2.聽覺
2.聽覺
聽覺的功能有分辨聲音的高低和強弱，還可以判斷環(huán)境中聲源的方向和遠(yuǎn)近。
1)聽覺特性
(1)聽覺絕對閾限。聽覺的絕對閾限是人的聽覺系統(tǒng)感受到最弱聲音和痛覺聲音的強度。它與頻率和聲壓有關(guān)。在閾限以外的聲音，人耳感受性降低，以至不能產(chǎn)生聽覺。聲波刺激作用的時間對聽覺閾值有重要的影響，一般識別聲音所需要的最短持續(xù)時間為20～50 ms。
聽覺的絕對閾限包括頻率閾限、聲壓閾限和聲強閾限。聲強是指在垂直于聲波傳播方向上，單位時間內(nèi)通過單位面積的平均聲能，單位為W／m2。頻率為20Hz、聲壓為2×10-5Pa、聲強為10-12w／m2的為聽閾。低于這些值的聲音不能產(chǎn)生聽覺。
(2)聽覺的辨別閾限。人耳具有區(qū)分不同頻率和不同強度聲音的能力。辨別閾限是指聽覺系統(tǒng)能分辨出兩個聲音的最小差異。辨別閾限與聲音的頻率和強度都有關(guān)系。入耳對頻率的感覺最靈敏，常常能感覺出頻率微小的變化，而對強度的感覺次之，不如對頻率的感覺靈敏。不過二者都是在低頻、低強度時，辨別閾值較高。
(3)辨別聲音的方向和距離。在正常情況下，人的兩耳的聽力是一致的。因此，根據(jù)聲音到達(dá)兩耳的強度和時間先后之差可以判斷聲源的方向。例如，聲源在右側(cè)時，距左耳稍遠(yuǎn)，聲波到達(dá)左耳所需時間就稍長。聲源與兩耳間的距離每相差1cm，傳播時間就相差0．029ms。這個時間差足以給判斷聲源的方位提供有效的信息。另外，由于頭部的屏蔽作用及距離之差會使兩耳感受到聲強的差別，因此，同樣可以判斷聲源的方位。以上這兩種判斷方法，只有聲源恰好在聽者的左方或右方時，才能確切判斷聲源的方位。如果聲源在聽者的上、下方或前、后方，就較難確定其方位。這時通過轉(zhuǎn)達(dá)頭部，以獲得較明顯的時差及聲強差，加之頭部轉(zhuǎn)過的角度可判斷其方位，在危險情況下，除了聽到警戒聲之外，如能識別出聲源的方向，往往會避免事故的發(fā)生。判斷聲源的距離主要依靠聲壓和主觀經(jīng)驗。一般在自由空間，距離每增加一倍，聲壓級將減少6Db(A)。
2)聽覺的掩蔽
當(dāng)幾種聲強不同的聲音傳到入耳時，只能聽到的聲音，而較弱的聲音就聽不到了，即弱聲被掩蓋了。一個聲音被其他聲音的干擾而聽覺發(fā)生困難，只有提高該聲音的強度才能產(chǎn)生聽覺，這種現(xiàn)象稱為聽覺的掩蔽。被掩蔽聲音的聽閾提高的現(xiàn)象，稱為掩蔽效應(yīng)。
人的感覺反應(yīng) 人們在操縱機械或觀察識別事物時，從開始操縱、觀察、識別到采取動作，存在一個感知時間過程，即存在一段反應(yīng)時間。
1)反應(yīng)時間
反應(yīng)時間是指人從機器或外界獲得信息，經(jīng)過大腦加工分析發(fā)出指令到運動器官開始執(zhí)行動作所需的時間。反應(yīng)時間是從包括感覺反應(yīng)時間(從信息開始刺激到感覺器官有感覺所用時間)到開始動作所用時間(信息加工、決策、發(fā)令開始執(zhí)行所用時間)的總和?？荚囌搲?BR> 由于人的生理心理因素的限制，人對刺激的反應(yīng)速度是有限的。一般條件下，反應(yīng)時間約為0．1～0．5s。對于復(fù)雜的選擇性反應(yīng)時間達(dá)l～3s，要進行復(fù)雜判斷和認(rèn)識的反應(yīng)時間平均達(dá)3～5s，具體的帶有判別的反應(yīng)時間t可用下式求得：
t=klog2(n+1) (4—1)
式中，k為常數(shù)；n為等概率出現(xiàn)的選擇對象數(shù)；(n十1)是考慮判明是否出現(xiàn)刺激。為了保證安全作業(yè)，一方面在機器設(shè)計中，應(yīng)使操縱速度低于人的反應(yīng)速度。另一方面應(yīng)設(shè)法提高人的反應(yīng)速度。
2)減少反應(yīng)時間的途徑
—般來說，機器設(shè)備的情況、信息的強弱和信息狀況等外界條件是影響反映時間的重要因素；而機器的外觀造型和操縱機構(gòu)是否適宜于人的操作要求，以及操作者的生物力學(xué)特性等，則是直接影響動作時間的重要因素。
(1)合理地選擇感知類型。比較各類感覺的反應(yīng)時間，發(fā)現(xiàn)聽覺和知覺反應(yīng)時間最短，約0．1～0．2s，其次是觸覺和視覺。所以在設(shè)計各類機器時，應(yīng)根據(jù)操縱控制情況，合理選擇感覺通道，盡量選用反應(yīng)時間短的通道去控制和調(diào)節(jié)機器。
(2)適應(yīng)人的生理心理要求，按人機工程學(xué)原則設(shè)計機器。
(3)操作者操作技術(shù)的熟練程度直接影響反應(yīng)速度，應(yīng)通過訓(xùn)練來提高入的反應(yīng)速度。
2.聽覺
聽覺的功能有分辨聲音的高低和強弱，還可以判斷環(huán)境中聲源的方向和遠(yuǎn)近。
1)聽覺特性
(1)聽覺絕對閾限。聽覺的絕對閾限是人的聽覺系統(tǒng)感受到最弱聲音和痛覺聲音的強度。它與頻率和聲壓有關(guān)。在閾限以外的聲音，人耳感受性降低，以至不能產(chǎn)生聽覺。聲波刺激作用的時間對聽覺閾值有重要的影響，一般識別聲音所需要的最短持續(xù)時間為20～50 ms。
聽覺的絕對閾限包括頻率閾限、聲壓閾限和聲強閾限。聲強是指在垂直于聲波傳播方向上，單位時間內(nèi)通過單位面積的平均聲能，單位為W／m2。頻率為20Hz、聲壓為2×10-5Pa、聲強為10-12w／m2的為聽閾。低于這些值的聲音不能產(chǎn)生聽覺。
(2)聽覺的辨別閾限。人耳具有區(qū)分不同頻率和不同強度聲音的能力。辨別閾限是指聽覺系統(tǒng)能分辨出兩個聲音的最小差異。辨別閾限與聲音的頻率和強度都有關(guān)系。入耳對頻率的感覺最靈敏，常常能感覺出頻率微小的變化，而對強度的感覺次之，不如對頻率的感覺靈敏。不過二者都是在低頻、低強度時，辨別閾值較高。
(3)辨別聲音的方向和距離。在正常情況下，人的兩耳的聽力是一致的。因此，根據(jù)聲音到達(dá)兩耳的強度和時間先后之差可以判斷聲源的方向。例如，聲源在右側(cè)時，距左耳稍遠(yuǎn)，聲波到達(dá)左耳所需時間就稍長。聲源與兩耳間的距離每相差1cm，傳播時間就相差0．029ms。這個時間差足以給判斷聲源的方位提供有效的信息。另外，由于頭部的屏蔽作用及距離之差會使兩耳感受到聲強的差別，因此，同樣可以判斷聲源的方位。以上這兩種判斷方法，只有聲源恰好在聽者的左方或右方時，才能確切判斷聲源的方位。如果聲源在聽者的上、下方或前、后方，就較難確定其方位。這時通過轉(zhuǎn)達(dá)頭部，以獲得較明顯的時差及聲強差，加之頭部轉(zhuǎn)過的角度可判斷其方位，在危險情況下，除了聽到警戒聲之外，如能識別出聲源的方向，往往會避免事故的發(fā)生。判斷聲源的距離主要依靠聲壓和主觀經(jīng)驗。一般在自由空間，距離每增加一倍，聲壓級將減少6Db(A)。
2)聽覺的掩蔽
當(dāng)幾種聲強不同的聲音傳到入耳時，只能聽到的聲音，而較弱的聲音就聽不到了，即弱聲被掩蓋了。一個聲音被其他聲音的干擾而聽覺發(fā)生困難，只有提高該聲音的強度才能產(chǎn)生聽覺，這種現(xiàn)象稱為聽覺的掩蔽。被掩蔽聲音的聽閾提高的現(xiàn)象，稱為掩蔽效應(yīng)。
人的感覺反應(yīng) 人們在操縱機械或觀察識別事物時，從開始操縱、觀察、識別到采取動作，存在一個感知時間過程，即存在一段反應(yīng)時間。
1)反應(yīng)時間
反應(yīng)時間是指人從機器或外界獲得信息，經(jīng)過大腦加工分析發(fā)出指令到運動器官開始執(zhí)行動作所需的時間。反應(yīng)時間是從包括感覺反應(yīng)時間(從信息開始刺激到感覺器官有感覺所用時間)到開始動作所用時間(信息加工、決策、發(fā)令開始執(zhí)行所用時間)的總和?？荚囌搲?BR> 由于人的生理心理因素的限制，人對刺激的反應(yīng)速度是有限的。一般條件下，反應(yīng)時間約為0．1～0．5s。對于復(fù)雜的選擇性反應(yīng)時間達(dá)l～3s，要進行復(fù)雜判斷和認(rèn)識的反應(yīng)時間平均達(dá)3～5s，具體的帶有判別的反應(yīng)時間t可用下式求得：
t=klog2(n+1) (4—1)
式中，k為常數(shù)；n為等概率出現(xiàn)的選擇對象數(shù)；(n十1)是考慮判明是否出現(xiàn)刺激。為了保證安全作業(yè)，一方面在機器設(shè)計中，應(yīng)使操縱速度低于人的反應(yīng)速度。另一方面應(yīng)設(shè)法提高人的反應(yīng)速度。
2)減少反應(yīng)時間的途徑
—般來說，機器設(shè)備的情況、信息的強弱和信息狀況等外界條件是影響反映時間的重要因素；而機器的外觀造型和操縱機構(gòu)是否適宜于人的操作要求，以及操作者的生物力學(xué)特性等，則是直接影響動作時間的重要因素。
(1)合理地選擇感知類型。比較各類感覺的反應(yīng)時間，發(fā)現(xiàn)聽覺和知覺反應(yīng)時間最短，約0．1～0．2s，其次是觸覺和視覺。所以在設(shè)計各類機器時，應(yīng)根據(jù)操縱控制情況，合理選擇感覺通道，盡量選用反應(yīng)時間短的通道去控制和調(diào)節(jié)機器。
(2)適應(yīng)人的生理心理要求，按人機工程學(xué)原則設(shè)計機器。
(3)操作者操作技術(shù)的熟練程度直接影響反應(yīng)速度，應(yīng)通過訓(xùn)練來提高入的反應(yīng)速度。