2.聽覺
2.聽覺
聽覺的功能有分辨聲音的高低和強(qiáng)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(duì)閾限。聽覺的絕對(duì)閾限是人的聽覺系統(tǒng)感受到最弱聲音和痛覺聲音的強(qiáng)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(shí)間對(duì)聽覺閾值有重要的影響，一般識(shí)別聲音所需要的最短持續(xù)時(shí)間為20～50 ms。
聽覺的絕對(duì)閾限包括頻率閾限、聲壓閾限和聲強(qiáng)閾限。聲強(qiáng)是指在垂直于聲波傳播方向上，單位時(shí)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(qiáng)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(qiáng)度聲音的能力。辨別閾限是指聽覺系統(tǒng)能分辨出兩個(gè)聲音的最小差異。辨別閾限與聲音的頻率和強(qiáng)度都有關(guān)系。入耳對(duì)頻率的感覺最靈敏，常常能感覺出頻率微小的變化，而對(duì)強(qiáng)度的感覺次之，不如對(duì)頻率的感覺靈敏。不過二者都是在低頻、低強(qiáng)度時(shí)，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(qiáng)度和時(shí)間先后之差可以判斷聲源的方向。例如，聲源在右側(cè)時(shí)，距左耳稍遠(yuǎn)，聲波到達(dá)左耳所需時(shí)間就稍長。聲源與兩耳間的距離每相差1cm，傳播時(shí)間就相差0．029ms。這個(gè)時(shí)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(huì)使兩耳感受到聲強(qiáng)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(shí)，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(shí)通過轉(zhuǎn)達(dá)頭部，以獲得較明顯的時(shí)差及聲強(qiáng)差，加之頭部轉(zhuǎn)過的角度可判斷其方位，在危險(xiǎn)情況下，除了聽到警戒聲之外，如能識(shí)別出聲源的方向，往往會(huì)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(yàn)。一般在自由空間，距離每增加一倍，聲壓級(jí)將減少6Db(A)。
2)聽覺的掩蔽
當(dāng)幾種聲強(qiáng)不同的聲音傳到入耳時(shí)，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(gè)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(qiáng)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?cè)诓倏v機(jī)械或觀察識(shí)別事物時(shí)，從開始操縱、觀察、識(shí)別到采取動(dòng)作，存在一個(gè)感知時(shí)間過程，即存在一段反應(yīng)時(shí)間。
1)反應(yīng)時(shí)間
反應(yīng)時(shí)間是指人從機(jī)器或外界獲得信息，經(jīng)過大腦加工分析發(fā)出指令到運(yùn)動(dòng)器官開始執(zhí)行動(dòng)作所需的時(shí)間。反應(yīng)時(shí)間是從包括感覺反應(yīng)時(shí)間(從信息開始刺激到感覺器官有感覺所用時(shí)間)到開始動(dòng)作所用時(shí)間(信息加工、決策、發(fā)令開始執(zhí)行所用時(shí)間)的總和。考試論壇
由于人的生理心理因素的限制，人對(duì)刺激的反應(yīng)速度是有限的。一般條件下，反應(yīng)時(shí)間約為0．1～0．5s。對(duì)于復(fù)雜的選擇性反應(yīng)時(shí)間達(dá)l～3s，要進(jìn)行復(fù)雜判斷和認(rèn)識(shí)的反應(yīng)時(shí)間平均達(dá)3～5s，具體的帶有判別的反應(yīng)時(shí)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(duì)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(jī)器設(shè)計(jì)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(shí)間的途徑
—般來說，機(jī)器設(shè)備的情況、信息的強(qiáng)弱和信息狀況等外界條件是影響反映時(shí)間的重要因素；而機(jī)器的外觀造型和操縱機(jī)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(dòng)作時(shí)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(shí)間，發(fā)現(xiàn)聽覺和知覺反應(yīng)時(shí)間最短，約0．1～0．2s，其次是觸覺和視覺。所以在設(shè)計(jì)各類機(jī)器時(shí)，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(shí)間短的通道去控制和調(diào)節(jié)機(jī)器。
(2)適應(yīng)人的生理心理要求，按人機(jī)工程學(xué)原則設(shè)計(jì)機(jī)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(qiáng)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(duì)閾限。聽覺的絕對(duì)閾限是人的聽覺系統(tǒng)感受到最弱聲音和痛覺聲音的強(qiáng)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(shí)間對(duì)聽覺閾值有重要的影響，一般識(shí)別聲音所需要的最短持續(xù)時(shí)間為20～50 ms。
聽覺的絕對(duì)閾限包括頻率閾限、聲壓閾限和聲強(qiáng)閾限。聲強(qiáng)是指在垂直于聲波傳播方向上，單位時(shí)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(qiáng)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(qiáng)度聲音的能力。辨別閾限是指聽覺系統(tǒng)能分辨出兩個(gè)聲音的最小差異。辨別閾限與聲音的頻率和強(qiáng)度都有關(guān)系。入耳對(duì)頻率的感覺最靈敏，常常能感覺出頻率微小的變化，而對(duì)強(qiáng)度的感覺次之，不如對(duì)頻率的感覺靈敏。不過二者都是在低頻、低強(qiáng)度時(shí)，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(qiáng)度和時(shí)間先后之差可以判斷聲源的方向。例如，聲源在右側(cè)時(shí)，距左耳稍遠(yuǎn)，聲波到達(dá)左耳所需時(shí)間就稍長。聲源與兩耳間的距離每相差1cm，傳播時(shí)間就相差0．029ms。這個(gè)時(shí)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(huì)使兩耳感受到聲強(qiáng)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(shí)，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(shí)通過轉(zhuǎn)達(dá)頭部，以獲得較明顯的時(shí)差及聲強(qiáng)差，加之頭部轉(zhuǎn)過的角度可判斷其方位，在危險(xiǎn)情況下，除了聽到警戒聲之外，如能識(shí)別出聲源的方向，往往會(huì)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(yàn)。一般在自由空間，距離每增加一倍，聲壓級(jí)將減少6Db(A)。
2)聽覺的掩蔽
當(dāng)幾種聲強(qiáng)不同的聲音傳到入耳時(shí)，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(gè)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(qiáng)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?cè)诓倏v機(jī)械或觀察識(shí)別事物時(shí)，從開始操縱、觀察、識(shí)別到采取動(dòng)作，存在一個(gè)感知時(shí)間過程，即存在一段反應(yīng)時(shí)間。
1)反應(yīng)時(shí)間
反應(yīng)時(shí)間是指人從機(jī)器或外界獲得信息，經(jīng)過大腦加工分析發(fā)出指令到運(yùn)動(dòng)器官開始執(zhí)行動(dòng)作所需的時(shí)間。反應(yīng)時(shí)間是從包括感覺反應(yīng)時(shí)間(從信息開始刺激到感覺器官有感覺所用時(shí)間)到開始動(dòng)作所用時(shí)間(信息加工、決策、發(fā)令開始執(zhí)行所用時(shí)間)的總和。考試論壇
由于人的生理心理因素的限制，人對(duì)刺激的反應(yīng)速度是有限的。一般條件下，反應(yīng)時(shí)間約為0．1～0．5s。對(duì)于復(fù)雜的選擇性反應(yīng)時(shí)間達(dá)l～3s，要進(jìn)行復(fù)雜判斷和認(rèn)識(shí)的反應(yīng)時(shí)間平均達(dá)3～5s，具體的帶有判別的反應(yīng)時(shí)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(duì)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(jī)器設(shè)計(jì)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(shí)間的途徑
—般來說，機(jī)器設(shè)備的情況、信息的強(qiáng)弱和信息狀況等外界條件是影響反映時(shí)間的重要因素；而機(jī)器的外觀造型和操縱機(jī)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(dòng)作時(shí)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(shí)間，發(fā)現(xiàn)聽覺和知覺反應(yīng)時(shí)間最短，約0．1～0．2s，其次是觸覺和視覺。所以在設(shè)計(jì)各類機(jī)器時(shí)，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(shí)間短的通道去控制和調(diào)節(jié)機(jī)器。
(2)適應(yīng)人的生理心理要求，按人機(jī)工程學(xué)原則設(shè)計(jì)機(jī)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。