Требования к визуальным индикаторам

Индикаторы нужно конструировать так, чтобы выход их из строя или неисправность становились немедленно очевидными для оператора.

Торговые знаки и наименования завода или фирмы-изготови­теля, так же как и др. обозначения, не связанные с функциями индикатора, не должны находиться на лицевой стороне панели.

Индикаторы необходимо конструировать и размещать так, что­бы оператор мог считывать И с требуемой точностью. Индикаторы следует конструировать и размещать так, чтобы избежать потери И вследствие отражения внешнего освещения от поверхности индикатора. В некоторых случаях пре­дусматривают спец. средства, предотвращающие ухудше­ние условий восприятия И.

К таким средствам, в част­ности, относятся экраны, колпаки, предохраняющие индикаторы от освещения прямым солнечным светом.

Индикаторы с подсветом. Имеются три осн. типа индика­торов с подсветом:

– подсвечиваемые панели с одной или многими надписями, несу­щими И в виде слов, чисел, символов или сокращений;

– простые индикаторные лампочки (сигнальные и др.);

– панели с подсветом, отображающие И о готовности системы.

Индикаторы с подсветом применяются для отображения ка­чественной И, необходимой оператору (гл. обра­зом И, требующей немедленной реакции оператора ли­бо привлекающей его внимание к состоянию системы). Такие индикаторы могут иногда использоваться персоналом, выполняю­щим функции тех. обслуживания и регулирования.

Отсутствие подсвета не следует использовать для обозначения таких понятий, как «готовность», «в пределах допуска», или команды «продолжать», а также для обозначения «неисправно­сти», «выхода за допустимые пределы» или команды «прекратить действие»; однако отсутствие подсвета допустимо для указания об отключении питания (н-р, при индикации надписи «Пи­тание вкл.»). Изменения состояния индикаторов должны отобра­жать изменения функционального состояния системы, а не только результаты действия органов управления.

Световые сигналы предостережения и тревоги, а также сигна­лы, используемые для отображения состояния комплексов аппа­ратуры системы, располагают отдельно от световых сигналов, показывающих состояние разл. компонентов и узлов.

Если индикатор с подсветом связан с органом управления, индикаторную лампу размещают так, чтобы она была однозначно связана с этим органом управления и видна оператору при рабо­те с ним.

Для критичных функций индикаторы нужно располагать в зо­нах оптимальной видимости.

Индикаторные лампы, которые используются редко или исклю­чительно для целей тех. обслуживания и регулировки, должны быть закрыты или невидимы при эксплуатации системы, но легко досягаемы.

Если индикаторы предназначаются для использования в усло­виях разл. освещенности, в них следует предусмотреть регу­лировку яркости. Пределы регулирования яркости должны обеспечивать хорошую различимость И, отображаемой на индикаторе, при всех предполагаемых условиях освещенности. Во всяком случае, они не должны казаться светящимися, когда они не светятся, и восприниматься погасшими, когда светятся. В некоторых руководствах и стандартах для индикаторов на лам­пах накаливания рекомендуется использовать лампы с резервными нитями накаливания или сдвоенные лампы, чтобы в случае отказа одной нити лампы сила подсвета уменьшалась, указывая тем са­мым на необходимость замены лампы, но не настолько, чтобы оператор не мог работать.

Для индикаторных ламп требуется предусмотреть контроль. Желательно, чтобы конструкция обеспечивала возможность про­верки всех индикаторных ламп сразу. Панели, содержащие три и менее индикаторных ламп, могут иметь отд. кнопки для проверки ламп. Если важным требованием является быстрая адаптация к темноте, предусматриваются средства уменьшения яркости свечения всей, индикаторной цепи во время проверки.

Желательно иметь возможность снимать лампы с лицевой сто­роны индикационной панели без применения инструментов или каким-либо иным быстрым и удобным способом. Индикационные цепи проектируются так, чтобы лампы можно было снимать и за­менять, не отключая электропитания, не вызывая опасности по­вреждения компонентов индикаторной цепи и не подвергая опас­ности обслуживающий персонал.

Экраны индикаторов или указателей с надписями (стекла инди­каторов) следует конструировать так, чтобы предотвратить слу­чайную перестановку стекол.

Широкое применение нашли лампы с надписями, которые в большинстве случаев предпочтительнее простых индикаторных ламп. Лампы с надписями могут кодироваться цветом, а также размерами и миганием. Лампы с надписями, предназначенные для обозначения повреждений, причиненных оборудованию или обслу­живающему персоналу (мигающий красный), для предостереже­ния о надвигающейся опасности (желтый), для суммарного кон­трольного сигнала, должны быть заметно больших размеров и по возможности ярче др. индикаторов. Надпись на лампе должна быть различима независимо от того, включен индикатор или выключен.

Индикаторы с множественными надписями (пластинки с надпи­сями расположены одна на другой) необходимо конструировать с учетом след. требований:

– когда освещается задняя надпись, она не должна быть затем­нена передними;

– задние пластинки с надписями размещаются так, чтобы па­раллакс (перспективное (кажущееся) смещение рассматриваемого объек­та, вызванное изменением точки наблюдения. Задние надписи должны иметь одинаковую кажущуюся яркость с передними) сводился к минимуму.

Простые индикаторные лампы следует использовать в случаях, когда конструктивные данные не позволяют использовать лампы с надписями. Расстояние между соседними лампами должно быть достаточным для однозначного их обозначения, для правильной интерпретации И и удобства замены.

Стрелочные индикаторы. Имеются два типа таких индикато­ров: с движущейся стрелкой и неподвижной шкалой; с неподвиж­ной стрелкой и движущейся шкалой.

В зависимости от характера поставленных задач стрелочные индикаторы могут использоваться либо с рукоятками управления, либо без них.

Стрелочные индикаторы с рукоятками применяют для установ­ки заданной величины параметра, а также при восстановлении положения стрелки при ее отклонении от заданной величины. Лучшим типом индикатора в этом случае является движущаяся стрелка с неподвижной шкалой; лучшая форма шкалы – горизон­тальная. Можно использовать и круглые шкалы. Выбор формы шкалы зависит от конкретных условий – величины панели, коли­чества и формы др. приборов и т.п. Стрелочные индикаторы с рукоятками применяются также для контроля за объектом пу­тем непрерывного изменения положения одной стрелки при дви­жении другой (операция, слежения). Лучший тип индикатора для подобных задач – движущаяся стрелка с неподвижной шкалой; лучшая форма шкалы – круглая.

Стрелочные индикаторы без рукояток обычно используются, когда решаются след. задачи:

а) количественное чтение. Оператора интересуют точные чис­ловые значения измеряемого параметра. Однако лучшим прибором является счетчик с цифровым отсчетом, так как цифровые данные оператор воспринимает быстрее и с мень­шим числом ошибок;

б) качественное чтение. Для оператора важны не абсолютные показания, а сведения об изменении того или иного пара­метра исследуемого объекта или тенденции развития про­цесса (возрастает или уменьшается данная величина и т.п.).

Использование индикатора с движущейся стрелкой и неподвижной шкалой обеспечивает наилучшую точность и ско­рость считывания; лучшая форма шкалы – круглая;

в) проверочное (контрольное) чтение. Оператору важны не количественные данные, а лишь контрольные показания, т.е. ему необходимо знать, работает аппаратура в установ­ленных пределах или нет. Для этого рекомендуется непо­движно закрепленная шкала с движущейся стрелкой; лучшая форма шкалы – круглая;

г) сравнение показателей. Эта операция требует исключительной точности, поэтому для нее также целесообразно при­менять счетчики.

При выборе стрелочного индикатора необходимо знать, в ка­ком временном режиме, он будет использоваться. При коротких экспозициях (менее 0,5 с) точнее считываются показания прибора с подвижной шкалой и неподвижной стрелкой: условия считыва­ния в этом случае приближаются к условиям считывания показа­ний со счетчика. Однако с увеличением экспозиции предпочтение отдается приборам с подвижной стрелкой и неподвижной шкалой. Скорость и точность считывания показаний во многом зависят от формы шкалы. Лучшие результаты дает круглая, за ней сле­дует полукруглая (Круглой называется дуговая шкала с углом дуги около 360°; полукруглой – дуговая гикала с углом дуги около 180) и прямолинейная горизонтальная шкалы; худ­шие – вертикальная шкала.

При считывании показаний с одной и той же шкалы результа­ты получаются различные в зависимости от того, с какого участка шкалы ведется считывание. Круглые шкалы дают лучшие резуль­таты при считывании показаний с центр. верхнего сектора, а горизонтальные – с центр. части шкалы (здесь они пре­восходят круглые); по мере же приближения к концам этих шкал скорость и точность считывания значительно падают.

При выборе формы шкалы необходимо учитывать и предпола­гаемую ее длину. Если на панели управления необходимо уста­новить прибор с длинной шкалой, то для повышения скорости и точности считывания показаний рекомендуется:

– снабжать шкалу несколькими указателями: одним – для точ­ного считывания и одним или несколькими для считывания, при котором не требуется точности;

– на осн. шкале размещать подшкалу, с которой ведут бо­лее точное считывание;

– объединять шкалу со счетчиком. Такие комбинированные инди­каторы целесообразно применять тогда, когда выполнение задачи предусматривает и качественное, и количественное считывание И.

Форму шкалы нужно выбирать с учетом характера И, для которой она предназначена. Так, для приборов, с по­мощью которых контролируются параметры глубины, высоты, тем­пературы, лучшими являются вертикальные шкалы; при этом на глубинометрах показатель нуля должен размещаться у верхнего края шкалы, а на высотометрах – у нижнего.

Точность считывания показаний со шкалы зависит от ее раз­мера, расстояния, с которого ведется считывание, интервала меж­ду отметками.

Шкалы приборов градуируют штриховыми отметками опред. размеров. Эти отметки подразделяются на главные, сред­ние и малые. Точность считывания возрастает с увеличением интервала между отметками, но лишь до опред. предела. Оптимальная длина основного интервала между гл. отмет­ками – 12,5–18 мм (дистанция наблюдения – 750мм). Дальней­шее увеличение ухудшает считывание показаний прибора.

Увеличение числа мелких отметок приводит к снижению ско­рости и точности считывания. Оптимальная величина самого ма­лого интервала равна примерно 1,5мм или 6–8' (дистанция наблюдения – 750мм). При увеличении интервала от 3,5' до 6,5' точность и время безошибочного считывания возрастают весьма интенсивно. Однако дальнейшее увеличение интервала (до 10,5') не дает существенных улучшений.

Если стрелка прибора останавливается между отметками шка­лы при считывании показаний, то возникает необходимость зри­тельной интерполяции. Наилучшие результаты интерполяции на­блюдаются тогда, когда оператор должен мысленно делить отме­ченный интервал не более чем на 4–5 частей.

Зависимость между диаметром шкалы и точностью считывания показаний не является линейной. Оптимальные размеры диаметра круглой шкалы (при расстоянии 750–900 мм от глаз оператора) составляют 40–60 мм. Однако существенной разницы в точности считывания шкал диаметром от 35 до 70мм нет. При уменьшении диаметра до 17–18 мм и менее скорость и точность считывания значительно снижаются. То же наблюдается и при увеличении диа­метра до 120–150 мм.

Эффективность чтения определяется не абсолютной величиной диаметра шкалы, а ее отношением к дистанции наблюдения, т.е. угловыми размерами шкалы. Оптимальные угловые размеры диа­метра шкалы находятся в пределах 2,5–5°.

Наилучшими являются шкалы с ценой деления 1; 5; 10 и соот­ветствующей оцифровкой. Длина оцифрованных отметок должна равняться 0,5–1 длины интервала между отметками, длина не­оцифрованных отметок – 0,5 длины основных отметок. Толщина основных отметок должна составлять 5–10% расстояния меж­ду неоцифрованными отметками – 2/3 толщины основной от­метки.

Цифры на шкалу следует наносить прямыми линиями, и только у основных (главных отметок). Они должны быть простыми, без каких-либо украшений. Точность считывания цифр зависит от со­отношения высоты, ширины и толщины обводки. На последнюю влияют освещение и контрастность: оптимальное отношение тол­щины обводки к высоте цифр при диффузном освещении белых цифр на черном фоне (обратный контраст) составляет 1:10, а при таком же освещении черных цифр на белом фоне (прямой кон­траст) –1:6. Отношение ширины к высоте должно составлять 2:3. Расстояние между цифрами должно равняться половине ши­рины цифры.

Важное значение при считывании показаний со шкал имеет расположение стрелок и указателей:

– стрелка должна доходить до наименьшей отметки шкалы, но не перекрывать ее (минимальное расстояние между концом стрел­ки и отметкой составляет не менее 0,4–0,8 мм, максимальное – не более 1,6мм) и находиться как можно ближе к плоскости ци­ферблата, чтобы свести к минимуму параллакс;

– конструкция стрелки должна быть простой, толщина острия – не более ширины самой малой отметки шкалы;

– рекомендуется, чтобы часть стрелки от центра вращения до са­мого кончика была того же цвета, что и отметки шкалы, а осталь­ная часть – того же цвета, что и плоскость циферблата;

– стрелки для прямолинейных шкал должны быть отчетливо видны; их изготавливают довольно широкими у основания, но к концу, обращенному к шкале, они сужаются, переходя в ясно видимую точку;

– стрелки не должны закрывать цифр; желательно также, чтобы, цифры были размещены с наружной стороны шкалы.

Если стрелки компактно расположенных шкал в нормальном положении ориентированы в одном направлении, то любое откло­нение стрелки от нормального положения немедленно замечается и времени на проверку показаний требуется значительно меньше, чем в том случае, когда стрелки ориентированы в разных направлениях.

Эффективность работы оператора значительно повышается; с введением доп. сигнализаторов. Н-р, при вы­делении на шкале цветной полоской зоны «Нормально» оператору при контрольном чтении достаточно лишь воспринять и оценить взаимное положение стрелки указателя и отметки-сигнализатора. Отметка-сигнализатор для привлечения внимания оператора долж­на отличаться от др. отметок шкалы не только цветом, но и формой. В ряде случаев доп. сигнализаторы следует делать подвижными. Это позволяет при изменении зоны «Нор­мально» соответственно изменять и положение отметки. Целесооб­разно также выделять цветом разл. участки шкалы, но при условии, что прибор цветным светом не освещен.

Шкалы, размещенные по краям очень больших панелей, снаб­жаются сигнальными лампочками; желательно, чтобы яркость, лампочки при отклонении от нормы менялась.

Т.о., при конструировании стрелочных индикаторов необходимо учитывать след. требования:

– стрелочные индикаторы на панели надо устанавливать в плоскости, перпендикулярной линии взора;

– цифры должны быть простыми и нанесены на шкалы верти­кально; значение цифровых показателей на круглых шка­лах возрастает по часовой стрелке;

– градуировка шкал не должна быть более мелкой, чем этого требует точность самого прибора;

– наилучшими являются шкалы с ценой деления 1; 5; 10;

– для шкал, установленных на одной панели, необходимо выбирать одинаковую систему делений и одинаковые цифры;

– при конструировании стрелок параллакс следует свести к минимуму; конец острия стрелки не может быть шире самого малого деления, чтобы не заслонять цифр и отметок;

– при одновременном контрольном считывании по несколь­ким приборам стрелки устанавливаются так, чтобы при нор­мальных условиях работы они имели одинаковое направ­ление;

– для облегчения контрольного считывания рабочие и пере­грузочные диапазоны выделяются цветом;

– необходимо, чтобы фон шкалы был матовым и на стенках приборов не наблюдалось бликов;

– поверхность шкалы не должна быть темнее панели, в то время как каркас шкалы может быть темнее;

– между цветом фона шкалы и цветом делений и надписей нужно сохранять максимальную контрастность.

Освещение шкалы должно быть равномерным, а степень осве­щенности должна регулироваться.

Др. индикаторы. Кроме стрелочных индикаторов применяются счетчики прямого отсчета, печатающие устройства, графо­построители.

Счетчики прямого отсчета используются для получения коли­чественных данных, когда требуется быстрая и точная индикация. Счетчики следует ставить как можно ближе к поверхности пане­ли, чтобы свести к минимуму параллакс и тени, обеспечить макси­мальный угол видения.

Если наблюдателю необходимо считывать цифры последова­тельно, они должны следовать друг за другом не чаще двух за 1с. Чтобы увеличить показания счетчика или произвести сброс, реко­мендуется вращение ручки восстановления или сброса счетчика производить по часовой стрелке. Счетчики, используемые для ин­дикации последовательности работы оборудования, должны сбра­сываться автоматически по завершении работы. Необходимо пре­дусмотреть средства и для ручного сброса.

Счетчики по возможности должны иметь собственное свечение, а поверхность барабанов счетчика и окружающие их поверхности такую отделку, которая сводит к минимуму отсвечивание. Целе­сообразен высокий цветовой контраст цифр и фона (черные циф­ры по белому фону или наоборот).

Печатающие устройства применяют тогда, когда требуется запись количественных данных. Печатная И должна быть пригодной для непосредственного использования при мини­мальной потребности в декодировании, перемещении или интер­поляции.

Печатающие устройства нужно конструировать так, чтобы обеспечивалось простое и быстрое введение и снятие печатных ма­териалов. Должна быть предусмотрена надежная индикация рас­ходуемого материала (н-р бумаги, чернил, ленты). Там, где это нужно, печатающие устройства следует располагать т.о., чтобы на ленте легко можно было делать различные записи и пометки, не снимая ее с самописца. И на лен­те должна быть напечатана так, чтобы ленту можно было отры­вать по мере ее поступления из устройства без резания или склеи­вания по частям.

Графопостроители используются для записи непрерывных гра­фических данных. Вычерчиваемые штрихи должны быть легко ви­димы и не закрываться пером или его рычагом. Контраст между вычерчиваемой линией и фоном должен быть не менее 50%. Для выходящего из графопостроителя бланка с вычерченными данны­ми там, где это необходимо или желательно, предусматривается спец. приемное устройство. Для интерпретации графических данных оператор должен иметь вспомогательные средства (н-р графические кальки), однако эти средства не должны за­темнять или искажать полученные данные. При необходимости графопостроители следует располагать т.о., чтобы в вычерченной И можно было производить соответст­вующие записи и пометки, не снимая бланка с графопостроителя.