1、人因工程實驗指導書山東建筑大學管理學院工業(yè)工程教研室2012.3實驗一環(huán)境照明與生產(chǎn)率關(guān)系實驗、實驗任務(wù)1 .描述等照度曲線2 .使用照度計測量環(huán)境的照度。3 .繪制穿針線工作效率一照度曲線。4 .測定并計算平均照度。5 .簡單方法測定和估算反射率6 .比較白熾燈照明條件與紅光照明條件（或綠光照明條件）照明一工作效率曲線。二、實驗?zāi)康募坝柧氁c1 .學習光電照度計的工作原理及其使用方法；掌握照明條件的測量方法；學會正確使用照度計測量工作環(huán)境照度。2 .通過繪制工作效率一照度曲線，分析環(huán)境照度對工作效率的影響。三、實驗原理1 .照度對工作效率的影響如果工作環(huán)境照度不均勻，眼睛從一個表面移到另一個

2、表面時要發(fā)生適應(yīng)過程。在適應(yīng)過程中，不僅使人感到不舒適，而且眼的視覺能力還要降低。如果經(jīng)常交替適應(yīng)，整個視力要發(fā)生困難。為此，被照空間的照度應(yīng)均勻或比較均勻，照度均勻的標志是：場內(nèi)最大，最小照度分別與平均照度之差小于等于平均照度的1/3。照明對作業(yè)的影響，表現(xiàn)為能否使視覺系統(tǒng)功能得到充分發(fā)揮。明視覺好是中心視力好，暗視覺好是周邊視力好。人的眼睛能夠適應(yīng)從10-3105lx的照度范圍。為了看清物體，使物體成像集結(jié)在視網(wǎng)膜的中心窩處，就得通過眼球外部6根眼?。▋?nèi)、外、上、下直肌，上、下斜?。┑氖湛s使瞳孔的睫狀肌的收縮或舒張晶狀體變厚，增加眼睛的折光能力；通過虹膜是晶狀體變薄，減弱折光能力，來調(diào)節(jié)眼

3、睛看近物和遠物的能力。通過瞳孔擴約肌的收縮和瞳孔開大肌的收縮，使瞳孔縮小,減少強光進入眼內(nèi)；使瞳孔開大，增加進入眼內(nèi)的弱光。眼肌的經(jīng)常反復收縮，極易造成眼睛的疲勞，其中睫狀肌對疲勞的影響尤為嚴重。據(jù)實驗表明：照度自101lx增加到1klx時，視力可提高70%。視力不僅受注視物體亮度的影響，還與周圍亮度有關(guān)。當周圍亮度與中心亮度相等，或周圍稍暗時，視力最好；若周圍比中心亮，則視力會顯著下降。在照明條件差的情況下，作業(yè)者長時間反復辨認對象物，使明視覺持續(xù)下降，引起眼睛疲勞，嚴重時會導致作業(yè)者的全身性疲勞。眼睛疲勞的自覺癥狀有：眼球干澀、怕光眼痛、視力模糊、眼球充血、產(chǎn)生眼屎和流淚等。改善照明條件不

4、僅可以減輕視覺疲勞，而且也會提高工作效率。因為提高照明值可以提高識別速度和主體視覺，從而提高工作效率和準確度，達到增加產(chǎn)量、減少差錯、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的?？傊?，創(chuàng)造舒適的照明條件，不僅對從事手工作業(yè)，而且對從事緊張記憶、邏輯思維的腦力勞動，也有利于提高作業(yè)效率。有人研究了不同年齡組的人在不同照明下注意力的集中情況。結(jié)果表明，由于照度條件的改善，各年齡組勞動生產(chǎn)率提高的幅度都一樣。如果從事的是要求視覺特別緊張的作業(yè)，年紀大的人，其工作效率比年輕人更有賴于照明條件。作業(yè)性質(zhì)越是依賴于視覺，對照明條件的要求越高。照度值增加并非總是與勞動生產(chǎn)率的增長相關(guān)的。一般認為，隨著照度增加到臨界水平，作業(yè)效率迅

5、速提高；在臨界值以上，作業(yè)效率平穩(wěn)；再增加照度，則不能提高作業(yè)效率。2 .數(shù)位式光電照度計的工作原理及其使用方法(1) TES-1332A/1330A/1334A系列數(shù)位式照度計簡介本實驗采用TES-1332A系列。TES-1332A/1330A/1334A系列數(shù)位式照度計是一種物理光學儀器，具有高靈敏度，高精度，高穩(wěn)定度和高線性度；以及寬量程，低漂移，低功耗，低溫度系數(shù)，再現(xiàn)性好，響應(yīng)迅速等到多種優(yōu)點，還具有體積小，攜帶方便，通用性強等特點。測量范圍20/200/2000/20000Lux(1330alsoFootcandlefor1334A)200/2000/20000/200000Lux

6、(1332A)20000lux-readingx10;200000lux-readingx100過載顯不Hightestdigitof(1)isdisplayed分辨率0.01Lux(1330A,1334A)&0.1Lux(1332A)準確度±3%rdg±0.5%f.s.(<10,000lux)±4%rdg土10dgts(>10,000lux)(以色溫2856K標準平面燈校正)重復測試±2%溫度特性士0.1%/C取樣率Approx.2times/sec.記錄命輸出DC2V/f.s.(滿刻度)(TES-1332A)操作及儲存溫濕度0&#

7、176;to40c(32Fto104F)v70%R.H.電源one9Vbattery光檢測器尺寸100mm(L)x60mm(W)x27mm(H)電表尺寸135mm(L)x72mm(W)x33mm(H)250g附件使用說明書，皮盒,9V電池規(guī)格TES-1330A/1332A/1334ATES-1332A系列數(shù)位式照度計結(jié)構(gòu)(2)力晶皇示森電源祥關(guān)丈鬻數(shù)他顯玉單位位侑鎖定釬關(guān)博田鐲定開大液晶顯木器：LUX電源開關(guān)：切換電源讀值鎖定開關(guān)：按HOLM關(guān)一次，出現(xiàn)“目”符號，即能持久鎖LCD的數(shù)值，不能做照度測量；再按一次，取消HOL時能并重新測量照度。光檢測器：光檢測用。(3)工作原理TES系列數(shù)位照

8、度計是直讀式測量儀表，它由光探頭，測量儀表兩大部分組成。光探頭采用高穩(wěn)定的硅光電池光敏元件和光學濾波器組成。它將入射光轉(zhuǎn)換成與其強度成正比的光電流，再經(jīng)測量儀表中的集成運算放大器等組成的I/V變換器，將微弱的光電流放大后，轉(zhuǎn)換成與其成正比的電壓信號，推動表頭指針指示照度值。(4)使用方法打開電源選擇適合測量檔位打開光檢測器頭蓋，并將光檢測器放在欲測光源之水平位置0讀取照度計LCD之測量值讀取之測量值，如左測最高位數(shù)1顯示，即表示過載現(xiàn)象，應(yīng)立即選擇較高檔位測量讀值鎖定開關(guān)，壓HOLD開關(guān)一下，LCD顯示H符號，且顯示鎖定讀值。再壓一下HOLD開關(guān)，則可取消讀值鎖定功能。峰值鎖定：壓PEAK開關(guān)

9、一次，LCD顯示P符號，再壓一次，即回復正常測試。測量工作完成后，將光檢測器頭蓋蓋回，電源開關(guān)切至OFF。四、實驗設(shè)備、儀器、工具及資料1 .照明環(huán)境(工作臺與照明設(shè)備)2 .照度計；1 .縫衣針50枚，白色棉線1卷;2 .剪刀一把；3 .卷尺、直尺；4 .秒表。五、實驗內(nèi)容及步驟(一)實驗內(nèi)容1 .用簡單的方法估算和測定工作臺面、實驗室地面、墻面反射率在實驗室自然采光條件下，分別測定工作臺面、地面、墻面的明照度、暗照度。首先，在工作臺面、地面、墻面，選擇測點，該測點應(yīng)遠離其它物體。特別是測點與其他物體采光面不構(gòu)成反射角為最好。再在該測點安置照度計光探頭。光探頭朝向光源采光處所測得的照度值為明

10、照度。光探頭背向光源采光面、測點剛剛不被探頭遮擋為最好，所測得的照度值為暗照度。記錄整理，推薦用表1所示的測定記錄表。表1照度測量記錄表測量參數(shù)測點j-j暗照度反射率估計值測點1測點2測點3測點4反射率估值計算公式：反射率估計值=（暗照度值+明照度值）X100%2.測定工作臺面、平均照度和繪制工作臺面等照度曲線（1）打開人工照明光源，遮蔽自然采光，調(diào)節(jié)調(diào)光燈至自我感覺舒適，稱其為自感舒適狀態(tài)照明。（2）確定測點。測點的確定有兩種方法：一是將工作臺面均勻分成若干部分，取其中心為測點，只要若干部分達到一定數(shù)量，即測點達到一定密度，據(jù)測量原理就可避免誤差，使測定的平均照度達到一定精度；二是據(jù)數(shù)理統(tǒng)計

11、原理，在工作臺面上隨機取測點，當所取測點足夠多時，便可避免誤差，使測定的平均照度達到一定精度。由于工作臺面的平面很有限，實驗中實際操作時可將工作臺面均勻分成若干小方格（18X24個）,取其方格中心為測點。（3）用照度計測其每個測點得照度值Ei。（4）平均照度nEmEi）/n,n=18241 1（5）繪制工作臺面等照度曲線。以工作臺面工作座椅處為準，其左右方向為x軸，前后方向為y軸，將工作臺面置平面坐標之中，在平面坐標中標出每個測點對應(yīng)的照度值，以均勻光滑的曲線連接其等照度值點，便得工作臺面等照度曲線。3.測定照明-工作效率曲線（二）實驗步驟1 .嚴格遮擋自然光的射入，打開人工光源，擺好工作臺、

12、工作椅。將工作臺分成若干格子并找出每個格子的中心點。被測者進入工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)光源至被測者認為舒適，此時另一實驗者測照度，每個格子的中心點位測點，求得照度均勻度：Au=（最大照度-平均照度）/平均口度=（平均照度-最小照度）/平均照度。2 .在該照明條件下，被測者靜坐至完全適應(yīng)，測其穿20根縫衣針的總時間，且每次穿完針后都要剪斷白線。為消除生疏帶來的誤差，可預先練習幾分鐘。3 .改變燈光位置，使其照度均勻度增大，在測時間效率；增加暗光源后再測時間效率；改變不同色光在測時間效率。如此，求出各因素的影響。4 .恢復原狀，改變其照度值分別為：300lx、400lx、500lx、600lx、700lx、

13、800lx、900lx、1000lx、1200lx、1400lx、1500lx、1600lx、1700lx、1800lx、1900lx。5 .恢復原狀態(tài)，將工作臺分布密點，畫出工作臺等照度曲線，在估算其工作面反射率。反射率二（暗照度值+明照度值）X100%六、實驗報告要求1 .認真測定和記述當日天氣預報參數(shù)、氣壓等。2 .實驗過程中的數(shù)據(jù)處理、計算過程，分析判斷要完整。3 .等照度曲線、照明-工作效率曲線要在坐標紙上完成，整潔清晰。七、思考問題1 .學習因素對哪些實驗結(jié)果有影響？實驗過程中如何控制和避免？2 .光出度的概念是什么？通過本實驗說明它的含義。3 .該實驗結(jié)論說明哪些問題？在工業(yè)工程

14、專業(yè)學習和實踐中的地位和意義是什么?實驗二反應(yīng)時測定實驗一、實驗任務(wù)1 .對光信號簡單反應(yīng)時間的測定。2 .對不同字符的選擇反應(yīng)時的測定。二、實驗?zāi)康募坝柧氁c1 .通過視覺和左右手反應(yīng)時測定，親身體驗反應(yīng)過程，理解反應(yīng)時間。2 .掌握反應(yīng)時作為測定疲勞程度間接手段的機理和意義。3 .實驗要點是測定反應(yīng)時，并以此作為測定疲勞的間接手段。三、實驗原理反應(yīng)時的研究源自天文學1796年的一段公案，歷經(jīng)幾百年。反應(yīng)時間不僅對人和系統(tǒng)設(shè)計具有非常重要的意義，而且在心理學研究、職業(yè)選擇訓練、研究人體疲勞與人機功能分配，以及工作時間研究等多領(lǐng)域都有非常重要的意義。盡管人們采用一定措施可以縮短反應(yīng)時間，但這種

15、縮短是相對的，有限的。反應(yīng)時是指從刺激呈現(xiàn)到作出反應(yīng)之過程的時間間隔，又稱反應(yīng)潛伏期。由于反應(yīng)時間長短表征了中樞神經(jīng)和運動器官的敏感性，因此在人機工程學中，反應(yīng)時間常成為檢查疲勞和人機工能分配的手段之一。一般研究將反應(yīng)時分為簡單反應(yīng)時、運動反應(yīng)時、選擇反應(yīng)時，它的影響因素非常多而復雜。其主要影響因素有：感覺通道，效應(yīng)器官，刺激信號的性質(zhì)、強度、信號量的變化特征，刺激信號可選擇的數(shù)目，刺激信號間差異和識別難易程度，刺激信號空間相對位置，反應(yīng)者的學習訓練因素、性別、年齡、動機、個體及群體差異。四、實驗設(shè)備、儀器、工具及資料計算機、簡單反應(yīng)時實驗系統(tǒng)程序。簡單反應(yīng)時實驗系統(tǒng)程序說明及操作方法：該實驗

16、系統(tǒng)包括反應(yīng)時間測定程序dong.prg和數(shù)據(jù)庫dong1.dbf、dong2.dbf、dong3.dbf。程序運行中，顯示刺激信號同時微機讀取系統(tǒng)時間，當實驗者作出反應(yīng)后，再次讀取系統(tǒng)時間，前后時間差即為反應(yīng)時間。程序中函數(shù)讀取系統(tǒng)時間的精確度為0.01s,正常微機速度對函數(shù)讀取精確度影響不超過0.01s,故該實驗誤差不超過0.02s,滿足實驗誤差的要求。實驗包括簡單反應(yīng)時測定和選擇五選一、五選二、五選三和十選一反應(yīng)時測定。數(shù)據(jù)庫dongl.dbf是選擇五選一、五選二、五選三反應(yīng)時測定結(jié)果存放的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫dong2.dbf是選擇十選一反應(yīng)時測定所得數(shù)據(jù)存放的數(shù)據(jù)庫，dong3.dbf是每

17、次試驗結(jié)果存放的數(shù)據(jù)庫。五、實驗內(nèi)容及步驟安裝并調(diào)用程序，鍵入口令后開始實驗。首先，記錄室內(nèi)的自然環(huán)境(天氣、濕度、溫度)，其次記錄被測者的感受(心情、疲勞感、心率、血壓)等。1.簡單反應(yīng)時實驗(1)預備實驗。準備好后，開始預備實驗。當屏幕顏色變化時，按esc鍵退出預備實驗，進入正式實驗。正式實驗不能中途退出。(2)正式實驗(a)右手20次反應(yīng)測試。(b)為防止被測者有超前反應(yīng)，中間插入兩次檢查實驗。如被測者對“空白刺激”作出反應(yīng)，則此前實驗全部無效，須重新做。(c)右手實驗完成后，計算機統(tǒng)計結(jié)果，計算平均值和標準差，并顯示記錄內(nèi)容，然后休息1min。(d)換左手進行同樣的測試。(3)實驗分析(a)根據(jù)實驗結(jié)果說明左、右手反應(yīng)時有無差別。(b)根據(jù)實驗結(jié)果說明簡單反應(yīng)時是否受練習的影響。4 .選擇反應(yīng)時測定結(jié)果通過實驗，測出大腦對刺激信號的簡