安全人机工程学
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
5、听觉特性 （1）人耳构造和听觉过程（见图3-8，图3-9） 将声能有骨膜经放大传达到相当于鼓膜面积1/20 的卵圆窗，继而传给前庭阶的液。传到前庭的每 一个振动，都使一定量的液体从前庭向耳蜗的前 庭阶移动，并使听细胞受到刺激，转化成神经脉 冲，经听神经传给大脑，这就是听觉过程。 （2）听觉特征 可听范围 （见图3-10） 能感觉到的频率范围16-20000Hz，最佳2020000Hz，但随着年龄的增长，频率感受的上限逐 年连续降低。
表3－4
听觉 触觉
反应时间随感觉通道的变化
味觉
视觉 嗅觉 咸味 甜味 0.446 酸味 0.523 苦味 1.082
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
T （秒 ）
0.115 ～ 0.182
0.117 ～ 0.201
0.188 ～ 0.206
0.200 ～ 0.370
0.308
表3－5
动作部位 握取 手 旋转 脚
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图3－6 学 ︵ 第 三 章 ︶
图3－7a 几种常见视觉错误
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图 3- 7 b
一系列视错觉图
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图
3-7c
视 错 觉 图
二、人的反应时间
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
1、定义 2、影响反应时间的影响因素
随感觉通道不同而不同 （见表3-4） 与运动器官有关 （见表3-5） 与刺激性质有关 （见表3-6） 随执行器官不同而不同（见表3-7） 与刺激数目的关系 （见表3-8） 与颜色的配合有关（见表3-9） 与年龄有关（见表3-10） 与训练有关
视觉 听觉 嗅觉 味觉 皮肤 感觉 深部 感觉 平衡感 觉
感觉 器官
眼 耳 鼻 舌 皮肤及 皮下 组织 肌体 神经 及关节 前庭 器官
适宜刺激 光 声 挥发和飞 散的物质
鉴别 报警、 联络 报警、 鉴别 鉴别 报警
被唾液溶 解的物质
物理或化学物 质对皮肤作用 物质对肌 体的作用 运动和位 置变化
表3－2
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
5、听觉特性 （2）听觉特征 方向敏感度 根据声音到达两耳的时间先后和响度差别 可判定声源的方向。频率越高，响应对于 方向的依赖程度越大。 掩蔽效应 一个声音被另一个声音所掩盖的现象称为 掩蔽。一个声音的听阈因另一个声音的掩 蔽作用而提高的效应称为掩蔽效应。
精细工作
安装收音机、 电视机 印刷机、钻井机、 机床旁工作 包装、粗磨 黑板、开汽车
25～35（多 为30～32）
40～60
中等粗活 粗 远 活 看
50以下 50～150 150以上
至80 30～250 250以上
坐着或站着 多为站着 坐着或站着
（3）常见的几种视觉现象
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图2
人的神经系统结构
2、感觉的基本特征
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
感觉可以说是一切知识源泉，是人们认 识世界获得信息的门户，也是各种复杂 的高级心理过程（如记忆、思维、想象、 情感）的基础。在生产过程中，培养和 发挥大家的感知能力，对减少和防止事 故的发生具有十分重要的意义。 感受器是指分布在体表或各种组织内部 的能够感受机体内外变化的一种组织或 器官。感觉器官是机体内的感受器，如 视觉器官、听觉器官、前庭器官等。
第一节 人的生理特性
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶ 一、人的感知特性
1、人的感知反应过程 人机系统 （见图3-1） 人的神经系统结构（见图2） 感觉和知觉合称感知。感觉反映的是客观 事物的个别属性，知觉反映的是客观事物 的整体属性。感觉是知觉的基础，没有感 觉，也就不可能有知觉。对事物的个别属 性的反映的感觉越丰富，对事物的整体反 应的知觉就越完整、越正确。
2、感觉的基本特征 安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
人的各种感受器都有一定的感受性和感觉阈限。 （表3-1） 从人的感觉阈限来看，刺激本身必须达到一定强度才 能对感受器官发生作用。（表3-2） 一种感受器官只能接受一种刺激和识别某一种特征， 眼睛只接受光刺激，耳朵只接受声刺激。人的感觉印 象80%来自眼睛，14%来自耳朵，6%来自其他器官。 同时有多种视觉信息或多种听觉信息，或视觉与听觉 信息同时输入时，人们往往倾向于注意一个而忽视其 它信息，如果同时输入的是两个强度相同的听觉信息， 则对要听的那个信息的辨别能力将下降50%，并且只 能辨别最先输入的或是强度校大的信息。 感觉器官经过连续刺激一段时间后，敏感性会降低， 产生适应现象。
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
5、听觉特性 （2）听觉特征 可听声音的强度（见图3-11） 听阈指在某频率下，仍能够听到的该纯音的最小声级的分 贝数，也称听力。 图3-11表明： ①在800-1500Hz这段频率范围内，听阈无明显变化； ②低于800Hz，可听响度随着频率的降低而明显减小； ③在3000-4000Hz之间达到最大的听觉灵敏度，在该频率 范围内灵敏度高达标准指的10倍； ④超过6000Hz灵敏度继续下降，大约在17000Hz，减至标 准值得1/10； ⑤除了200-5000Hz之间有一段谷值外，开始感觉疼痛的极 限声强几乎与频率无关； ⑥在1000Hz时平均听阈值为10-12（Wm-2）。
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
4、人的视觉及其特性 （2）视觉的基本参数 波长和强度效应 视角（见图3-3） 视角是确定被观测物尺寸范围的两端光线射入眼球 的相交角度，视角的大小与观察距离及被观测物体 上两端点直线距离有关。 视力 视敏度是能够辨出视野中空间距离非常小的两个物 体的能力，医学上视敏度即为视力。 视野（见图3-4，图3-5 ） 视野（静视野）是指当头部和眼球固定不动时所能 看到的正前方空间范围，眼球自由转动（动视野） 视距（见表3-3） 视距是指人在操作系统中正常的观察距离。 色觉
（4）视觉运动规律
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
眼睛的水平运动比垂直运动快，即先看到水平方向的 东西，后看到垂直方向的东西。 视线运动的顺序习惯于从左到右，从上至下，顺时针 进行。 对物体尺寸和比例的估计，水平方向比垂直方向准确、 迅速、且不易疲劳。 当眼睛偏离视中心时，在偏离距离相同的情况下，观 察率优先的顺序是左上、右上、左下、右下。 两眼的运动总是协调的、同步的，在正常情况下不可 能一只眼睛转动而另一只眼睛不动；在操作中一般不 需要一只眼睛视物，而另一只眼睛不视物。 人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受。 颜色对比与人眼辨色能力有一定关系。当人们从远处 辨认前方的多种不同颜色时，其易于辨认的顺序是红、 绿、黄、白。当两种颜色相配在一起时，易于辨认的 顺序是：黄底黑字，黑底白字，蓝底白字，白底黑字 等。
暗适应与亮适应 （见图3-6） 在黑暗中视觉感受性逐渐提高的过程叫暗适 应；对光适应的过程叫亮适应。 亮暗的频繁变化，眼睛不能很快适应，不仅 增加了眼睛的疲劳而且观察和判断容易失误， 从而导致事故的发生。 对比感度 人眼刚刚能辨别到物体时，背景与物体之间 的最小亮度差称为临界亮度差，其与背景亮度 之比成为临界对比。临界对比的倒数称为对比 感度。 视错觉 （见图3-7a，图3-7b，图3-7c ） 人观察外界物体形象和图形所得的印象与实 际形状和图形不一致的现象。
前进
表3－1
刺激及感觉反应
识别特征 形状、大小、位置、 远近、色彩、明暗、 运动方向等 声音的高低、 强弱、方向和远近 辣气、香气、臭气 甜酸、苦辣、咸等 触觉、痛觉、 温度觉、压觉 撞击、重力、姿势等 旋转运动、直线 运动和摆动等 调整 作 用
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
感觉 种类
（2.2－5.7）×10-8J 1×102J/m2
9．13×10-6kg·J/m2· s
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
3、知觉的基本特征 人的知觉一般分为空间知觉，时间知 觉，运动知觉与社会知觉等，它们有 如下共同特征： 知觉的整体性 （见图3） 知觉的理解性 （见图4） 知觉的恒常性 知觉的选择性 （见图5）
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图3
知觉的整体性
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图4
知觉的理解性
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图5
人头托盘双关图
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
4、人的视觉及其特性 （1）人眼的构造 视觉是由眼、视神经和视觉中枢共 同完成，眼是视觉的感受器官。 眼球的基本结构（见图6） 眼球的水平解剖图 （见图3-2） 来自物体的光线通过角膜、玻璃体、 瞳孔、晶体、聚焦在视网膜的中央窝。 视网膜的锥体细胞及杆体细胞接受光 刺激，转换为神经冲动，经由视神经 传导到各视觉中枢。
人体主要感觉阈值
感 觉 阈 上 限
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
感觉
下
限
视觉 听觉 嗅觉 味觉 触觉 温度觉 振动觉
（2.2～5.7）×10-17J 1×10-12J/m2 2×10-7kg/m3 4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度) 2.6×10-9J 6.28×10-9kg · 2· J/m s 振幅2.5×10-4mm
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
图3－8 人耳的构造
安 全 人 机 工 程 学 ︵ 第 三 章 ︶
