑，注意力集中能力的不同量将反应
在追踪正确的时间及出错次数上。
二、技术指标
1、定时时间：
1～9999.999秒。
2、正确、失败时间：
范围：
0～9999.999秒，精度：
1ms。
3、最大失败次数：
999次。
4、测试盘转速：
10，20，30，40，50，60，70，80，90转/分。
5、测试盘转向：
顺时针或逆时针。
6、数字显示：
8位。
7、测试棒：
L形，光接收型。
8、测试板：
3块可方便调换，图案为圆形、等腰三角形、正方形。
9、干扰源：
喇叭或耳机噪音，音量可调。
10、箱内光源：
环形日光灯，22W。
11、外形尺寸：
320×320×140mm。
12、微型打印机及其专用电源（选购）：
用于输出实验数据，可打印实验条件，正确、失败时间（全部0.001秒位），失败次数。
型号：
TpuP—T!
6S，串口。
三、实验方法
1、仪器上下两层结构。
下层为控制电器部分，上层为光源及测试转盘部分。
上层可以打开，拧开测试板中央四个螺丝调换所选择的测试板。
2、测试棒插头插入后面板的插座中。
如用耳机，则耳机插头插入后面板的插座中。
3、接通电源，打开电源开关。
日光灯启动时，可能对数码显示有干扰，可按"复位"键，恢复正常。
4、选择转盘转速：
按下转速键一次，其转速显示加1，即转速增加10转/分，超过90转/分，自动回零。
如转速显示为0，则电机停止转动。
选择的转速由测定内容而定，如测定注意力集中能力，则可选择慢速，减少动作协调能力的影响。
5、选择转盘转动方向：
按下"转向"键一次，其键右侧"正"、"反"亮表示转盘逆时针转动。
如转盘正在转动中，每按一次"转向"键，转盘变化一次转动方向，经一定时间后，转盘达到指定的转速。
6、选择定时时间：
按"定时时间"的各拨码"+""-"键确定实验时间，其时间值实时显示于"成功时间"的显示窗上。
7、拨后面板的开关，选择噪声由喇叭或耳机发出。
喇叭声的音量可以由后面板的旋钮调节，耳机的音量可以由耳机上左、右耳两个旋钮分别可调。
8、被试用测试棒追踪光斑目标，当被试准备好后，主试按"测试"键，这时此键左上角指示灯亮，同时喇叭或耳机发出噪声，表示实验开始。
被试者追踪时要尽量将测试棒停在运动的光斑目标上，以测试棒停留时间作为注意力集中能力的指标。
实时显示其时间，即成功时间。
同时实时记录下追踪过程中测试棒离开光斑目标的次数，即失败次数。
9、到了选定的测试定时时间，"测试"键左上角指示灯灭，同时噪声结束，表示追踪实验结束。
10、复位：
测试过程中，要中断实验必须按"复位"键；一次测试结束后要重新开始新
的实验，也必须按"复位"键。
按下后，成功时间显示定时时间，失败次数清零，回到第4步。
四、注意事项
1、工作时室内光线不宜太强；
2、测试棒触靶不宜用力过大；
3、按"转速"键升速度，如按动过快，会不响应；按"转向"或"复位"键，正在转动过程中，转速需慢慢达到指定的转速，这过程中按其他键都不响应。
4、不宜用紫外光源照射；
5、实验完毕必须切断电源。
6、如仪器的正面玻璃在运输过程中破碎，可按下面办法修复：
（1）裁一块普通平板玻璃（厚3mm），大小295×295mm，注意尺寸要准确；
（2）清理干净碎玻璃，此工作要小心，当心划破手；
（3）折下玻璃边框压条；
（4）装入玻璃及铁板，黑色铁板为衬；
（5）重新固定玻璃压条。
五、数据处理及结果分析
1、实验数据记录表格可参见下表。
A．测试不同条件下的集中学习能力
①改变时间
目标
圆点
转速/（r.min-1）
10
转向
正
测试一
测试二
测试三
平均值
定时时间/s
60
90
120
成功时间/s
失败次数
改变时间
目标
圆点
转速/（r.min-1）
10
转向
反
测试一
测试二
测试三
平均值
定时时间/s
60
90
120
成功时间/s
失败次数
②改变转速
目标
圆点
120s
转向
正
转速/（r.min-1）
转速/（r.min-1）
转速/（r.min-1）
平均值
转速/（r.min-1）
成功时间/s
失败次数
③固定转速和测试时间，改变测试目标。
转速/（r.min-1）
30
测试时间
60s
转向
正
四边形
三边形
成功时间/s
失败次数
B选用不同的学习方式
①集中学习
目标
跟踪圆点
转速/（r.min-1）
10
转向
正
定时时间/s
30
测试六次，中间不休息
成功时间/s
失败次数
②间时学习
目标
跟踪圆点
转速/（r.min-1）
10
转向
正
定时时间/s
30
测试六次，（1.2次测试后休息2min，3.4此测试后休息5分钟）
成功时间/s
失败次数
2、数据处理及结果分析
（1）分析人的集中注意能力受哪些因素的干扰。
（2）分析不同人员的集中注意能力的差异。
实验五动作判断测试实验
一、实验设备及组成
BD-Ⅱ-507型动作判断仪用于测试驾驶员在驾驶期间分配和维持视觉注意力，亦可作为动作学习的心理仪器。
仪器由微电脑控制，可打印出实验结果，操作方便。
1、转动圆盘：
圆盘上有10个矩形目标、10个圆目标及1个周边目标。
随圆盘以恒定速度转动。
2、操作手轮：
操作手轮可以驱动左、右二检测头沿转动圆盘水平中线往复移动以避开目标。
检测头位于圆盘上方滑杆上，松开检测头端部螺丝，可使检测头沿滑杆左右
移动，以调节检测头的起始位置。
3、控制面板：
触摸开关面板。
8位数字显示，依次显示主试已输入的试验时间、试验
次数、正在运行的次数及被试操纵左、右检测头接触目标的总次数即失败次数；面板右下方
设有"定时"、"次数"、"设置"、"测试"、"打印"、"复位"键（。
二、技术参数
1、转动圆盘直径：
280ｍｍ；目标：
10个矩形目标、10个圆目标及1个周边目标；转速：
4.5转/分。
2、检测头：
左、右各1个；检测头可调间距：
65ｍｍ；检测头往复运动距离：
135ｍｍ。
3、设置连续与每次实验间有休息间隔二种状态。
实验时间t：
1～9分。
实验次数N：
1～19次。
4、数码管8位显示：
实验时间1位、实验次数2位、运行次数2位、失败总次数3位。
5、失败总次数最大值：
左、右加和999次。
6、外接电源：
220V，50HZ。
7、仪器尺寸：
500×500×250mm。
三、实验方法
1、将仪器外接电源接通，调整好检测头位置，使转动手轮时其左、右各限位于转盘边，并且不出转盘（注意此步骤不必每次进行）。
2、按下左侧电源开关，圆盘转动。
通知被试手握手轮，两眼注视圆盘。
3、进入练习状态。
被试练习手轮，控制检测头左、右往复移动以避开目标，如操作错误，则实时显示其失败次数，并且仪器上面板两发光二级管分别亮。
当被试熟悉后可令被试准备正式测试。
练习状态下，运行次数显示"00"。
4、练习状态下，主试可根据实验需要，设定的实验条件。
按"定时"键1次，定时时间加1分钟，超过9分钟，回到1分钟定时；按"次数"键1次，实验次数加1次，超过19次，回到实验1次；按"设置"键，键上灯亮或灭变化，灯亮表示"设置"键按下状态，需在每次实验中使被试有8秒休息时间，否则每次测试之间无休息时间。
仪器显示设定的试验时间及次数。
5、主试按下"测试"键，键上灯亮，随着一短声，表示实验开始。
运行次数显示"01"。
被试操纵手轮转动，使左、右检测头避开目标，实时显示失败次数。
6、到设定时间后，如"设置"键按下状态，则一长声告诉被试可稍休息一会，8秒钟后，一短声后下次测试开始；否则为连续状态。
休息时"测试"键上灯灭，每次开始时显示运行次数，并且失败次数从零开始。
7、到设定次数后，随着一长声，测试结束。
显示本次测试总失败次数。
8、如需重新开始实验，则按下"复位"键，回到第"4"步。
四、注意事项
1、检测头采用反射光电开关技术，与圆盘不直接接触，必须保持3mm左右距离。
2、实验不能在强太阳光下进行。
3、注意保护圆盘表面，如不小心黑面有破坏，可用黑色软笔轻涂覆盖。
4、调整检测头后必须锁紧螺丝。
5、仪器不能放置在强磁场、强电场附近。
6、仪器不能用紫外线光源照射。
7、电源开关不宜过于频繁，以免损环。
五、数据处理及结果分析
1、实验数据记录表格可参见表—1。
实验数据记录用表：
表—1
实验人员
测试时间/min
测试次数/次
测试总时间/min
失败次数/次
失误概率（次/min）
2、数据处理及结果分析
计算失误概率，并和同组同学比较测试的结果。
实验六反应时测定实验
一、实验设备及组成
反应时间，又称反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间距，是人体完整的反应过程所需的时间，它从刺激使感官感受，经神经系统传输、加工和处理，传给肌肉而作用于外界，这些过程都需要时间，其总和就是反应时间。
反应时等于知觉时加上动作时。
听觉的知觉时一般为0.115~0.182s；视觉的知觉时一般为0.188~0.206s。
各运动器官的动作时也不同：
左手0.144s、右手0.147s、右脚0.174s、左脚0.179s，手的反应比脚快。
经过一定的练习后，光的简单反应时一般为0.2~0.25s，再后可能会降至0.2s以下，但无论如何练习不能减至0.15s以下。
同样，经过一定练习后，声的简单反应时可能至0.12s。
一般期待反应时比简单反应时要长2~3倍。
选择反应时要比简单反应时长0.020~0.2s。
影响反应时间的变量为数众多，主要有：
适应水平、准备状态、练习次数、动机、年龄因素和个体差异、酒精和药物作用等。
BD-Ⅱ-501A型声光反应时测定仪系心理学教学、科研的实验仪器，可用于测定被试对声音及光刺激作出选择或简单反应的时间及准确性。
也可以用于汽车驾驶员、
运动员、裁判员等的选材及心理培训。
仪器设计采用计算机技术，并有显示、存储和打印输出实验数据的功能。
具有准确度高、质量稳定可靠、使用维护方便等优点。
本仪器的功能指示由前后两个板组成。
前面板为主试的控制面板。
后面板为被试观察面板，由光刺激灯及反应键的插座。
仪器配有两个手反应键，一个立体声耳机。
可以选配微型打印机及脚反应键。
二、技术参数
1、最小反应时间：
0.01秒。
2、最大反应时间：
99.99秒。
3、最大累计反应时间：
显示99.99秒，计算655.35秒。
4、最大反应次数：
显示99次，计算255次。
5、最大存储实验数据：
声16次，光16次。
6、具有实验数据平均及打印输出功能。
7、最大平均反应时间：
9.99秒。
8、配用耳机型号为：
立体声耳机（EL-1）。
9、配有手反应键声、光各1个。
10、电源：
交流220伏。
11、外形尺寸：
250×190×85mm。
12、重量：
1Kg。
三、实验方法
（一）准备
1、主试将两个反应键分别插入后面板上的"声"和"光"插座之中，令被试左右手各持一个按键，并记住哪一只手持的是什么键。
2、若使用耳机，主试将耳机插头插入仪器的"耳机"插座之中，令被试戴上耳机，主试将前面板的左侧开关拨至"耳机"端；若不用耳机，可以不插，主试将前面板的左侧开关拨至"喇叭"端。
3、主试接通电源。
主试打开电源开关。
提示被试准备实验。
（二）人工呈现
1、若主试按下前面板"声"键并松开，经过2秒钟预备后，仪器发出强有力的短促的声音（戴耳机时耳机中听到）。
同时记时器开始走时，反应次数显示加"1"。
当被试听到声响之后，选择持"声"反应键的手作出反应，即按下"声"反应键，记时器停止走时，此时前面板上显示出该次的反应时间。
若按下"光"反应键，反应错误，记时器继续走时，同时发出错误警告声，可听到一个较弱的长音（明显不同于按"声"键发出的强有力的短促之声），被试听到警告声，说明自己反应有错，立即改为按下"声"反应键，此时记时器停止走时，计一次错误次数。
2、若主试按下前面板"光"键并松开，经过2秒钟预备后，仪器后面板中央红色发光管发出光信号，同时记时器开始走时，反应次数显示"1"。
被试按下"光"反应键，显示出该次的反应时间。
若反应错误，发出错误警告声，应立即改正，计一次错误次数。
3、经过一次声后光反应后，如果没有再按前面板的"声"或"光"键，实验会在同一个刺激下继续进行。
主试如要改变刺激的类型，在2秒的预备时间内，主试必须再按下前面板"声"或"光"键。
4、如果要求实验结束，在2秒钟的预备时间内，按下前面板"打印"键，则实验结束。
显示出光与声加和的累计反应时间、总实验次数、平均反应时。
（三）随机呈现
1、若开始时主试同时按下前面板"声"与"光"键，则测试进入随机呈现刺激状态。
"声"或"光"的刺激完全自动随机呈现出来，主试不必再按"声"或"光"键。
被试根据呈现刺激内容，按照人工呈现第1或第2步进行"声"或"光"的反应时测定。
每次刺激呈现开始前有2秒的预备时间。
2、在预备期间，按下前面板"打印"键，实验结束，可
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