现行人因工程试验201109给学生

1、武汉科技大学机械自动化学院工业工程专业人因工程课程实验指导书专业班级： 姓 名： 学 号： 目 录实验1 微气候环境测定与分析实验1实验2 噪声环境测定与分析实验4实验3 视觉反应时测试11实验4 双手协调能力测试17 实验1 微气候环境测定与分析实验准备知识人体的感觉受气温、温度和风速等多种因素综合影响。在温度高、湿度大、风速小时，三个要素的散热作用都很弱，体内热量散失不出去，就会感到闷热不舒服。相反，当气温低、湿度小、风速大时，三者的散热条件都很强,人体就会散热过多，容易引起感冒或其它疾病。因此，创造适宜的气候条件，建立良好的工作环境，对保证工人的身体健康和提高劳动生产率有重要意义。实验目

2、的（1）通过实验使学生掌握微气候环境的测定与评价方法，能对其进行正确评价，找出不良条件及影响因素，对其进行改善；（2）掌握微气候环境对人体的影响及相互关系；（3）通过改变微气候环境环境条件，掌握微气候环境对人工作效率的影响；（4）掌握微气候环境测定仪器的原理及使用方法。实验仪器温度计、通风干湿表、热球式电风速仪、秒表、空调、风扇1.温度测定空气温度是影响气候条件的重要因素，气温过高或气温过低对人体都有不良的影响。空气温度可采用普通温度计直读，也可用半导体温度计测定。当采用半导体温度计测定时，首先选好适当的量程，再将开关指向“满”，调至满量程，然后将开关指向“测”，待稳定后读数既为测点温度。测后

3、将开关转到关，切断电源。测试时，在被测地取多点分别进行测试，每点测3次，求其均值。2.相对湿度测定 空气湿度是指空气中所含水蒸汽而言，其表示方法有： 绝对湿度-指一定温度下每立方米空气中所含水蒸汽的克数。相对湿度-指一定温度、气压条件下空气的水气压强与相同温度、气压条件下饱和水气压强的百分比。 本实验采用通风干湿表测相对湿度，通风干湿表由两支相同的水银温度计和一个通风器组成。水银温度计中，一支为干球温度计，另一支为湿球温度计（温度计水银球外包棉纱）为了避免和防止热辐射的影响，温度表球部外面罩双层的保护管。测试时将通风罩上紧发条，湿球温度计棉纱润湿。湿球温度与温度计湿球表面水分蒸发速度有关，而蒸

4、发速度又与相对湿度、温度、风速有关。在一定风速条件下，干、湿温度差即反应了相对湿度的大小。 实验时，首先将通风干湿表悬挂好，并将湿球纱布包好，用水润湿，再将通风器发条上紧，待其转动4分钟后进行读数，根据干、湿温度计的读数差值和湿球温度计读数，可在表中查出，相对湿度。然后，按规定的测定点，分别按1.5米高度测各点相对湿度。每点测3次,后求均值。3.风速测定 本实验用热球式电风速仪测定室内风速，该仪器由测头和测试仪表两部分组成。 使用时，先将开关扭至“满度”,调“满度”旋钮使表针指在满度位置。再将开关扭至“零位”，将测头封闭并竖举调“零位”旋钮，使表针指零。然后抽出测头放在测定位置，以红点方向迎向

5、风流，此时表头读数查校正曲线后即为实际风速。 实验时按规定的测定点，分别测各点风速。每点测3次，求出均值。实验步骤（1）将室内分为4个区域，取对角线的交点作为测定点，同时选择8名同学进行测定，作好准备；一组同学分散在不同位置准备进行手电筒装配，每个装配者配备一个时间测定及记录人员。（2）不启动空调和风扇，测定各点温度、湿度；记录同学完成单个产品装配时间；（3）在室内放6桶水，用于调节室内湿度；（4）打开空调，将温度调节到200C，测定温度、湿度和风速，持续一段时间后，测定手电筒装配作业同学的作业时间，询问其感受。（5）利用空调将温度调整到220C，240C，260C，280C，分别测定各温度、

6、湿度和风速。记录手电筒装配作业的时间，询问其感受。（6）在利用空调将温度调整到220C，240C，260C，280C，情况下，分别打开风扇，将风扇风力调整为强风、中风、弱风三种状态，分别测定各温度、湿度和风速。记录手电筒装配作业的时间，询问其感受。（7）关闭仪器，进行数据处理。实验结果被试者实验方式正确次数错误次数Q值思考题1.微气候环境评价方法及适用条件。2.如何改进微气候环境，应注意什么？3.微气候环境是如何影响作业效率的？哪个因素影响大？实验2 噪声环境测定与分析实验准备知识噪声常指一切对人们工作和生活有妨碍的声音。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

7、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。噪声对人的心理及作业效率有重要影响。因此应重视环境噪声评价与改善工作。实验目的通过本实验使学生学会使用测量噪声的仪器，掌握测定机器和工作环境噪声的方法，并能对复合噪声源进行频谱分析，研究噪声环境对作业效率及人的烦恼度的影响。实验内容1.噪声的声压级测定。包括：机器噪声的测定；环境噪声的测定。2.噪声的频谱分析。3.复合噪声源总响度指数计算。4.设定不同频率及声强的噪声环境，研究噪声对人的作业效率及人的烦恼度的影响。实验仪器1.实验仪器声级计、倍频程滤波器、秒表、卷尺、风速表、温度计。2.声级计（ND2型）的

8、工作原理及使用方法 （1）ND2型精密声级计工作原理。工作原理示意图如图1所示。图1 仪器的方框图 ND2型精密声级计是由精密声级计和倍频程滤波器两大部分组成的组合仪器。精密声级计用于测量声音的声压级和声级。倍频程滤波器配合声级计对声音进行频谱分析。精密声级计又由电容传声器、输入级、输入衰减器、输入放大器、计权网络、输出衰减器、输出放大器、检波电路和电表等环节构成。电容传声器是声电变换器。结构示意图如图2所示。金属膜片与后极板组成空气介质电容器，当200V直流电压加到后极板上时，电容器充电并建立极化电压。在声压P(f)作用下，膜片将产生与外界声波信号一致的振动，于是在负荷电阻月上产生一个交变的

9、电压输出加于输入级。输入级实际上是一个阻抗变换器，使高内阻抗的电容传声器与后级放大器匹配。 图2电容传声器简图 衰减器是为了衰减较大的输入信号。放大器是为了放大微弱的输入信号，使电表指针获得适当的偏转。为了插入倍频程滤波器或计权网络，衰减器和放大器分成两级：输入衰减器、输入放大器和输出衰减器、输出放大器。输入衰减器由黑色旋纽控制量程为70130dB，以l0dB分档。输入放大器的放大量可由面板上标记“V”的电位器用一字旋具调节，调节范围为 “-10+3dB”，以适应不同灵敏度的传声器的校准。计权网络用于模拟人耳的感觉特性。当计权网络开关板到“线性”时，声级计是线性频率响应，测得声压级。当扳到A、

10、B、C位置时，“计权网络”插入输入放大器和输出放大器之间，可以测得相应的声级(也称计权声压级)。当扳到“滤波器”位置时，是倍频程滤波器插在输入放大器和输出放大器之间，再转动倍频程滤波器的选择开关，即可进行声音的频谱分析。如需外接滤波器，只要将二芯插头插入“外接输入”和“外接输出”插孔，内置倍频程滤波器会自动断开，外接滤波器仍接在输入输出放大器之间。输出衰减器由面板上透明旋纽控制，量程为3070dB，以10dB分档。为提高信噪比，应尽量将旋纽按顺时针方向旋到底。输出放大器还可由面板上“放大器输入”插孔输入交流信号，供记录仪、示波器等测量使用。当电表满度时，输出电压为4V有效值。输入、输出衰减器装

11、在套轴开关上，透明旋纽上两条红线间所指量程包括两个衰减器的总衰减量。读数电表是直流电压表，以“dB”刻度，所以放大后的交流电压信号，经过近似有效值检波电路进行检波，变成直流电压信号。 （2）使用方法1)使用前的准备与校准检查电源。放入电池盒内三节1号电池，转动长六边形开关于“检查”位置(见图3所示)，30s后指示灯亮，电表指针应指示在红线范围内，表示电压正常，低于红线表示电压偏低，需要更换电池，将开关置于“快”或“慢”档，表针应指示“-10”处。然后将电容传声器旋到声级计的头部。用活塞发声器校准。首先使“计权网络开关”置于“线性”位置，输出衰减器的透明旋纽顺时针方向旋到底，使旋纽上的两条红线对

12、准面板上红线，输入衰减器的黑色旋纽上的120dB刻度对准红线，并在透明旋纽两条红线之间，开机l分钟后，表针指示“-10"，将NX6型活塞发声器套在电容传声器头上，板动活塞发声器的开关于“通”的位置，活塞发声器产生124±0.2dB声压级，电表指针应指示124dB。否则要用一字旋具调节红色“V”标记电位器。校准完毕关闭活塞发声器并取下即可进行测量。使用ND9型声级校准器校准。由于该声级校准器产生的 l000Hz频率独立于声级计权网络(A、B、C)，各计权网络在公共频率(1000Hz)点的衰减量均为零，校准器声压级为94dB，更接近于一般环境噪声水平，因此，使用ND9型声级校准

13、器校准测量仪器更为有益。校准时，声级计的“计权网络开关”可放到任何位置。但由于声级计使用自由场响应的CHll型电容传声器，则必须进行修正，即需扣除传声器罩衍射损失的0.4dB,所以声级计读数应为936dB，此时输入衰减器的黑色旋纽上的90dB刻度对准红线，其操作步骤同上。 图3声级计的外形图实验步骤1.声压级测量 （1）两手平握声级计或水平安放在三角架上，使传声器对准被测声源。 （2）将“计权网络开关”置“线性”位置，输出衰减器透明旋纽顺时针方向旋到底，调节输入衰减器的黑色旋纽，使表针偏转在010dB之间。 （3）被测声压级读数=透明旋纽两条红线间指示值。例如：量程为90dB，电表示值为+4d

14、B，则读数为90+4=94dB。又如：输入衰减器黑色旋纽处于70dB，输出衰减器透明旋纽两条红线指示50dB量程，电表示值为 -ldB，则声压级的读数应为50-1=49dB。 （4）电表阻尼根据需要选用“快”或“慢”。一般当表针摆动较大，超过4dB肘，应选用“慢”阻尼。2.声级测量 （1）将“计权网络开关"根据要求分别置于A、B、C位置，即可进行声级测量。 （2）当电表指针偏转较小时，可降低输出衰减量，而不降低输入衰减量，以免使放大器过载。 （3）声级读数。当开关置于A位置时，透明纽两条红线量程为70dB，电表示值为+6dB，则声级(A)=70+6=76dB(A)3.频谱分析将“计权

15、网络开关置“滤波器，位置，滤波器开关转到相应中心频率，便可得到在此倍频程内的声音频谱成分读数。读数同前述。例如；中心频率为31.5Hz，透明纽两条红线量程为60dB，电表示值为8dB，则读数为68dB。然后依次选择其它各中心频率，如63Hz、125Hz16kHz等，读数分别投点于倍频程频谱成分坐标上，连成一折线，便是频谱分析曲线。4.噪声对人的烦恼度及作业效率的影响研究 根据频率和噪声强度两个变量，重点改变噪声分贝值，给出10个不同声级的噪声，每个声音持续一段时间，测定被试心理感受及作业效率，绘制声音强度与效率之间关系曲线，分析噪声对作业效率及人的烦恼度的影响。 测量方法1.测量条件 在进行测

16、量过程中，要考虑测量条件不受干扰。首先要排除背景噪声的影响。背景噪声是指被测的声源停止发声后的周围环境噪声，在现场测量前应测量环境噪声,再在同一位置上测量总噪声源的声级，如果总噪声源的声级与背景噪声相差10dB以上，这时背景噪声忽略不计。如果两者相差3-9dB，应按表1对总噪声源进行修正。以求出实际声源的噪声。表1 排除背景噪声的修正值总的噪声与背景噪声之差（dB）3456910修正值3210 其次要考虑现场的反射声影响，因此在噪声测量选点是，要把传声器放在远离反射物的地方。此外还要考虑风、温度、湿度、电磁场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

17、，以人耳高度为准选择数个点。如为测量某机器的噪声和频谱，则传声器与机器的距离和机器本身的尺寸有关。传声器位置与机器尺寸大小测量关系如表2。表2 传声器位置与机器尺寸大小测量关系机器尺寸（cm）303050100大型或特大型传声器与机器表面距离（cm）3050100100500测点高度应以机器的半高度为准，但最少要求距地面0.5米高。至于工厂环境噪声测量，传声器要距地面1.21.5米，取数个点进行测量。3.声级计选择和读数方法 一般工厂噪声测量以A声级为主，同时把C声级作为参考。如为了分析噪声的成分和性质还要进行噪声的频谱测量。 读数方法,对于车间噪声测量一般使用慢档,环境噪声测量可使用快档。对

18、于恒定的或随时间变化较小的稳态噪声应以观测时间内电表指针的平均偏转读出,观测时间一般取25秒钟,对于稳定噪声的偶然变化可不考虑。4.记录数据 现场测定结束后，为了对噪声测量所得数据进行分析和比较，除认真记下噪声源的声级以及各频带的声压级外，还需详细记录所用仪器名称和型号，测试对象的型号和功率等参数，环境噪声及频谱，测点位置，测试环境（包括房间大小，室内吸声情况周围机器大体分布情况）， 见附表1、2、3。此外还要记录气象条件如风速、温度、湿度、气压等情况。实验数据记录附表1测量仪器型 号名 称校 准 方 法被测仪器型 号名 称功率转数安装方式房间概况体积（长×宽×高）吸 声

19、情 况附表2 稳 定 噪 声 记 录 表声源及测点位置声源名称声级dB(A)声源与测点距离dB(A)/m测点位置 附表3 频谱分析记录表 机器名称： 型号：测试记录测试次数声级dB倍 频 程 声 压 级A声级31.5631255001K2K4K8K16K思考题1、通过测定的频谱特性和主观感觉分析所测噪声的特点？2、分析噪声强度对作业效率的影响？3、结合本实验谈谈如何控制噪声对人的影响？实验3 视觉反应时测试从刺激呈现到反应开始之间的时间间隔叫反应时，或反应的潜伏期。它是个体差异心理学的重要研究内容。F.C.Donders曾将反应时分为3类，即简单反应时、选择反应时和辨别反应时。如果呈现的刺激只

20、有一个，要求被试者做出的反应也只有一个，并且二者都固定不变，这种条件下测得的反应时叫做简单反应时；如果可能呈现的刺激不止一个，对每个刺激都要求被试者做一个不同的反应，但哪一次出现哪个刺激被试者事先并不知道，该条件下测得的反应时称为选择反应时；如果可能呈现的刺激不止一个，但要求被试者只对其中一个刺激做一个固定的反应，而对其它刺激则不反应，此条件下测得的反应时称为辨别反应时。实验目的掌握各种反应时的测试方法，进一步认识反应时及各种反应时之间的差异。实验仪器BDII511（SHJHI）型视觉反应时测试仪（Visual Reaction Time Tester）。该仪器可进行5大类十七种反应时实验。实

21、验内容1. 刺激概率对反应时的影响这个实验使用红、绿、黄三种色光分别作为刺激，每次试验选用一种色光刺激，试验次数可按实验需要选定。实验次数设定后，仪器根据设定的组别，自动确定该组试验中“红”、“绿”、“黄”三种色光的出现次数。按“红”、“绿”、“黄”、三种色光出现概率共分四组实验，即“概率1” 、“概率2” 、“概率3” 、“概率4”。按主试面板上的“概率”键，选择对应的实验组别。回答可选用任一反应手键。每组实验完后，将自动反复显示本组实验中红、绿、黄三种色光的各自平均简单反应时及实验次数。显示屏幕中各标志位的含义如下：1红色光；2绿色光；3黄色光。2数奇偶不同排列特征对反应时的影响根据数排列

22、特征不同分成三组实验：“横和奇、偶”：数横向整齐排列组别1；“竖和奇、偶”：竖横向整齐排列组别2；“随机大小”：数随机排列组别3。按主试面板上的“数奇偶”键，选择相应组别。实验次数可按需要选定。实验用红色光刺激，刺激在显示屏两侧4×4点阵区内显示。被试者判别显示的点之和是奇数还是偶数，用反应手键回答。奇数时，按 “左”键，偶数时按“右”键。回答正确，显示屏自动显示每一次正确判断的反应时间；回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均选择反应时及错误回答次数。标志位无显示。3差大小排列特征对反应时的影响根据数排列特征不同分三组实验。“横差大小”：数横向

23、整齐排列组别1；“竖差大小”：数竖向整齐排列组别2；“随机大小”：数随机排列组别3。按主试面板的“数大小”键，选择相应组别。实验次数按需求选定。实验用红色刺激，刺激在显示屏两侧4×4点阵区内显示。被试者判别左边显示点数多还是右边显示多，用反应手键回答。如左侧多，按“左”键；右侧多，按“右”键。回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间；回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均选择反应时，及错误回答次数。标志位无显示。4信息量对反应时的影响根据刺激信息方式分三组实验。信息量1：在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形组别1。实验要求被试者只对“

24、红大正方形”反应，而对“绿大正方形”不反应。信息量2：在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形或绿“小”正方形组别2。实验要求被试者对“红大正方形或绿小正方形”反应，而对“绿正大方形或红小正方形”不反应。信息量3：在显示屏左右两边随机显示红或绿“大”正方形以及绿“小”正方形组别3。实验要求被试者反应的是“左侧呈现红色大正方形，右侧显现红色小正方形”或者“左侧呈现绿色小正方形，右侧呈现绿色大正方形”，而对于“左侧呈现红色小正方形，右侧呈现红色大正方形”或“左侧呈现绿色大正方形，右侧呈现绿色小正方形”不反应。实验测定的是辨别反应时，刺激呈现后作出辨别反应的称为正刺激，不作反应称之为负刺激。按主试面板

25、的“信息量”键，选择相应组别。实验次数可按需选定。实验用红、绿色光刺激，被试者判别是“正刺激”还是“负刺激”，如果是正刺激，回答可选用左右任一反应手键。出现负刺激不回答，两秒后自动消失。回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间。回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确回答的平均辨别反应时间及错误回答次数。5“刺激对”异同及时间间隔对反应时的影响本实验采用4对字母刺激“AA”、“Aa”、“AB”、“Ab”，根据每对两个字母呈现时间的不同可分四组实验：时距1：两个字母同时呈现组别1；时距2：两个字母呈现时间间隔为0.5秒，第一个字母呈现2秒后消失，隔0.5秒呈现

26、第二个字母组别2；时距3：两字母呈现时间间隔为1秒，第一个字母呈现2秒后消失，隔1秒呈现第二个字母组别3；时距4：两字母呈现时间间隔为2秒，第一个字母呈现2秒后消失，隔2秒呈现第二个字母组别4。按主试面板“时距”键，选择相应组别。实验次数按需求选定。实验用红色光刺激，刺激在显示屏左右两侧呈现。被试者依据呈现内容，用反应手键回答。呈现“AA”、“Aa”，按“左”键，呈现“AB”、“Ab”，按右键。回答正确，显示器自动显示每一次正确判断；回答错误，蜂鸣声响提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示正确答案的平均选择反应时间及错误回答次数。标志位无显示。实验步骤1打开电源开关，接通电源。若选配有

27、微型打印机，则需先给打印机装纸加电。2复位：按“复位”键，数码管显示全为零。每换一组实验可“复位”一次，以保证仪器正常工作。实验过程中，按“复位”键，实验将停止。3自检：用此功能检查仪器好坏。按“自检”键，仪器进入自检状态。主试面板八位数码管依次显示18，与此同时被试面板显示屏分红、绿、黄逐行显示及全屏显示。循环两遍后，仪器响蜂鸣，数码显示器自动归零。选择实验类型及组别：根据实验需要，按下主试面板实验类型选择键（“概率”、“数奇偶”、“数大小”、“信息量”、“时距”键），对应键上的灯亮。5选择实验次数：实验次数范围在10255之间任意设置。按“选次”键，次数百位数码管闪，按“”键调百位数；再按

28、“选次”键，次数十位数码管闪，按“”键调十位数；再按“选次”键，次数个位数码管闪，按“”键调个位数。6按“启动”键开始实验。在实验正式开始之前，主试必须向被试者说明实验内容与要求，反应判别方式。被试者面对显示屏，左手握“左”回答键，右手握“右”回答键，做好回答准备。实验开始后，被试者注视显示屏，按要求进行回答，在回答正确的前提下，回答越快越好。回答正确，显示器自动显示每次回答的反应时间，回答错误，蜂鸣声响提示，记录一次错误次数。实验结束蜂鸣长声响，显示该组实验结果。7打印实验结果：每组实验后，如果已经接好微型打印机，可按主试面板“打印”键，选择打印内容，打印内容1包括每组实验正确回答的平均反应时间、实验次数、错误回答次数，打印内容2除包括打印内容1外，还打印实验中每次正确回答的反应时间。内容1标志位显示“1”；内容2标志位显示“2”。选择打印内容后，按“启动”键开始打印。打印清单中字母简称的表示含义见表1。8一组实验结束后，换新的被试者，如实验内容不变，主试只需按下“启动”键，测试重新开始。如更换实验内容，请按“复位”键后，重新设定实验参数。表1 打印清单中字母含义字母简称含义字母简