人因工程学实验报告
经济管理学院
课程名称:人因工程学 授课班级:研1204班 授课教师:傅惠敏 小组成员:李晓华 刘静雅 洪 卫
2013-6-15
实验一 人体测量
实验名称:人体测量
班级:SJ1204班 小组成员姓名与分工
被测者:洪卫、刘静雅、李晓华
数据记录者:洪卫、刘静雅、李晓华 测试者:洪卫、刘静雅、李晓华 时间:2013年5月28日
地点:北辰管理学院一楼106人因工程试验室 室外天气情况:晴 实验目的
1.获得人体计量尺寸
2.应用人体尺寸进行作业空间设计 实验内容
1.测量人体的12个主要指标 2.设计一个舒适的数据输入工作地 实验仪器
身高坐高计、人体形体测量尺(长马丁尺、中马丁尺、短马丁尺、直角规)、人体秤等
实验步骤及方法
1.测量小组全体成员的13个人体主要指标,填入表1-1。
测量时应在呼气与吸气的中间进行。其次序为从头向下到脚;从身体的前面,经过侧面,再到后面。测量时只许轻触测点,不可紧压皮肤,以免影响测量的准确性。某些长度的测量,即可用直接测量法,也可用间接测量法——两种尺寸相加减。测量者要求脱掉外套,并戴上鞋套。
表1-2人体测量数据各项指标(单位:cm)
2.设计一个舒适的数据输入工作地
根据所学知识设计符合所测人群使用的舒适的数据输入工作地。包含座高、键盘高度、显示器高度以及显示器距离眼睛的距离等。
实验二 工作疲劳和劳动强度测定
班级:研1204
小组成员姓名及分工:
洪 卫—第一次实验记录者,第二次实验记录者,第三次实验被测者 李晓华—第一次实验被测者,第二次实验记录者,第三次实验记录者 刘静雅—第一次实验记录者,第二次实验被测者,第三次实验记录者 时间:2013年5月29日星期三11:17~11:47 地点: 北辰管理学院一楼106人因工程实验室 室外天气情况:晴朗 室内温湿度:26℃
实验目的: 本实验使用功率自行车作为动体力作业,让被测者在不同的体力负荷下作业,测定被测者作业前(前安静期)、作业中(即负荷期)和作业后(后安静期)等三个阶段的心率(呼吸循环机能的指标)变化,判断作业负担及疲劳恢复的规律。当然在实际工作疲劳研究中,还要结合其它的检查法(生理学检查法,心理检查法和化学检查法)来综合地判断疲劳程度。同时评价作业的劳动强度。 实验内容: 实验分2个作业进行,分别进行下列测定。第2个作业要等第1个作业停止后,操作者完全恢复到安静期水平时才能 1.作业前(前安静期)的心率测定 2.作业中(即负荷)的心率测定 3.作业后(后安静期)的心率测定 实验仪器: 步骤:
实验前选出1人为被测者,记好被测者的姓名、性别、年龄、身高、体重、最近身体健康情况。1人通过观测功率自行车控制面板“SPEED”显示窗口控制自行车速率保持在15公里/小时;1人通过观测秒表宣布实验开始,并每隔20秒报时;1人通过观测自行车控制面板“PULSE”显示窗口,每隔20秒记下该瞬间的心率值。每个作业测定都分三个阶段:
1.作业前5分钟时间,被测者安静地坐在自行车椅子上,双手握住前面把手的金属部位。
开始。
2.作业中5分钟时间,被测者开始按规定的速度蹬车,姿势同上。并随时报告疲劳感,记录。
3.作业后10分钟时间,被测者姿势同阶段1,恢复到安静时的心率值。若10分钟以内尚未恢复到安静期心率值可适当延长时间。
这里要注意进行作业2时也应有3分钟的作业前安静期时间。
本实验作业1通过自行车把手下面旋钮加1档负荷,作业2加2档负荷,速度值均定为15公里/小时。每次开始作业前,使用功率自行车控制面板“MODE”按键和“RESET”按键将所有显示窗口设定为零;作业结束后,记录“CALORIES”显示窗口数据作为负荷条件填入表格。
测定者从作业的安静期到作业后恢复结束要连续记录,如遗失了某瞬间的心率值,仍要继续记录以后的数值。
分析数据,根据有关规定和标准(详见教材)评定作业1和作业2劳动强度等级。
更换1名被测者重复以上实验。 实验记录及计算
下列数据要求计算并列出表格:
4.在同一坐标纸上绘出作业1和作业2的心率随时间变化的曲线(连接各点要用折线),并对其变化规律进行比较分析。
变化规律的比较分析:
由于时间限制,只做个一档的实验。从收集的数据中可以看出,三个实验者的心率在总体上都保持在平稳状态,没有太大的波动。有两个实验者的心率在运动后数值都提高了。其中。男性实验者表示此运动量令其无疲惫感,而两个女性实验者表示稍有疲惫感。同时,从数据中也可以看出男性实验者的数据变化要比女性实验者的相对平缓。三个实验者的卡路里都保持匀速缓慢平稳的增长。
所以,实验数据表明,在由休息状态转为活动状态的初期,兴奋水平有所上
升,心率开始加快,当变化到一定程度且随着活动过程的持续,心率的变化稍显平和,但总体还是呈现上升趋势的。其心率变化与主官感受基本想一致。
实验三 反应时间测定
实验名称:反应时间测定
班级:SJ1204班 小组成员姓名与分工
被测者:洪卫、刘静雅、李晓华
数据记录者:洪卫、刘静雅、李晓华 测试者:洪卫、刘静雅、李晓华 时间:2013年5月28日
地点:北辰管理学院一楼106人因工程试验室 室外天气情况:晴 实验目的
通过视觉、听觉和左右手的反应时测定,充实对人对视听觉刺激的反应能力的理解,并作为测定疲劳程度的间接手段。 实验内容
1.简单反应时测定 2.选择反应时测定 实验仪器
BD-Ⅱ-510A 型反应时测定仪、秒表等 实验步骤
首先记录室内的环境情况:温度、湿度、噪声、照明(可参考相应实验组数据),其次记录被试者的自我感觉:心情、有无疲劳感、心率(脉搏)等。
刺激光源灯放在被试的正前方,被试手持反应键盘。主试面向主机,打开右侧电源开关。做好准备。
1.简单反应时(声信号和光信号)测定
主试按主机面板“方式”键,选声音作为呈现刺激,对应亮其键左侧指示灯。按“次数打印”键设定次数为20次。记录刺激种类。
主试口头提示被试要进行实验了,反应键仅用红键,其它键不起作用。主试按下“简单”反应时键,实验呈现刺激。被试注视刺激光源灯,灯下面有预备信号灯,先亮预备信号灯(颜色2秒),后亮刺激灯或出声响(1秒),灯灭后间隔2~7秒,以此循环间隔时间不等,随机变化。
被试见到灯光或听到声响立即用右手按下红键,显示窗计时停止,呈现该次的反应时间。记录每次数据。若在预备灯亮时按下反应键即为过早反应,则发出
声响,松开后,声响停止,重新进入预备状态。若6.5535秒内没有正确反应,则记一次错误。
每次呈现刺激时,显示反应次数。反应错误时,则显示错误次数。测试过程中,要中断实验必须按“复位”键,一次测试结束后要开始新的实验,也必须按“复位”键。
实验结束,按“次数打印”键,显示平均反应时、错误次数。记录数据。 休息1分钟,换左手依右手的方法进行同样的测试。
主试按“方式”键,任选一种颜色作为呈现刺激。重复以上实验。 小组成员每人重复以上实验。
计算每个被试者左右手反应时的平均数与标准差。 计算全体被试者左右手反应时的平均数与标准差。
表5-1简单反应时(光信号)测定统计表(第一次)
表5—2 简单反应时(光信号)计算结果统计表(第一次)
表5-3 简单反应时(声信号)测定统计表(第二次)
表5—4 简单反应时(光信号)计算结果统计表(第二次)
通过上面的表对比可以得出左手的反应时间比右手时间长,且第一次测量比
第二次测量时间长,说明人的左右手反应时间有差别且测试者受练习的影响。
通过上表分析得出以下结论:左手反应时间与右手反应时间有差异且对不同颜色反应时间也有差异。根据数据和反映环境得出测试者对红色和蓝色反应时间比较短,而对绿色黄色反应时间比较长,主要原因有测试时黄色和绿色颜色差异小,当遇到黄色和绿色时测试者有一个判断的时间。(且测试时错误多发生在显
示黄色和绿色时)
实验四 微气候测定
专业/班级:工业工程1204班 小组成员及分工:
李晓华 [1**********]3 负责记录实验数据
刘静雅 [1**********]4 负责测试区域的划分,测试点的选择
洪 卫 [1**********]0 负责实验测量,仪器调试及实验条件的转换与设置 时间段:2013.5.29.10.17-2013.5.29.10.40 地点:北辰管理学院一楼106人因工程实验室 室外天气状况:晴朗
实验目的:通过实验使学生掌握对作业现场微气候环境的测定方法,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,并对所用仪器的简单原理及使用方法有所了解。 实验内容: 1. 气温测定
2. 相对湿度和湿球温度测定 3. 风速测定
4. 确定CP.Yaglou有效温度
实验仪器:TES-1364温湿度计、KANOMAX6004热线式风速计、卷尺等 实验步骤:
1. 将室内均匀地分成4个区域,取其对角线的交点上方1.5米高度(下巴高度)为测点,小组全体成员为测试者,做好准备。
2. 风扇、空调、加湿器关闭的情况下,测出各点的温度、相对湿度、湿球温度、风速,同时将被测者各自的冷热感觉(语言自由描述)和性别、衣着情况记录下来。
3. 打开加湿器最大档,直到实验结束。
4. 打开电扇1、2、3档,在电扇所在区域测点重复步骤2测定。
5. 利用空调将室温逐次调至19、21、23、25摄氏度(也可根据气温由高到低调节),在空调停止自动送风时,重复步骤2、步骤4测定。 6. 关闭各种仪器,进行数据处理和确定CP.Yaglou有效温度。 实验数据汇总:
在实验室相对狭窄的环境下,温度和湿度变化范围都不大,即使通过电扇的档数变化来控制风速,其对实验效果没有显著改变。情景一下,温度变化为0.1℃,湿度变化为1.1%;情景二下,温度变化为0.1℃,湿度变化为1.3%;情景三下,温度变化为0.2℃,湿度变化为0.3%;情景四下,温度变化为0.3℃,湿度变化为0.8%。
从以上各表可以看出,在当前温湿度和风速条件下,测试者的主观感受普遍都是刚好,而且由于实验时间是夏季,室内外空气的湿度相差不大,当教室内部与外部空气流通情况较好,流通的空气能增加人体蒸发散热。 感想:
研究微气候环境对人体的影响,不能仅考虑其中某个因素,因为构成微气候环境的各要素之间是相互作用,相互影响的。人进入作业或生活场所时,要受温度、湿度、风速和热辐射等多种因素的综合影响。因此,应综合评价微气候环境。 通常情况下舒适温度人坐着休息,穿着薄衣服,无强迫热对流,未经热习服的人所感到的舒适温度,按照这一标准测定的温度一般是 21℃± 3℃;舒适的湿度一般为40%~ 60%,人们感到舒适的湿度受到温度的影响,二者的关系为:Φ=188-7.2t(12.2
室内环境属于人们日常生活的小环境,这种特定环境下的小气候我们称之为微气候。微气候主要包括空气温度,空气湿度,气流湿度,以及热辐射等四个参数。和倍受关注的环境问题一样,微气候也开始凸显出其重要性,微气候不仅影响着人们的生产、生活和健康的方方面面,并且在很大程度上决定了人们生活质量的优劣。关注微气候,关注身体健康!
实验五 环境照明测定
班级:研1204
小组成员姓名及分工:
洪 卫—第一次实验记录者,第二次实验记录者,第三次实验被测者 李晓华—第一次实验被测者,第二次实验记录者,第三次实验记录者 刘静雅—第一次实验记录者,第二次实验被测者,第三次实验记录者 时间:2013年5月29日星期三11:17~11:47 地点: 北辰管理学院一楼106人因工程实验室 室外天气情况:晴朗 室内温湿度:26℃
实验目的:通过环境照明实验使学生学会对工作场所的照明环境进行测定和分析,并对其进行正确评价。分析存在问题,提出改进措施。同时掌握所用仪器的简单原理及使用方法。
实验内容:1.描述等照度曲线2.测定并计算照明均匀度3.测定材料反射率
实验仪器:TES-1332A 数位式照度计,卷尺等 步骤:
1.绘制工作台面等照度曲线
打开所有人工照明光源,遮蔽自然采光。
工作台面(70×140cm)均匀分成若干小方格(7×14个),取其方格中心为测点。
用照度计测每个测点的照度值,测量时注意不要在测量者自身的阴影中进行。 以工作台面工作座椅处为准,左右方向为x轴,前后方向为y轴,将工作台面置平面坐标之中,在平面坐标中标出每个测点对应的照度值,以均匀光滑的曲线连接其等照度点,便得工作台面等照度曲线。小组每个成员分别坐在座椅处,将各自对照明的主观感受(语言自由描述)记录下来。
另外测定并绘制自然采光、自然采光和人工照明结合情况下的工作台面等照度曲线。
2.测定并计算照度均匀度
在被测房间内均匀取点,以85cm高度(肘高),受光器面向上,分别测定自然采光、人工照明、自然采光和人工照明结合情况下的各照度值及每个成员主观感受,然后计算房间内照度均匀度。
原始记录可采用表格法,如附表2-1所示。也可自行设计,以简单明了为佳。
表2-1 原始数据
照明均匀度公式如下:
Au
EMAXE
1/3E
同时满足:
Au
EEmin
1/3 E
数据整理也可采用表格法,如表2-2所示。其中Emax是最高照度值,Emin是最低照度值,E是平均照度值。
表2-2 各种照明环境的照度均匀度
3.测定材料反射率
测定自然采光时工作台面、地面、墙面的反射率。
首先,在工作台面、地面、墙面,选择测点,该测点应远离其他物体。特别是测点与其他物体采光面不构成反射角为最好。受光器背靠所测面,面向光源所测照度为明照度。受光器面向所测面,背向光源慢慢往后移动,测点刚刚不被受光器遮挡为最好,所测照度为暗照度。记录整理,推荐用表2-3所示的测定记录表。反射率计算公式如下:
反射率
暗照度
100% 明照度
表2-3 测定记录表
对所测量场所照明环境的评价:
实验室的方位是坐南朝北,窗户在屋子的南面。
在步骤二测定并计算照度均匀度的实验中发现,在自然采光的条件下,越靠向南边,所得到的数据越高,越靠向北部自然采光所得到的数据越低。在自然加人工的条件下,窗户的影响明显减弱,但仍然存在一定程度的影响,即靠窗位置所得数据比靠门的位置偏高。在人工照明的条件下,则发现这一影响基本消失了,取而代之的是靠近室内灯管的位置数据较高。
在步骤三测定材料反射率的实验中发现:
工作台面的明照度最高,暗照度最低,反射率最低。因为工作台面距光源(灯管)最近,受光源影响较大,所以明朝度最高,暗照度最低,从而由公式得出其反射率最低。
地面的明照度居中,暗照度最高,反射率居中。因为地面距光源(灯管)教远,受光源影响较小,但仍受到一部分影响,所以明朝度居中,但由于地面本身就比工作台面和墙面暗,所以暗照度最低,从而由公式得出其反射率居中。
墙面的明照度最低,暗照度居中,反射率最高。因为墙面本身为白色,也并不直接正对光源,收光源影响很小,所以明照度最低,暗照度居中,反射率最高。
实验报告六 环境噪声测定
实验名称:环境噪声测定 专业/班级:工业工程1204班 小组成员及分工:
李晓华 [1**********]3 负责记录实验数据
刘静雅 [1**********]4 负责测试区域的划分,测试点的选择
洪 卫 [1**********]0 负责实验测量,仪器调试及实验条件的转换与设置 时间段:2013.5.29.11.05-2013.5.29.11.25 地点:北辰管理学院一楼106人因工程实验室 室外天气状况:晴朗
实验目的:通过本实验使学生学会使用测量噪声的仪器,掌握测定环境噪声的方法,并能对噪声环境进行评价分析。 实验内容:
1. 环境噪声的声级测定。 2. 声源声压级计算。
实验仪器:HS5660A型精密脉冲声级计、卷尺等 实验步骤:
1. 将室内均匀地分成4个区域,取其对角线的交点上方人耳高度(一般1.5米)为测点,小组全体成员为测试者,其中一人为主测试者,负责调节音箱设备,做好准备。
2. 音箱关闭的情况下,测出各点的A声级,同时被测试者各自的感觉(语言自由描述)记录下来。
3. 打开音箱,播放非音乐噪声,主测试者调节音量旋钮,在最近区域感觉“刚刚听到嗡嗡声”、“清楚听到”、“有点响”、“太响受不了”四种情况下分别测得各点总声级和背景声级,同时将所有被测试者的感觉记录下来。 4. 播放既定音乐,主测试者调节音量,在最近区域感觉“刚刚听到音乐声”、“清楚听到”、“有点响”、“太响受不了”四种情况下分别测得各点总声级和背景声级,同时将被测试者各自感觉记录下来。 5. 分别计算以上情况,音箱的声源声级。 实验数据汇总:
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。
影响噪声测量值得因素包括:测量仪器,仪器的精度和规格;气象条件,测量应在无风雨,无雷电的天气下进行;周围环境,应该避免干扰;测量时段,昼间和夜间以及季节的不同;测点布置,有网格测量法和定点测量法。
由上述测量的实验数据易知改变测量环境的控制因素,引起了实验数据的细
好的生活环境,必须采取有效措施杜绝或减小噪声污染。
附:声压/声级测量的实验步骤 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0~10dB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+4dB,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
(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)
附: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3个不同声级条
件下的噪声,每个声音持续一段时间,以及噪声源对被试者的不同距离测定被试心理感受及作业效率,绘制一定声音强度下声源距离与效率之间关系曲线,以及在一定距离内,声源强度与作业效率的关系。分析噪声对作业效率及人的烦恼度的影响。
在有噪声的条件下,距离与作业效率的关系如下图
由上图可知,在有噪声的条件下,距离越远,对作业效率影响越小。在距离为40cm一定的情况下,噪声强度与作业效率的关系,如下图。
由上图可知,在距离一定的情况下在很安静和噪声很大的情况下,对作业效率的影响较大。而有点噪声时,则作业效率是最好的。