Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Характеристики порогів чутливості різних аналізаторів






Аналізатор     Абсолютний пopiг Диференціальний пopiг Ступінь використання у технічних системах    
Один. вимір. приблизна величина Один. вимір. приблизна величина
Зоровий лк 4∙ 10 9 –10-3 лк, 0, 01; 0, 6 – 1, 5 90, 0
Слуховий дин/см2 0, 0002 ДБ 0, 3 – 0, 7 1, 0
Тактильний мг/мм2 3 – 300 мг/мм2 0, 07 0, 5
Смаковий мг/л 10 – 10 000 мг/л 0, 2
Нюховий мг/л 0, 001 – 1 мг/л 0, 16 – 0, 50
Кінестетичний кг кг 0, 02-0, 09
Вестибюлярний м/с2 0, 1 – 0, 12
Темпера­турний 0С 0, 2 – 0, 4 0С 0, 03 – 0, 09

 


чутливості
даного аналізатора, а максимальна — верхнім аб­солютним порогом чутливості. Подальше зростання сили подразника викликає вже больову реакцію.

Величина, обернено пропорційна нижньому абсолют­ному порогові, характеризує абсолютну чутливість аналі­затора Е:

порогова величина аналізатора.

Сам процес чуттєвого пізнання сигналу можна поділити на чотири етапи:

- подразнення як фізичний процес;

- збудження як фізіологічний процес;

- суб'єктивне відчуття стимулу як психологічний процес;

- судження про стимул як логічний процес.

Знаходження стимулу відбувається внаслідок перетво­рення процесу збудження у процес відчуття та його усвідом­лення. Для того, щоб стимул викликав процес його відчут­тя, необхідно створити такий рівень фізичного подразнення рецептора, за якого фізіологічне збудження аналізатора пе­ревищуватиме його внутрішні біологічні шуми.

За допомогою аналізаторів людина може не тільки відчу­вати той чи той сигнал, а й розрізняти його за інтенсивні­стю. Для цього вводиться поняття диференціального порога, який характеризується мінімальними відмінностями відчут­тів при відображенні інтенсивності двох подразників. Для окремих відчуттів диференціальні пороги чутливості зали­шаються більш або менш незмінними щодо значення пер­винного подразника:

де I— вихідна сила подразника, ∆ I— диференціальний поріг.

Коефіцієнт пропорційності К для зорового аналізатора становить 0, 01, слухового — 0, 1, тактильного — 0, 3.

На базі цих закономірностей був запропонований основ­ний психофізіологічний закон Вебера—Фехнера, за яким інтенсивність відчуття прямо пропорційна логарифмові сили подразника:

де Е — інтенсивність відчуття, К — сила подразника, к та с — константи.

Слід зауважити, що цей закон діє в межах середнього діапазону чутливості аналізатора і не враховує вплив стану людини на його чутливість.

Пізніше був запропонований інший опис характеру зв'яз­ків між інтенсивністю відчуття та силою подразника, а саме ступеневий зв'язок — закон С. Стівенсона [70; 100].

Поняття диференціального порога має велике значення у психофізиці та експериментальній психології, але є недостат­нім для інженерної психології. Диференціальний поріг харак­теризує граничні можливості аналізатора і тому не може бути використаний у процесі визначення алфавіту сигналів. Для цього використовують не мінімальну, а оптимальну величи­ну розрізнення сигналів. Така величина дістала назву опера­тивного порога, тобто це мінімальна розбіжність сигналів, за якої швидкість і точність розрізнення є максимальними.

Дослідженнями, проведеними під керівництвом М. А. Дмитрієвої, було доведено, що ця величина більша за диферен­ціальний поріг у 10—15 разів [34].

Крім порогів, пов'язаних з енергетичними характерис­тиками аналізаторів, у інженерній психології застосовують­ся просторові й часові пороги, які теж можуть бути абсо­лютними, диференціальними і оперативними.

 

Схема 4

 

Так, розгля­даючи залежність у часі, В. Валтер запропонував динаміч­ний поріг диференціальної чутливості:


де ∆ S— статичний поріг, VO — порогова швидкість зміни ін­тенсивності подразника, Vi швидкість зміни інтенсивності подразника в даних умовах.

За великої швидкості — V. —», д/) = д5, тобто дина­мічний поріг дорівнює статистичному.

Адаптивність визначається можливостями зміни чутли­вості аналізатора при змінах умов його роботи. У процесі адаптації змінюються енергетичні, часові та просторові по­роги за рахунок того, що аналізатор є системою, яка само-налаштовується.

Вибірковість аналізатора виявляється у виборі певних подразників з усіх, що діють на той момент. Завдяки цьому є можливість формування адекватних відчуттів, що забезпе­чують досить високу стійкість до перешкод

Розглянувши характеристики аналізатора (див. табл. 2), можна скласти загальні вимоги до сигналів-подразників, які надходять до оператора:

- інтенсивність сигналу не має перевищувати меж середнього діапазону чутливості аналізатора;

- різниця між сигналами повинна бути більшою від оперативного порога чутливості за інтенсивністю, часом і про­стором;

- найважливіші сигнали не можуть виходити за зони сенсорного поля з найбільшою чутливістю;

- при проектуванні інформаційних моделей або окремих інди­каторів необхідно правильно обирати вид сигналу і, відповідно, модальність аналізатора (зорового, слухового, тактильного) різних властивостей та діапазону використання.

 

3.1.2. Характеристика зорового аналізатора

Найбільша кількість інформації (близько 90 %) передається через зоровий аналізатор, адекватними

подразниками для якого є світлова енергія, а рецептором — око. Зір дає змогу сприймати форму, яскравість, колір і рух об'єктів. Можливості зорового аналізатора визначаються його енергетичними, просторовими, часовими та інформа­ційними характеристиками (схема 4).

Енергетичні характеристики зорового аналізатора виз­начаються інтенсивністю сигналів, або яскравістю. Світло­вий потік, що падає на око людини, породжує певні зо­рові відчуття. Об'єкт краще виглядатиме або сприймати­меться, якщо він випромінюватиме певну кількість світла, тобто матиме певну яскравість, яка визначається за фор­мулою

де І— потужність світла, тобто світловий потік на одиницю тілесного кута, S— площа освітленої поверхні, а — кут зору, під яким розглядається ця поверхня.

Сама яскравість об'єкта визначає величину нервових ім­пульсів, що виникають на сітківці ока.

Яскравість об'єкта можна визначити за формулою

де Ввип— яскравість випромінювання самого об'єкта, Ввід яскравість відображення об'єктом зовнішнього світла.

Яскравість випромінювання визначається потужністю та світловіддачею самого об'єкта.

Яскравість відображення об'єктом певного світлового потоку залежить від кольору та розташування поверхні об'єкта відносно ока людини

де Е — освітленість поверхні, лк; р — коефіцієнт кольоро­вого відображення поверхні.

Діапазон чутливості зорового аналізатора значний — від 106до 106 кд/м2 (рис. 4).

Контрастність між об'єктом і фоном теж зумовлює ефективність приймання інформації оператором. Розрізня­ють два види контрасту: прямий і зворотний. Кількісно коефіцієнт контрастності вираховується за такими форму­лами:

 

де Вф — яскравість фону, Воб — яскравість об'єкта.

Рис. 4

Яскравість різних об’эктів

 

Оптимальна величина коефіцієнта контрастності знахо­диться в межах 0, 60...0, 95.

Робота в прямому контрасті більш сприятлива, ніж у зво­ротному.

Але для забезпечення нормальної роботи оператора не­обхідно знати, як цей контраст сприймається в конкрет­них умовах. Для цього вводиться поняття порогового контрасту:


 

де dВпор порогова різниця яскравості, тобто мінімальна різ­ниця яскравості між об'єктом і фоном, яка відчувається оком.

Величина Кпор визначається диференціальним порогом. Нагадаємо, що для оперативного порога величина повинна бути в 10...15 разів більша за диференціальний поріг, тобто коефіцієнт контрасту Кир чи Кт повинен бути в 10... 15 разів більшим за диференціальний поріг.

 

 

Рис. 5

Залежність порогової контрастності від яскравості й кутових розмірів об'єкта

До того ж величина порогового контрасту залежить від яскравості та розмірів об'єкта (кутові величини — а). Ха­рактер цих співвідношень зображений на рис. 5.

Аналіз наведених на рис. 5 даних свідчить, що об'єкти великих розмірів добре сприймаються і за менших кон­трастів.


Значний вплив на ефективність сприймання інформації має характер зовнішнього освітлення. Цей вплив буде іншим при роботі оператора з інформацією, що подається у прямому чи зворотному контрасті. Збільшення освітлен­ня за прямого контрасту поліпшує умови сприймання інформації, оскільки яскравість фону зростає більше, ніж яскравість об'єкта, а за зворотного контрасту — навпаки. Величина порогового контрасту залежить і від часу експо­зиції інформації. При необмеженій експозиції користують­ся графіками, що наведені на рис. 5, а за обмеженого часу експозиції величина порогового контрасту визначається формулою

 

де Кпор — величина порогового контрасту при необмежено­му часі експозиції, te — час експозиції, tp – час реакції людини.

Засліплююча яскравість. Оператор сприймає інформацію різної інтенсивності, однак сигнали значної яскравості мо­жуть спричинити осліплення.


Засліплююча яскравість визначається розміром освітле­ної поверхні, яскравістю сигналу, а також рівнем адаптації ока:

 

де w — тілесний кут, під яким оператор бачить освітлену поверхню (в стерадіанах).

Значення засліплюючої яскравості при різних рівнях адаптації наведені в таблиці 3.

Прийнятними вважаються перепади яскравостей у ме­жах 1/Ю...1/30.

Таким чином, для створення нормальних умов зорового сприймання інформації необхідно забезпечити певну яск­равість і контрастність сигналів, а також рівномірність роз­поділу яскравостей у полі зору оператора.

Таблиця 3






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.