仪表显示设计课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,仪表显示的一般概念,指针式显示器的设计,数字显示设计,信号显示设计,荧光屏显示设计,听觉传示装置设计,图形符号设计,1,仪表显示的一般概念1,产品的信息显示设计，必须符合人的,感觉通道,的传输特点，以保证人能够迅速而准确地获得这些信息。显示器设计除要完整、准确反映产品的状况外，还应适合人的感觉器官生理特征，使人与显示器能够充分协调，既要考虑显示器的形状、位置、色彩、环境等因素，还要考虑到人的生理、心理、社会等因素。,人接受信息的主要感觉通道分别是视觉、听觉、肤觉。依据人的感觉特征来分；显示方式也分为三种：视觉显示、听觉显示和肤觉显示。由于人的大部分信息来源依赖于视觉，因此，视觉显示应用最为广泛。,2,产品的信息显示设计，必须符合人的感觉通道的传输特点，以保证人,3.1,仪表显示的一般概念,一、仪表显示的种类,仪表是信息显示器中应用极为普遍的一种显示器，按其认读特征分为两大类：数字式显示器和模拟显示器。,数字式显示器：,是直接用数数码显示信息：如各种数字显示屏，机械和电子的数字记数器等，这类型显示器的特点是：认读过程简单，认读速度快，显示简单、直接、精确、准确。且不易产生视觉疲劳等优点,适用于读数或读取数值的作业。,模拟式显示器：,是用标定在刻度上的指针来显示信息的，如手表，电流表，压力表等，其特点是：连续、直观的反映信息变化趋势，使人对模拟值在全量程范围内所处的位置一目了然。,3,3.1仪表显示的一般概念一、仪表显示的种类 仪表是信,比较项目,模拟显示仪表,数字显示仪表,指针活动式,指针固定式,数量信息,中：指针活动时读数困难,中：刻度移动时读数困难,好：能读出精确数值，速度快、差错少,质量信息,好：易判定指针位置，不需读出数值和刻度就能迅速发现指针的变动趋势,差：未读出数值和刻度时，难以确定变化方向和大小,差：必须读出数字，否则难以得知变化的方向和大小,调节性能,好：指针运动与调节活动有简单而直接的关系，便于调节和控制,中：调节运动方向不明显，批示的变动难控制，快速调节时不易读数,好：数字调节的监测结果精确，数字调节与调节运动无直接关系，快速调节时难以读数,监控性能,好：能很快确定指针位置,并进行监控，指针与调节监控制活动关系最简单,中：指针无变化有利监控，但指针与调节监控活动的关系不明显,差：不便按变化的趋势进行监控,一般性能,中：占用面积大，照明可设在控制台上，刻度的长短有限，尤其在使用多指针显示时认读性差,中：占用面积小，仪表需局部照明，只在很小一段范围内认读，认读性好,好：占用面积小，照明面积也是最小，表盘的长短只受字符的限制,综合性能,可靠性高,稳定性好,易于显示信号的变化趋向,易于判断信号值与额定值之差,精度高,认读速度快,无差补误差,过载能力强,易与计算机联用,局限性,显示速度较慢,易受冲击和振动的影响,环境因素影响较大,过载能力差,质量控制困难,显示易跳动或失效,干扰因素多,需内附或外附电源,元件或焊件存在失效问题,发展趋势,提高精度与速度,采用模拟与数字混合型显示仪表,提高可靠性,采用智能化显示仪表,表,31,模拟式与数字式显示仪表的特点,4,比较项目模拟显示仪表数字显示仪表指针活动式指针固定式数量信息,3,按显示功能分类,按仪表的显示功能可分为读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。,读数用仪表,用具体数值显示机器的有关参数和状态。如汽车的时速表，飞机上的高度表，能提供准确测量值、计量值和变化值，宜采用开窗试、圆形试数字仪表。,检查用仪表,用以显示系统状态参数偏离正常值的情况。一般无需读出其确切数值，常采用指针运动而刻度不动。,警戒用仪表,用以显示机器是处于正常区、警戒区还是危险区。在显示器上可用不同颜色或不同图形符号将警戒区、危险区与正常区明显区别开来。如用绿、黄、红三种不同的颜色分别表示正常区、警戒区、危险区。为避免照明条件对分辨颜色的影响，分区标志则可采用图形符号，如图,32,所示。,追踪用仪表,追踪操纵是动态控制系统中最常见的操纵方式之一，它根据显示器所提供的信息，进行追踪操纵，以便使机器按照所要求的动态过程工作。因此，这类显示器必须显示实际状态与需要达到的状态之间的差距及其变化趋势。宜选择直线形仪表或指针运动的圆形仪表。若条件可能，选用荧光屏显示更为理想，其目的是通过人的操作，使系统按人的要求动态过程去工作。,调节用仪表,只用以显示操纵器调节的值，而不显示机器系统运行的动态过程。一般采用指针运动式或刻度盘运动式均可，但最好采用由操纵者直接控制指针刻度盘运动的结构形式。,5,3 按显示功能分类5,6,6,7,7,仪表显示设计的一般原则,1,、,准确性原则 读数的准确性可通过类型、大小、形状、颜色匹配、刻度、标记等设计来解决。,2,、简单性原则 显示格式应简单明了，显示意义应明确易懂、以利于使用者正确理解。尽量直接表达信息，减少编码，符合使用目的，不使用不利于读数的装饰。,3,、一致性原则 使指针运动方向与机器本身或控制器的运动方向一致，全球尽量信息编码尽量标准化。,4,、排列原则 最常用的和最主要的显示器尽量排列在视野中心,3,度范围内；显示器很多时要按功能分区，区与区之间应有明显的区；显示器尽量靠近，以缩小视野范围，水平排列范围比垂直方向大，形成椭圆形的大型仪表盘，排列上应该符合人的视觉特征，在光线暗的地方必须设合适的照明设备。,8,仪表显示设计的一般原则1、准确性原则 读数的准确性可通过类,3.2,指针式显示器的设计,在设计指针式仪表时，主要是设计和选择好刻度盘指针、字符和色彩匹配并符合人的感觉特征。设计时所要考虑的人机工程学参数主要有如下几点,:,1,、使用者与显示装置之间的观察距离；,2,、根据使用者所处的观察位置，显示装置是否布置在最佳视区范围；,3,、选择有利于显示与认读的型式，以及考虑颜色和照明条件。,仪表的形式：,开窗式,、,圆形式和半圆式、直线式（水平直线式、垂直直线式,9,3.2指针式显示器的设计 在设计指针式仪表时，主要是,仪表的分类：,开窗式,特点：显露刻度少，识读范围小，视线集中，眼睛移动路线短，误读率低。,设计要求,:,观察口至少可以看到相邻两个有刻有数字的刻度线，否则会引起混淆；,圆形和半圆形,：眼睛对这两个形状扫描路线短，视线较集中，误读准确，优于直线形；,直线形,水平优于竖直。,仪表设计,10,仪表的分类：仪表设计10,刻度盘的设计,实验表明,开窗式读范围小，视线集中，眼睛扫描路线短，误读率,低，因此优于其他四种形式。,圆形式和半圆形式的误读率虽高于开,窗式，但它给出长期以来人们观察仪表所形成的习惯，因此，圆形,式和半圆形式优于直线式。由于眼睛的运动规律是水平运动比垂直,运动速度快准确度高，故水平直线式又优于垂直直线式。列出了五,种显示器读数准确度的比较，可以为仪表设计和选择时作为重要的,参考依据。,显示器类型,最大可见度盘尺寸（,cm,）,读数错误率（,%,）,开窗式,4.23,0.5,圆形,5.40,10.9,半圆形,11.0,16.6,水平直线形,18.0,27.5,垂直直线形,18.0,35.5,五种显示器读数准确度比较,11,刻度盘的设计实验表明开窗式读范围小，视线集中，眼睛扫描路线短,仪 表 刻 度 盘,仪表形式与误读率,12,仪 表 刻 度 盘仪表形式与误读率12,二、刻度盘的大小,表,3,3,圆形,刻度盘,观察距离和标记数量与刻度盘直径的关系,刻度标记的数量,刻度盘的最小允许直径（,mm,）,观察距离,500 mm,时,观察距离,900 mm,时,38,50,70,100,150,200,300,25.4,25.4,25.4,36.4,54.4,72.8,109.0,25.4,32.5,45.5,64.3,98.0,129.6,196.0,刻度盘直径过小，刻度标记过于密集，信息过于集中，不利于认读。,表尺寸过大，视力分散，扫描路线过长，视敏度下降。,刻度盘尺寸增大时，刻度、刻度线和指针、字符均可增大可提高清晰度。标记数量增加，最小直径也增大。,13,二、刻度盘的大小 表33 圆形刻度盘观察,刻度盘的大小取决于标记的数量和观察者距离；,刻度盘的最佳尺寸应根据观察者的最佳视角来确定；,刻度盘的最佳视角为,2.5,5,，,故一般刻度盘外廓尺寸,D,与视距,L,的关系可为：,L/D = 11 23,；,圆形刻度盘的最佳直径为,44,毫米,（如表,34,所示）。,表,3,4,认读速度和准确度与直径大小的关系,刻度盘直径（,mm,）,观察时间（秒）,平均反应时间（秒）,读错率,25,44,20,0.82,0.72,0.75,0.76,0.72,0.75,6,4,12,14,刻度盘的大小取决于标记的数量和观察者距离； 表34认读速度,刻度设计刻度大小、刻度线的类型、刻度线的宽度和长短,1,、刻度大小,根据人眼的最小分辨能力和刻度盘的材料来确定。,刻度的最小值一般在,1,2.5mm,，必要时取；,人眼直接读刻度时，刻度的最小尺寸不小于,0.6,1mm,之间。,采用放大镜读数时：刻度大小为、（为放大倍数）。,钢和铝的最小材料为，黄铜和锌白铜为,.,15,刻度设计刻度大小、刻度线的类型、刻度线的宽度和长短1、刻,、,刻度线的类型,刻度线一般有三级：,长刻度线、中刻度线和短刻度线（如,a,b,所示），三者之间有明显的区别。,单刻度线、双刻度线、递增式刻度线,递增式刻度线开锅牲可以减少误读误差,16,、刻度线的类型 16,刻度线的宽度,刻度线宽度占刻度间距的,5,15%,，,10%,左右识读误差最小，普通刻度线宽通常取为,0.10.02,毫米，远距离观察时，可取为,0.6,0.8,毫米，高精度装置时，可取为,0.0015,0.11,毫米。,动态刻度盘或者瞬间观察的刻度，采用宽线刻度线：为满足人观察时最佳视角，线宽采用倍的线间距，同时增加刻度标记与的对比度。,17,刻度线的宽度 刻度线宽度占刻度间距的515%，10%左右识,刻度线长度,刻度线长度选择是否合适，对识读准确性关系很大，同时受照明条件和视距的限制，当视距,L,一定时，,长刻度线的长度,/90,短刻度线的长度,L/200,中刻度线的长度,=L/125,刻度线间距,L/600,参考下表选取刻度线,视 距（,mm,）,长刻度线长度（,mm,）,中刻度线长度（,mm,）,短刻度线长度（,mm,）,500,500,900,900,1800,1800,3600,3600,6000,5.6,10.2,19.8,39.9,66.8,4.1,7.1,14.2,28.4,47.5,2.3,4.3,8.6,17.3,28.7,刻度线长度与视距关系,18,刻度线长度刻度线长度选择是否合适，对识读准确性关系很大，同时,刻度线间距,仪表的最小刻度表示量表所需的最小单位，如需读到“秒”，刻度上显示的最小单位为秒，秒以下的刻度应略去。,实验得出：仪表的读数随刻度间距的增大而增大。,间距临界值：通常在视角为,10,附近，在视距为,750,时，间距相约取,1-2.5,，同时与观察时间越短，间距越大，当观察时间为,0.5-0.25,秒时，取,2.3-3.8,为佳。,19,刻度线间距 仪表的最小刻度表示量表所需的最小单位，如需,表示当视距为,710,毫米时，普通刻度标记的三种刻度线间的最小尺寸关系。,20,表示当视距为710毫米时，普通刻度标记的三种刻度线间的最小尺,3,、刻读方向,刻读方向是指刻度盘上刻度值递增顺序和认读方向。其设计必须遵循视觉运动规律，而形式可依刻度盘的不同而不同：一般情况是，水平直线型从左到右，竖直直线型从下到上，圆形顺时针方向安排刻度。,21,3、刻读方向 刻读方向是指刻度盘上刻度值递增顺序和认,数字累进法,单位值 一个刻度所代表的被测值。,人最容易谳取自然增加数，累进方法对提高判读效率，减少误差很重要，不同的累进方法的优劣如下：,优,良,差,1 2 3 4 5,2 4 6 8 10,3 6 9 12,5 10 15 20 25,20 40 60 80 100,4 8 12 16,10 20 30 40 50,200 400 600 800 1000,1.25 2.5 5 7.5,50 100 150 200 250,15 30 45,100 200 300 400 500 600,600 12 180,22,数字累进法单位值 一个刻度所代表的被测值。优良差1 2,刻度、刻度线与单位值的关系,1,、,最小刻度不标数，最大的刻度必及标数；,2,、指针运动式仪表、标示的数字应当呈竖直状；对表盘运动的仪表数字则应沿经向布置；,3,、为了避免指针对标数的遮挡，在条件允许时，数字应放在刻度标记的外侧，若条件不允许才放在刻度标记的内侧，但刻度线间距应适当增大。,4,、指针在表盘外侧的仪表，数字应一律设置在刻度的内侧；,5,、开窗式仪表窗口的大小至少应当足以显示被指示的数字及其前后两侧的两个数字。以便看清指示运动的方向和趋势；,6,、对于圆形仪表，不论仪表刻度盘运动还是指针运动刻度标数的顺序应按顺时针方向依次增大，,0,位常设置在时钟的,12,点位置，以符合人的认读习惯。,7,、刻度盘上标数应尽量取整数，避免采用小数或分数，更要避免需要挽算后才能读出的标数。,8,、每一刻度线最好为被测量的一个单位值或,2,个、,5,个单位值或,1,、,2,、,510,n,倍（,n,为整数）个单位值。,9,、对扇形仪表可使用刻度标记长度随数字增大而渐加长的递增式刻度线,23,刻度、刻度线与单位值的关系 1、最小刻度不标数，最大的刻度必,24,24,25,25,26,26,5,、仪表字符设计,（,a,）、字符的形状要求,1,、突出“形”，避免相似性：如,8,和,3,在写法上要区别。,2,、字符形状的要求是简单显眼，可多用直线和尖角，加强字体本身特有的笔划，不用草体和装饰。,3,、使用拉丁或英文字母时，一般情况下应用大写印刷体，因大写字线清晰。,4,、使用汉字时，最好是仿宋字和黑体字的印刷体，其笔划规整，清晰易辨。,仪表字符包括数字、字母、汉字和专用符号，刻度的功能通过字符加以完备，字符的形状、大小和位置对识读效率有很大影响，字符设计力求清晰给人印象深刻。,27,5、仪表字符设计 （a）、字符的形状要求 1、突出“形”，避,字体特征,仪表体突出字体特征可降低误读率,字体名,字体,白天相对平均误读率,照明条件下,通常体,仪表体,0123456789,123456789,100%,56.7,163.3%,117.5%,减少修饰可减少误读率,28,字体特征仪表体突出字体特征可降低误读率字体名字体白天相对平均,（,b,）字符的大小要求,按最佳视角设计，在刻度大小已定的条件下，字符应尽量大，一般字符高度为观察距离的,L/200,（如下表所示），可按下式近似计算。,H = ,式中,H,字符高度,mm,，,L,视距,mm ,眼睛的最小视角（分）,表,38,刻度盘上的字符高度,视距（,m,）,字符高度（,mm,）,0.5,0.5,0.9,0.9,1.8,1.8,3.6,3.6,6.0,2.3,4.2,8.6,17.3,28.7,29,（b）字符的大小要求 按最佳视角设计，在刻度大小已定的条件,视角,取,10,30,左右，当视距一定时，字体的宽度如下确定：,1,、高,/,宽,=3,：,2,确定，拉丁字母高宽比取,5,：,3.5,；,2,、字体的笔划宽与字高比为,1,：,8,1,：,6,；,3,、夜间采用发光字的情况下，采用,1,：,1,的方形字较好；,4,、荧光屏显示，数字字符的高宽比常用,2,：,1,或,1,：,1,，其笔划宽与字高之比为,1,：,8,或,1,：,10,。,表,3,9,不同照明条件和对比度下数字、字符的笔划宽,照明和对比条件,字体,笔划宽,/,字高,低照度下,字母与背景的明度对比较低进时,明度对比值大于,1,：,12,（白底黑字）,明度对比值大于,1,：,12,（黑底白字）,黑色字母于发光的背景上,发光字母于黑色的背景上,字母具有较高的明度,视距较大而字母较小的情况下,粗,粗,中粗,中,中,细,粗,中,细,极细,粗,中粗,1,：,5,1,：,5,1,：,6,1,：,8,1,：,8,1,：,10,1,：,5,1,：,8,1,：,10,1,：,12,1,：,20,1,：,5,1,：,6,字宽的确定,30,视角取1030左右，当视距一定时，字体的宽度如下确定,6,、指针设计,大小、宽窄、长短和配色,设计仪表指针一般应注意如下几个问题。,（,a,）形状 头尖尾平中间宽或者 长三角形,指针的形状要简洁、明快、有明显的指示性形状，不应有装饰。指针针尖与最短的刻度线相同，并尽量与刻度板贴近，高精度仪表要求指针与刻度板在责骂一平面内，长度合适，通常指针针尖距刻度,1.6,左右为宜。,31,6、指针设计 大小、宽窄、长短和配色设计仪表指针一般应注,（,b,）宽度,1,、针尖的宽度与最短刻度等宽,2,、针体覆盖在刻度标记上的仪表，针体的宽度不大于刻度间距,3,、针尾主要是起平衡作用，宽度由平衡要而定。,4,、指针不接触但要尽量贴近盘面（尤其对精度要求较高的仪表）提高认读的准确性。,32,（b）宽度32,（,c,）,长度,1,、,针尖贞刻度距离恰当，离开刻度标记,1.6,毫米左右；,2,、圆形刻度盘的指针长度不要超过它的半径，需要超过半径时，其超过部分的颜色应与盘面的颜色相同。,3,、指针的颜色与盘面颜色应有鲜明的对比，但指针与刻度线的颜色和字符颜色尽可能相同。,33,（c） 长度33,指针式仪表的颜色设计 配色最清晰原则,（,a,）、重点考虑盘面颜色,1,、盘面清晰、显眼，以及盘面、指针和字符既统一，按色觉原理进行色彩搭配,，在实际工作中由于黑白两种颜色比较容易掌握和习惯原因，经常采用黑白两种颜色,。,2,、当配置与周围的色调特别不同的颜色时注意醒目色不能大面积使用，如仪表警戒部分或危险（急）信号部分的颜色；过分刺激人眼，引起视觉疲劳。,实验得出 墨绿配白和淡黄配黑误码读率最低,白天用白底黑字，夜间用黑底白字,34,指针式仪表的颜色设计 配色最清晰原则（a）、重点考虑盘面颜色,表,3,10,清晰的配色,顺序,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,底色,黑,黄,黑,紫,紫,蓝,绿,白,黑,黄,被衬色,黄,黑,白,黄,白,白,白,黑,绿,蓝,表,3,11,模糊的配色,顺序,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,底色,黄,白,红,红,黑,紫,灰,红,绿,黑,被衬色,白,黄,绿,蓝,紫,黑,绿,紫,红,蓝,35,表310 清晰的配色顺序1234567,信号灯设计,信号灯是用灯光作为信息传递的载体，其设计必须符合人的视觉特性，以保障信息传递的速度和认读质量。,亮度,亮度至少,2,倍于背景的亮度，同时背景以灰暗无光为好。,颜色,警戒、禁止、停顿或指示不安全情况的信号灯，使用,红色,，提请注意的信号灯用,黄色,；表示正常运行的信号灯用,绿色,，其他信号灯则用白色或别的颜色。,闪光信号,闪光信号较之固定信号更能引起注意，常用于下列情况：引起观察者的进一步注意；指示操作者立即采取行动；反映不符指令的要求的信息；用闪光信号、闪光频率的快慢指示工作状态的快慢；用来指示警戒或危险信号。闪烁频率,0.67,1.67HZ,，亮与灭时间比为,1,：,1-1,：,4,36,信号灯设计 信号灯是用灯光作为信息传递的载体，,重要的应设置在视野中央,3,范围内；,一般信号灯安排在离视野中心,20,以内；,相当次要的允许设置在离开视野中心,60,80,（水平视野）以外。,信号灯系统与其他显示系统形成一个整体，避免相互之间的重复和干扰。,信号灯的位置设计,信号灯都应设置在观察者不用转头或躯干的视野范围内,；,信号灯应安设在显眼的地方，特别是性质重要的信号灯要置于,最佳视区内和最佳触及区,；可分散装置在仪表盘上，也可集中在一起，用标识牌标出信号灯的性质和所属的位置，以供操作者及时准确地掌握生产过程的情况或产生故障的具体位置。,37,信号灯的位置设计信号灯都应设置在观察者不用转头或躯干的视野范,3.6,听觉传示装置设计,常用音响报警装置种类及其特点,a.,蜂鸣器,它是低声压级，低频率的音响报警装置，它发出的声音柔和，不会引起人的紧张或惊恐，适用于较宁静的环境（,50,60dB,）。常与信号灯一起配合使用。这样可以指示系统工作状态，也可以提示操作人员注意，并按正确的操作程序完成工作。,b.,铃,依据铃的不同用途，其声压级和频率有较大的差别，如电话铃声的声压级和频率，只略高于蜂鸣器，主要是在宁静的环境中引起人注意，而用作上下班的铃声和报警器的铃声，其声压级和频率较高，可在较高强度噪声的环境中使用。,c.,角笛,角笛有低压声级、低频率和高压声级、高频率两种。前者为吼声，后者为尖叫声，常用于噪声环境中作报警装置。,d.,汽笛,汽笛具有声强高、频率高的特点，可作远距离传递，适用于紧急状态时报警。,e.,报警器,报警器的声间强度大，频率由低到高，发出的声音富有声调的上升和下降，可以抵抗其他噪声的干扰。声音可以远距离传播。它主要用于紧急事态报警。如防空报警、火警等。,38,3.6 听觉传示装置设计 常用音响报警装置种类及其特点,听觉传示设计原则,音响传示装置的选择原则,在设计和选择音响、报警装置时，应注意以下原则：,a.,在有背景噪声的场合，要把音响显示装置和报警装置的频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内（频率差异），使人们在噪声中也能辨别出音响信号。,b.,对于引起人们注意的音响显示装置，最好使用断续的声音信号；而对报警装置最好采用变频的方法，使音调有上升和下降的变化，更能引起人们注意。另外，警报装置最好与信号灯一起作用，组成视、听双重报警信号。,c.,要求音响信号传播距离很远和穿越障碍物时，应加大声波的强度，使用较低的频率。,d.,在小范围内使用音响信号，应注意音响信号装置的多少。当音响信号装置太多时，会因几个音响信号同时显示而互相干扰、混淆，遮掩了需要的信息。这种情况下可舍去一些次要的音响装置，而保留较重要的，以减小彼此间的影响。,39,听觉传示设计原则39,数字显示设计,数字显示有机械式、电子式和计算机控制式。,数字的适宜尺寸与观察距离、对比度、照明以及显示时间等因素有关。研究得数字与字母适宜尺寸的计算公式如下：,0.0022D+K1+K2,式中 ,字高（,in,）,D,视距（,in,）,K1,照明和阅读条件较正因子。对于高环境照明，当阅读条件好时，,K1,取,0.06in;,当阅读条件差时，,K1,取,0.16in,。对于低环境照明，当阅读条件好时，,K1,取,0.16in;,当阅读条件差时，,K1,取,0.26in,K2,重要性校正系数。通常,K2=0;,对于重要项目，,K2,可取,0.075in,。,40,数字显示设计 数字的适宜尺寸与观察距离、对比度、照明以,笔划宽度与字高的最佳比值，,白底黑字为,1:8,观察距离达到,33m,；,黑底白字为,1:13,，观察距离达到,36m,。,笔划宽度与字高之比在,1:7,至,1:40,之间时，看清黑底上的白字比看清白底上的黑字，距离要远一些。产生上述现象的原因，是由于白底的光渗效应，即白光渗入到黑字区域，使黑字不易被看清。,实验表明狭长的字母比扁平形的字母分辨率高,推荐值,W,（,0.6,0.8,）,H,字宽,41,笔划宽度与字高的最佳比值，实验表明狭长的字母比扁平形,字间距,字母间距,0.2-0.5W,外文或者汉语拼音构成的单词之间的间距,1-1.5W,最小行距为字高的,1/2,，汉字行距,-1,42,字间距字母间距 0.2-0.5W42,字符与照度及背景的关系,视距为,710,字符的高度,标记,字高,字高,亮度,=3.5,位置可变关键标记,5,8,3-5,位置固定关键标记,4-8,2.5-5,非关键标记,1.3-5,1.3-5,对于非,710,的视距 字高以表中数值为准，伸缩比率因子：,增减比率实际视距,/710,43,字符与照度及背景的关系视距为710字符的高度标记字高字高亮度,字体构成模式,1,、,七段式,用于数字，由七条直线段组成，失去字符常态曲线，不易认读。用于液晶显示（,LCD,）和发光二极管显示,(LED),。,2,、点阵式,以圆点或方点阵构成字符，常用,5X7,，,7X5,，,5X9,，,7X9,，显示汉字的点阵最小为,16X16,，最多为,256X256,，优点认读效果好。,3,、线段法,4,、矢量式,44,字体构成模式1、七段式 用于数字，由七条直线段组成，失去字,电子数字显示设计,电子数字显示装置有液晶显示（,LCD,）和发光二极管显示,(LED),。电子显示的优点是：第一，显示出的数字不发生数字闪动或滚过；第二，不需外加照明，在暗处也可阅读（但液晶显示需要有背景）照明；第三，便于电气控制；第四，可运用彩色编码显示。其缺点是数字由直线段组成（常分为段），需要快速认读时，极易误读。下图为点阵构成数字，可减少数字之间的混淆。有,7X9,圆点阵和,7X9,方点阵，,5X7,圆点阵,45,电子数字显示设计 电子数字显示装置有液晶显示（LCD）和发光,字符和图形符号设计,图形符号是简明的或抽象的图案代表某一事物的内容或语义，具有形、意、色彩等多种刺激因素，传递信息量大，抗干扰能力强。,符号分三类：,文字符号、图形符号、图形标志,按其领域可分为：,产品技术文件用图形符号、设备用图形符号、标志用图形符号,46,字符和图形符号设计 图形符号是简明的或抽象的,当信号灯很多时，不仅用颜色区别，还可用形象化的形状加以区别，更有利于加强视觉通道的传递，如汽车车尾转向灯。,信号灯的形象化，要与它们所代表的意义有逻辑上的联系。,用,“,”,代表方向，用,“,”,或,“ ”,表示禁止，用,“,！,”,表示警觉或危险；,用较快的频率表示快速度，用较慢的频率表示慢速度等。,信号形象化,47,当信号灯很多时，不仅用颜色区别，还可用形象化的形状加以区别，,喷笔图形是实物的形象表达，但其功能远远超过实物,48,喷笔图形是实物的形象表达，但其功能远远超过实物48,图形和符号显示的信息量大，有利于操作者迅速观察和辨认，提高信息传递的速度，,49,图形和符号显示的信息量大，有利于操作者迅速观察和辨认，提高信,50,50,电子产品上使用部分的图形符号,51,电子产品上使用部分的图形符号51,52,52,图形符号设计,图形边框是设计计算图形符号大小的依据，边框内缘尺寸图形符号的公称尺寸，以,S,表示。最小公称尺寸,Smin,与观察距离有关。,单个符号设计,a.,符号尺寸：,图形符号的尺寸大小与该图形符号的边框有一定联系。不同边缘的图形符号尺寸,S,（,mm,）与视距,D,（,mm,）的关系，如表,3-17,所示。,对无边框图形的尺寸可参考有框尺寸进行设计。,b.,图形符号最小细节尺寸：,指符号细节本身的宽度。按视距为,1,米处人眼能分辨,11mm,高物体的人眼分辨角为,3.5,的规定，符号细节本身的最小尺寸,w,与视距,D,的关系为：,wD/1000(mm),在无干扰的情况下，符号细节本身的最小尺寸可按下式计算：,w2/2000(mm),符号细节之间的最小距离为：,dD/3000(mm),符号细节的最小线宽为：,miD/2000(mm),c.,符号的方向性,:,定向图形符号的含义受到本身的方向或位置影响时，必须清楚地加以说明，如旋转开关的方向符号，若不加上简单说明，易引起误解，组合使用有方向涵义的指示与有明示或暗示方向的图形符号时，二者在方向上和意义上应一致。,53,图形符号设计单个符号设计53,组合符号设计,a.,符号间距,它应等于或大于,2,倍符号与边框距，可用公式表示为：,SBS=2dis(mm),式中：,SBS,符号间距（,mm,）,dis ,符号至边框距离（,mm,）,b.,符号,/,正文的相互作用,符号与有关的连续数行正文之间的空档会影响两者组合的视觉效果，此时，应保证与特定符号有关的正文明显地放在该符号附近。,c.,符号,/,正文,/,箭头的相互作用,与正文有关的带方向的箭头应靠近正文。若用符号衔接箭头，则该符号应置于箭头与正文之间。向上、向下或向左指的箭头应放在正文前面，向右指的箭头应在正文后面，正文按常规排列。图,3-32,为箭头的互相作用。,54,组合符号设计54,各种边框设计,a.,符号与边框间距,符号与边框间距应等于或大于,1.5,倍最小细节宽度：,dis1.5w(mm),式中：,dis,符号与边框内缘的距离（,mm,）,w,符号细节本身最小宽度（,mm,）,若符号的所属部分近乎平行边框内缘，则该间距可等于或大于,2.5,倍符号细节本身的最小宽度：,dis2.5w(mm),b.,边框宽度,边框宽度（,W,）应等于或大于,0.015,符号尺寸，即：,W10.015S(mm),式中：,s,符号尺寸（方框内缘尺寸）（,mm,）,c.,方框,大部分公用信息符号都使用方框。方框可由直线组成，或作成有对比度的背景。,d.,棱框,它是由正方框旋转,45,而形成。要保持相同的符号尺寸，棱框尺寸（,Dc,）必须放大为,1.2,倍方框尺寸：,Dc1.2s(mm),55,各种边框设计55,e.,圆框,圆框直径等于方框边长时，圆框内的符号尺寸一般必须缩小。要想保持符号尺寸不变，而且不致严重损坏框形，则应放大圆框直径（,d,），且不大于,1.3,倍符号尺寸：,d1.3s(mm),若圆框的外观高度与方框相近，则框内直径应为,1.04,倍符号尺寸：,d1.04s(mm),f.,等边三角形,三角框底边等于方框时，三角框内符号一般必须缩小尺寸，若想保持符号大小不变，则需放大三角框底边，但一般不超过,1.7,倍符号大小尺寸。若想三角框与方框的外观大小相同，则底边应近似为,1.4,倍符号尺寸。表示的公式与相应的图如图图,3-33,所示。,56,e.圆框 圆框直径等于方框边长时，圆框内的符号尺寸一般必须,标记设计举例,已知视距（,D,）为,4m,，欲设计三角框内醒目的标记，可按以下步骤进行：,.,计算符号尺寸（,s,）,.,计算细节本身的最小尺寸（,w,）,;,.,计算最小线宽（,mi,）：,miD/2000,.,计算符号外缘至框内缘的最小距离 （,dis,）：,di1.5w,.,保持符号尺寸不变，计算所需三角框内缘长度（,b,）：,b1.7s,.,绘制标记：,.,计算与公众正常视觉方向的中央线的最大偏移（,x,）：,xD/4=4/4=1mm,.,计算最醒目时的偏移量：,xD/12=4/12=333mm,计算结果示于图,3-34,。,57,标记设计举例57,58,58,实验方法举例,下面以表示,“,入口,”,意义的图形符号为例，运用前述的实验程序，具体说明其过程与有关原则。,资料选自英国铁路（,BR,）、伦敦运输（,LT,）、世界杯（,WC,）、国际铁路协会（,UIC,）、图形设计协会国际委员会（,ICOG,）图例集，以及德赖弗斯（,Dreyfuss,）与塞姆莱因格的公用信息符号设计，共收集十个图例，如图,3-35,。每张图例上的标注代码说明如下：,每张图例绘于,30,30,卡片上的,25,25,（单位,mm,）方框内。卡片反面标上四位代码，两位数字表示图例所指对象的编号，两个字母表示图例。属于,“,入口,”,对象的图例装成一册。封面注明对象名称、功能和应用范围。,59,实验方法举例 下面以表示“入口”意义的图形符号为例，,30,30,25,25,代码,60,30302525代码60,适用性排队实验,被试最少,50,名，来自各方面：学生、家庭妇女、就医者等。,开始实验，被试将卡片的图例面向上排在桌上，按表示“入口”含义的适用程度排队；然后翻转卡片，用计算机记下图例代码与排队次序，并用量度方法建立的分类量度程序进行处理；然后由计算机输出图例排队次序，其最适用的量度为零，最差的量度为,100,。其排队计算结果见表,3-18,，排队次序如图,3-36,。入口的分析如下：,功能：,表示入口处的或到入口处的捷径位置。,使用场合：,公共场所、建筑物、公用设施、地图及指南、方位图表、运输车辆。,61,适用性排队实验61,表,318 “,入口”对象的图例排队计算结果,排队次序,项目号,项目代码,原始量度值,原始量（基线为零）,标称量度值,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,7,5,1,4,9,2,10,3,8,6,AI,AE,AA,AD,AK,AB,AL,AC,AJ,AH,-0.51,-0.33,-0.27,-0.23,-0.20,-0.12,0.11,0.47,0.62,1.04,0.00,0.17,0.24,0.27,0.30,0.39,0.62,0.98,1.13,1.55,0000,11309,15271,17676,19695,24926,39793,63383,73174,100000,62,表318 “入口”对象的,选取实验图例,从十个图例中挑选三种进一步实验，由专家按下述原则挑选：,.,顺序最前的符号必将列在最前面的一组三个符号中。,进一步实验所挑选的其他两个图例要有显著视觉差别，从而用较广范围的图例数据提高下步理解实验值。,.,若实验数据中列有等同或几乎相同的量度值，从而难于区分不同符号的差别时，则只选一种图例列入理解实验。,.,来自其他技术委员会的符号列入,ISO,，其中取得较高尺度的可列入前五名，视为理解实验的图例。经过如此考虑而挑选出来的“入口”三种图例如图,3-37,所示。,63,选取实验图例63,辨识,/,理解实验,选中的三种图例分别编入红、绿、蓝三色卡片中。被试的年龄分,30,岁以下与,50,岁以上两个年龄组，,30,50,岁的人排除。每个年龄组定,300,名被试，即,100,人用红色图例、,100,人用绿色图例、,100,人用蓝色图例，分别装订成册，并留,10,张备页。其编号如下：,200,张红色图例,001,210,200,张绿色图列,301,510,200,张蓝色图例,601,810,开始进行辨识,/,理解实验时，对被试用的指示语是：“我们向您调研，请用标记符号，不用文字，表达入口涵义的信息。”,向被试显示册内符号时用的指示语是：,“将向您呈现一种图例，请您按照页上的图例描述或说明其意义，写下您的答案。”,所有答案的前面标上卡片号，后面为理解内容。将其归纳于表内，并按下述原则分类，即得表,3-19,。,64,辨识/理解实验64,表,319,三种图例的回答结果,简化类型号码 蓝色图例,%,绿色图例,%,红色图例,%,明白了,44.0 48.4 22.9,大体明白,2.4 1.3 1.1,多半明白,1.1 7.9 9.2,稍微明白,0.3 0.0 0.0,不能明白,0.5 3.9 2.9,相反意义,1.9 2.4 6.3,错误,18.9 10.9 30.3,不知道,9.1 5.6 3.9,无回答,21.9 19.7 17.2,ICOGRADA Sim BR,65,表319 三种图例的回答结果简化类型号码 蓝,a.,按适用程度分为五类,.,明白了；,.,大体明白；,.,多半明白；,.,稍微明白；,.,不能明白。,b.,对其他情况的分类,.,描述相反的涵义；,.,描述错误标记；,.,回答“不知道”；,.,无答案。,对各类各类答案进行统计，算出各占的百分率如图,3-38,。,最后，由专家组评价，得出结论如下：,“同意采用绿色图例，但箭头按,ISO7001,样式修改，再补充试验。”,对各类答案进行统计，算出各占的百分率如表,3-20,。,66,a.按适用程度分为五类66,图形符号制作,图形符号的制作按基本图形要求放大，如图,3-38,所示，以,1010,的正方形小方格组成控制性方格组。图形位置于中心区域，周边留出个小方格作为空白区。外围第二外圈小方格作为边框区，边框圆角半径为小方格宽度。边框线位于方格线内侧，线宽为小方格宽度的,1/6,。,67,图形符号制作67,表,31,模拟式与数字式显示仪表的特点,比较项目,模拟显示仪表,数字显示仪表,指针活动式,指针固定式,数量信息,中：指针活动时读数困难,中：刻度移动时读数困难,好：能读出精确数值，速度快、差错少,质量信息,好：易判定指针位置，不需读出数值和刻度就能迅速发现指针的变动趋势,差：未读出数值和刻度时，难以确定变化方向和大小,差：必须读出数字，否则难以得知变化的方向和大小,调节性能,好：指针运动与调节活动有简单而直接的关系，便于调节和控制,中：调节运动方向不明显，批示的变动难控制，快速调节时不易读数,好：数字调节的监测结果精确，数字调节与调节运动无直接关系，快速调节时难以读数,监控性能,好：能很快确定指针位置,并进行监控，指针与调节监控制活动关系最简单,中：指针无变化有利监控，但指针与调节监控活动的关系不明显,差：不便按变化的趋势进行监控,一般性能,中：占用面积大，照明可设在控制台上，刻度的长短有限，尤其在使用多指针显示时认读性差,中：占用面积小，仪表需局部照明，只在很小一段范围内认读，认读性好,好：占用面积小，照明面积也是最小，表盘的长短只受字符的限制,综合性能,可靠性高,稳定性好,易于显示信号的变化趋向,易于判断信号值与额定值之差,精度高,认读速度快,无差补误差,过载能力强,易与计算机联用,局限性,显示速度较慢,易受冲击和振动的影响,环境因素影响较大,过载能力差,质量控制困难,显示易跳动或失效,干扰因素多,需内附或外附电源,元件或焊件存在失效问题,发展趋势,提高精度与速度,采用模拟与数字混合型显示仪表,提高可靠性,采用智能化显示仪表,表,320 “,入口”答案简化分类,68,表31 模拟式与数字式,在制作箭头要注意箭头尖头角度应为,84,86,，宽度与箭杆相同,如图,3-39,所示。,69,在制作箭头要注意箭头尖头角度应为8486，宽度,70,70,作业：,选择一款数字照相机，描绘其符号，并按自已的理解说明指示的,意义及符号特征。,71,作业：选择一款数字照相机，描绘其符号，并按自已的理解说明指示,仪表总体设计原则,1,、几何关系应保证每个仪表面都处于最佳观察范围内，并做到等视距。,2,、梯形板面，两侧板面与中央板面之间的夹角以,65,为最优；双人使用时，可采用,45,55,。,3,、根据功能和重要程度，突出重点，分区布置。,72,仪表总体设计原则1、几何关系应保证每个仪表面都处于最佳观察范,1,、最重要的仪表，应设置在视野中心,3,范围内，这一视野范围人的视觉工作效优；,2,、一般常用仪表应布置,20,40,的水平视野范围内；,3,、,40,60,区域只允许设置次要的仪表；,4,、不常用和不重要的仪表外，一般不宜设置在,80,水平视野之外。,5,、所有仪表原则上都应设在人不必转头或转身即可看见的视野范围之内的,区是视距,800mm,时，按最佳视区设计的仪表板。,6,、视距最好在,560,750mm,范围内，这样的视距下，眼睛能较长时间地工作而不会疲劳。,设计细则,73,1、最重要的仪表，应设置在视野中心3范围内，这一视野范围人,仪表的分布,仪表在垂直面上的,分区布置,，可按观察角的优劣选择,为了使分区布置的仪表彼此有明显的区别，区与区之间可采用不同的,背景颜色,、,分界线,或,图案,来分开，仪表分区所采用的背景图案最好能与仪表的功能相联系。性质重要的仪表区，在仪表板上应有引人注目的背景颜色。,74,仪表的分布 74,区域,处在最佳观察范围，布置需经常观察的各类显示仪表和记录仪表。,区域,正好处于上肢的正常操作范围内，是仪表台的操纵台，布置启动、制动、调节和信息转换的按钮和旋钮等。也可布置次常用的显示仪表。,区域,一般布置次常用的仪表，如布置反映整修生产过程运行状况的仪表以及反映各主要设备和机器运行状况的仪表。,区域,的仪表，操作者需仰视才能观察，故只适宜布置那些用得极少但又不可缺的仪表，如反映全企业、全厂或全车间生产过程、起生产管理作用的仪表，以及紧急报警装置等。这些仪表中，有的已用电视屏幕来显示。,75,区域处在最佳观察范围，布置需经常观察的各类显示仪表,76,76,