第3章显示装置设计
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1、第 三 章 数 字 显 示视 觉 显 示分 类 第 一 节 仪 表 盘 设 计视 觉 显 示 特 征 1 含 有 科 技 技 术 术 语 的 信 息 2 时 间 很 长 ; 3 需 用 方 位 、 距 离 说 明 信 息 4 以 后 有 被 引 用 的 可 能 性 5 环 境 不 适 合 听 觉 传 达 6 不 需 要 急 迫 传 递 7 需 同 时 显 示 、 监 控 专 门 用 来 表 达 机 器 和 设 备 的 性 能 参 数 、 运 转 状 态 、 工 作 指 令 以 及其 它 信 息 的 装 置 一 . 仪 表 显 示 设 计刻 度 指 针 式 仪 表直 接 用 数 码 显 示用 模
2、 拟 量 显 示1 仪 表 按 认 读 指 针 运 动 式指 针 固 定 式按 功 能 读 数 用 仪 表检 查 用 仪 表警 戒 用 仪 表追 踪 用 仪 表调 节 用 仪 表2 表 盘 设 计形 状 开 窗 式圆 形 式半 圆 形 式水 平 直 线 式垂 直 直 线 式 数 字 式 显 示 仪 表 准确性 两 类 仪 表 的 特 征 比 较 大 小 直 经 为 25 100mm园 盘 的 可 读 准 确 性 , 加 大 时 增 加 , 后 来 下 降 。35 70 mm无 变 化 。视 角 根 据 操 作 者 观 察 :确 定 仪 表 的 最 佳视 角 为 2.5 5刻 度 盘 的直 径
3、( mm) 眼 球 注 视 的平 均 数 注 视 的平 均 时 间 (s) 观 察 刻 度 盘 的总 时 间 (s) 平 均 反 应时 间 (s) 错 读 率 ( 相 对回 答 总 数 %)25 2.8 0.29 0.82 0.76 644 2.6 0.26 0.72 0.72 470 2.9 0.26 0.75 0.73 12园 盘 刻 度 盘 直 径 大 小 与 认 读 速 度 和 的 准 确 性 的 关 系 ( W.J.White)刻 度 盘 最 小 直 径 与 表 记 数 量 和 视 距 的 关 系刻 度 表 记 的 数 量 在 两 种 数 据 下 刻 度 盘 的 最 小 直 径 (m
4、m)500mm( 视 距 ) 900mm ( 视 距 )38 25.4 25.450 25.4 32.570 25.4 45.5100 36.4 64.3150 54.4 98.0200 72.8 129.6300 109.0 196.0人 认 读 仪 表 的 视 敏 度 仪 表 直 径 /观 察 距 离 两 个 最 小 刻 度 标 记 之 间 的 间 隔 距 离刻 度 间 距量 表 的 划 分 仪 表 刻 度 所 指 示 的 具 体 数 值 的 划 分 每 一 个 刻 度 最 好 代 表 1, 其 次 是 2 或 5, 不 宜 代 表 3、 6、 7 大 、 小 刻 度 的 数 值 分 多
5、少 刻 度 最 小 刻 度 值3 刻 度 的 设 计 它 与 人 眼 的 分 辨 能 力 和 视 距相 关 , 仪 表 的 读 数 效 率 随 刻 度 间 距的 增 大 而 增 高 刻 度 认 读 准 确 性 和 时 间 与 刻 度 间 距 的 关 系 仪 表 刻 度 间 距 的 临 界 值 : 视 距 750mm的 条 件 下 , 间 距 1-2.5mm; 相当 于 视 角 为 10 当 观 察 的 时 间 很 短 ( 如 0.5 0.25 s), 间 距 2.3 3.8mm(a) 认 读 的 准 确 性 (b) 无 错 认 读 的 时 间10350% 1031020 刻 度 间 距 “ 以
6、 视 角 表 示 ( ) ”时 间 (s)刻 度 间 距 “ 以 视 角 表 示 ( ) ” 刻 度 标 记 或 称 为 刻 度 线 , 代 表 一 定 的 读 数 单 位 , 一 般 有 三 级1) 刻 度 标 记 的 宽 度 一 般 以 小 刻 度 标 记 作 为 基 准 ,其 宽 度 以 占 刻 度 间 距 的 1/5-1/20为 宜 3) 大 、 中 、 小 三 级 刻 度 标 记 的 比 例 为 2: 1.5:1或 1.7: 1.3: 1,最 小 的 刻 度 不 标 数 , 最 大 的 刻度 必 须 标 数2) 刻 度 标 记 的 长 度 也 是 刻 度 设 计 的 一 个 重 要
7、内容 , 小 刻 度 标 记 的 长 度 一 般 是 刻 度 间 距 的 1.5-2倍 , 刻 线 间 距 1.210-1 m /s310-2 m /s810-3m /s刻度移动速度X(认读误差均值) 2m m 3m m 4m m12 310-2 m /s1.210-1 m /s810-3m /s刻度移动速度2m m 3m m 4m m12 刻 线 间 距宽 细 刻 度 认 读 精 度 比 较 的 实 验 结 果 动 态 和 瞬 间 认 读 的 仪 表 刻 度 - 宽 线 刻 度线 速 度 提 高 (%)810-3m/s 35310-2 m/s 281.210-1 m/s 35 刻 度 表 记
8、 长 度 1) 小 刻 度 表 记 的 长 度 一 般 是 刻 度 间 距 的 1. 5 2 倍2) 大 、 中 、 小 刻 度 表 记 长 度 比 为 2 : 1.5 : 1 或 1.7 : 1.3 : 13) 刻 度 表 记 的 长 度 还 与 视 距 有 关 。视 距 (mm) 刻 度 表 记 的 长 度 ( mm)大 刻 度 标 记 中 刻 度 标 记 小 刻 度 标 记500 5.6 4.1 2.3500 900 10.2 7.1 4.3900 1800 19.8 14.2 8.6 1800 3600 39.9 28.4 17.33600 6000 66.8 47.5 28.7 刻
9、度 表 记表 记 长 度 刻 度 间 距 b1 1 2 2 3 3 5 5L 2 3 2 3 4 3 4 6 4 6 8 6 8 10L1 3 4 3 4 6 4 6 8 6 8 10 8 10 14L2 4 6 4 6 8 6 8 10 8 10 12 10 12 18刻 度 形 式 L :小 刻 度 表 记 L1:中 刻 度 表 记 L2:大 刻 度 表 记JB / GQO/08 _80刻 度 表 记 的 长 度 (mm) 刻 度 的 标 数3) 数 码 一 般 应 放 在 刻 度 标 记 的 外 侧 ;2) 指 针 运 动 式 仪 表 数 码 呈 竖 直 状1) 仪 表 面 运 动 式
10、仪 表 数 码 沿 径 布 置 4 指 针 的 设 计 原 则1) 指 针 形 状 简 洁 、 明 快 、 有 明 显 的 指 示 性 的 形 状 ;2) 指 针 的 宽 度 是 指 针 尖 , 与 刻 度 的 宽 度 相 等 ;3) 指 针 与 刻 度 面 必 须 有 一 定 的 间 隙 , 但 尽 量 小 ;4) 指 针 离 刻 度 标 记 应 有 2mm 的 间 隙 。 5. 数 码 与 字 符 设 计形状大小笔划宽度加 强 与 其 他 数 码 和 字 符 相 区 别 的 特 征 , 在 不同 的 视 觉 条 件 下 也 便 于 认 读最 佳 视 角 约 为 10分 -30分 , 视 距
11、 一 定 时 ,数 码 、 字 符 的 大 小 就 定 了 仪 表 盘 面 、 刻 度 数 字 和 指 针 间 的 颜 色 选 择 应 使 显 示的 信 息 认 读 清 晰 、 醒 目 , 彼 此 间 的 颜 色 搭 配 应 遵 循 一 定的 规 律 , 最 清 晰 的 搭 配 是 黑 与 黄 , 最 模 糊 的 搭 配 是 黑 与蓝 6.指 针 式 仪 表 的 颜 色 设 计当 字 高 确 定 后 , 可 根 据 不 同 的 照 明 条 件 、 对比 度 和 认 读 精 度 和 要 求 来 确 定 笔 划 宽 仪 表 显 示 设 计 的 实 例 指 针 过 大 我 到 底 该 付 多 少 钱
12、 ?Cost的 位 置 不 明 显 开 窗 式 直 线 指 示 类 型 的 电 磁 波 测 试 仪 圆 形 的 直 流 电 电 压 的 显 示 仪 ,表 盘 的 直 径 为 70mm。 视 角 为 3度 。刻 度 为 单 刻 度 线 。 间 距 为 2mm。刻 度 的 数 字 是 圆 弧 型 字 体 。指 针 的 形 状 为 等 腰 三 角 型表 盘 表 盘 采 用 了 圆 形 , 直 径 为 70mm, 视 角 3度 。刻 度 总 刻 度 数 30, 间 距 2mm., 最 小 刻 度 0.02Mpa.指 针 采 用 直 角 三 角 形 , 针 尖 宽 0.5mm, 起 始 角 度 45度
13、。分 析 : 这 款 压 力 表 , 整 体 设 计 比 较 好 , 白 底 黑 字 , 刻 度 清 晰 , 读 数 清 楚 , 不 会 产 生 难 读 的 小 数 。 间 距 适 当 , 不 容 易 出 错 。 表 盘 是 以 黑 底 白 字 , 属 于 清 晰 的 颜 色 匹 配 , 但 是 其 指 针 针 尖 的 宽 度 却 小 于 刻 度 的 宽 度 , 这 使得 指 针 在 仪 表 面 上 移 动 时 不 易 看 清 , 而 且 虽 然 指 针 针 尖 很 小 , 除 了 原 有 的 指 针 运 动 式 显 示 外 ,还 添 加 了 数 字 显 示 , 使 得 驾 驶 员 在 读 数
14、 时 更 加 的 方 快 捷 。 右 边 有 一 个 每 分 钟 行 驶 的 速 度 显 示 , 不 仅 如 此 , 还 用 红 绿 两 种 颜 色 显 示 安 全 区 和 危 险 区 , 用 分钟 的 速 度 代 替 小 时 的 速 度 , 使 得 安 全 区 于 危 险 区 的 分 界 更 加 的 明 显 , 也 让 驾 驶 员 更 好 的 注 意 到这 些 重 要 的 信 息 。 在 其 右 下 方 的 两 排 信 号 , 因 为 人 眼 的 的 视 觉 机 能 不 对 称 , 其 右 下 象 限 视 觉 观 察 的 效 率 为 最 差 的 ,而 这 个 仪 表 盘 的 几 个 小 信
15、号 不 仅 颜 色 的 搭 配 不 够 清 晰 , 而 且 即 使 在 有 灯 光 的 作 用 下 面 由 于 信 息图 片 太 小 , 也 不 容 易 让 驾 驶 员 将 其 辨 别 清 楚 。 仪 器 盘 四 周 还 有 阻 挡 物 , 这 使 得 驾 驶 员 在 观 看 的 时 候 容 易 受 到 天 气 和 光 线 的 影 响 , 第 二 节 信 号 显 示 设 计 该 看 哪 个 红 灯 ?视 觉 信 号 是 指 信 号 灯指 示 性显 示 工 作 状 态 以 灯 光 作 为 信 息 的 载 体一 种 信 号 只 用 来 指 示 一 种 状 态 或 情 况 。面 积 小 , 视 距
16、远 引 人 注 目 , 简 单 明 了 1.在 一 定 视 距 下 , 能 引 起 人 注 意 的 信 号 灯 , 其亮 度 至 少 两 倍 于 背 景 的 亮 度 2.对 于 远 距 离 的 信 号 灯 , 可 选 用 空 气 散 射 小 ,射 程 较 远 的 长 波 红 光 的 信 号 灯 , 或 选 用 功 率 消 耗较 少 的 蓝 绿 光 3.对 于 远 距 离 通 讯 用 的 信 号 灯 , 还 必 须 考 虑 在各 种 气 象 条 件 能 见 距 离 , 并 与 光 源 的 种 类 相 关 气 象 能 见 度 能 见 距 离 /km 0.99(绝 对 纯 净 ) 200 0.81
17、(透 明 度 良 好 ) 50 0.66 (稍 许 浑 浊 ) 20 0.015 (小 雾 ) 2 10-34 (大 雾 ) 0.1-.5气 象能 见 度 Km 小 煤 油 灯街 灯 大 煤 油 灯明 亮 街 灯 电 灯 50cd 100cd 200cd 500cd 1000cd 0.5 0.5 0.6 0.8 0.8 0.9 1.0 1.11 0.8 0.9 1.3 1.4 1.5 1.7 1.92 1.2 1.5 2.1 2.3 2.6 2.9 3.24 1.8 2.2 3.2 3.7 4.1 4.8 5.310 2.5 3.4 5.4 6.4 7.0 9.9 10 全 黑 夜 中 灯 光
18、 的 能 见 距 离 警 戒 、 禁 止 、 停 顿提 请 注 意 正 常 运 行1. 引 起 观 察 者 的 进 一 步 注 意 ;2. 指 示 操 作 者 立 即 采 取 行 动 ;3. 反 映 不 符 合 指 令 要 求 的 信 息 ;4. 闪 光 快 慢 指 示 机 器 或 部 件 运 动 速 度 的 快 慢 ; 用 以 指 示 警 觉 或 危 险 信 号 ; 用 形 象 化 的 办 法 , 使 信 号 灯 的 显 示 与 其 代 表 的 含 义有 逻 辑 上 的 联 系多 个 信 号 灯 的 复 合 显 示 不 同 的 颜 色 +不 同 的 形 状视 觉 +听 觉 +触 觉信 号 灯
19、 的 颜 色 编 码 应 考 虑 人 的 记 忆 能 力 , 编 码 太 复 杂则 不 易 记 忆 而 导 致 辨 认 效 率 下 降 信 号 灯 背 景 灯 光 认 读 效 果闪 光 稳 光 最 佳稳 光 稳 光 好稳 光 闪 光 好闪 光 闪 光 差不同背景下人对信号灯的辨认效果 颜 色 含 义 说 明 红 危 险 或 告 急 需 立 即 采 取 行 动 黄 注 意 即 将 发 生 变 化 绿 安 全 正 常 或 允 许 运 行 蓝 按 需 要 指 定 用 意 白 无 特 定 含 义 飞机下滑轨迹过高(左),过低(右) 第 三 节 图 形 符 号 设 计显 示 特 征 1. 图 形 和 符
20、 号 由 于 和 客 体 有 形 象 上 的 直 接 联 系 , 其 信 息 接 受 的 速 度 远 远 高 于 抽 象 信 息2.传 递 的 信 息 量 大 , 抗 干 扰 力 强 , 易 于 接 收 。 只 有 用 高 度 概 括 、 精 练 、 生 动 的 形 象 表 达 出 客 体 的 基 本 特 征 ,才 能 适 宜 操 作 者 辨 认3.缺 陷 是 无 法 精 确 知 道 被 调 节 量 , 必 要 时 , 以 数 字 加 以 补 充4.图 形 和 符 号 的 颜 色 总 是 以 某 种 与 被 标 识 的 客 体 有 含 义 联系 的 颜 色 表 示停 止 、 禁 止 、 高 度
21、 危 险 、 防 火 危 险 标 志警 告 信 号安 全 、 卫 生 、 正 常警 惕 色 : 如 开 关 、 炉 子 等放 射 性 危 险通 道 、 整 洁 、 准 备 运 行文 字 、 符 号 、 箭 头 等 和 白 、 橙 的 辅 助 色 应 用 的 基 本 原 则 用 高 度 概 括 、 精 练 、 生 动 的 形 象 表 达 出 客 体 的 基 本 特 征 , 才 能 适 宜 操 作 者辨 认 辨 认 速 度 和 准 确 性 的 指 标 符 号简 单 的 中 等 的 复 杂 的呈 现 的 时 间 阀 限 ( S) 0.034 0.053 0.169感 觉 语 言 反 应 潜 伏 期
22、( S) 3.11 2.70 3.13占 呈 现 总 数 的 认 错 率 ( %) 10.8 2.2 2.5辨 认 的 速 度 和 准 确 性 与 识 别 特 征 数 量 的 关 系 常 见 的 图 形 符 号 _交 通 标 志禁 止 通 行 禁 止 进 入 禁 止 机 动车 通 行 禁 止 向 左转 弯禁 止 自 行车 通 行 禁 止 通 行 禁 止 标 志告 警 标 志高 速 公 路 上 的 标 志 火警安全标志消 防 水 带 禁 止 锁 闭 灭 火 器 禁 止 烟 火 禁 止 用 水 扑 灭 禁 止 放 易 燃 物 禁 止 燃 放 鞭 炮 禁 止 阻 塞 手 动 启 动 器 水 泵 接
23、合 器 灭 火 器 疏 散 通 道 方 向 紧 急 出 口 禁 止 带 火 种火 警 电 话 禁 止 吸 烟 第 四 节 显 示 装 置 设 计 的 基 本 原 则一 、 观 察 方 式 4l2 a2arcos 16l 4 + a4 8a2l2cos2 = 10 75 80 85 90 .089 .494 .504 .510 .511 090 90= 100% 应 根 据 人 的 视 觉 特 点 , 按 最 佳 观 察 方 式 , 提 高 视 觉认 读 效 率 和 精 度 。最 佳 观 察 角 : 视 角 : 观 察 角 0 901.00 a A EF变 大 , 说 明 目 标 在 眼 睛 视
24、 网 膜 上 的 视 像 变 大 。相 对 误 差 : = 70 0 900范 围 内 时 , 相 对 误 差不 超 过 6%。 -最 佳 观 察 范 围 。 飞 机 仪 表 设 计 显 示 装 置 设 计 的 基 本 原 则 二 、 仪 表 的 选 择 原 则 :1. 读 数 用 仪 表 :刻 度 盘 形 式 a b c d e刻 度 盘 最 大 尺 寸 110.0 177.8 177.8 423 55.0误 读 数 的 百 分 比 16.6 35.5 27.5 0.5 10.92. 检 查 用 仪 表 : 采 用 指 针 运 动 式 仪 表 , 使 指 针 显 得 较 突 出 , 并 最
25、好 伴 有 灯 光 信 号 或 音 响 提 示 。3. 警 戒 用 仪 表 : 其 设 计 要 点 是 使 表 面 有 警 示 区 和 危 险 区 的 明 显 标 志 : 黄 色 : 警 示 区 红 色 : 危 险 区 绿 色 : 正 常 区 4. 追 踪 用 仪 表 : 必 须 使 观 察 人 一 眼 便 可 以 看 出 需 要 的 状 态 与 实 际 状 态 之 间 的 差 距 以 及 它们 的 变 化 趋 势 。 以 长 条 形 仪 表 追 踪 效 果 比 较 好 。5. 调 节 用 仪 表 : 一 般 采 用 指 针 运 动 式 , 或 仪 表 盘 运 动 式 。 最 好 由 操 作
26、者 直 接 控 制 指 针 或 仪 表 面 的 运 动 。三 、 仪 表 总 体 布 置 原 则人 眼 的 视 野 与 视 界 2. 仪 表 的 布 置 , 其 视 距 最 好 在 560 750mm 的 范 围 内 , 角 度 为 50 3501. 仪 表 的 布 置 , 与 观 察 者 形 成 一 定 的 几 何 关 系 : 保 证 每 个 仪 表 都 处 在 最 佳 观 察 位 置 。 480 4801080 1080340500 1240720 3. 盘 面 的 最 佳 认 读 范 围1)对 仪 表 盘 面 左 部 仪 表 的 认 读时 间 曲 线2)对 仪 表 盘 面 右 部 仪 表
27、 的 认 读时 间 曲 线462 与 视 野 中 心 的 距 离 ( ) 601)2)正确认读时间 3. 仪 表 的 排 列 方 式按 使 用 的 频 率 和 重 要 性 作 分 区 布 置 外 , 还 要 注 意 :1) 仪 表 之 间 应 尽 量 靠 近 ;2) 仪 表 空 间 顺 序 应 与 它 们 操 作 的 使 用 顺 序 应 尽 量 一 致 ;3) 仪 表 水 平 排 列 范 围 宽 于 垂 直 排 列 范 围 ;4) 当 眼 睛 偏 离 视 中 心 时 , 在 偏 离 距 离 相 等 的 情 况 下 , 人 眼 对 左 上 限 的 观 察 最 优 ,依 次 为 右 上 限 , 左 下 限 , 而 右 下 限 最 差 。 仪 表 的 排 列 应 注 意 该 点 ;5.) 仪 表 的 排 列 , 还 要 考 虑 与 操 作 开 关 等 保 持 对 应 关 系 , 即 显 示 和 操 纵 的 相 合 性 。 4. 仪 表 的 零 点 位 置 仪 表 的 种 类 指 针 零 位 优 点指 针 不 动 仪 表 面 运 动 12点 位 置 。追 踪 用 仪 表 12点 或 9点 位 置 。 易 精 确 调 整读 数 用 圆 形 仪 表 12点 位 置 或 按 需 要 。 指 针 可 多 转警 戒 用 仪 表 12点 位 置 或 附 近 处 与 0点 两 侧
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