Средства отображения информации

Индикаторы. Индикатор (позднелат. indicator — указа­тель, от лат. indico — указываю, определяю) — прибор (устройство, элемент), отображающий ход процесса или состояние объекта наблюдения в форме, удобной для восприятия человеком (рис. 25, 28-30, 33 цв. вкл.). Индикаторы должны отвечать следующим требованиям:

♦ позволять считывать информацию с требуемой точностью;

♦ исключать потерю информации из-за отражения внешне­го освещения от поверхности индикатора. В некоторых случаях следует предусматривать специальные средства, предотвращающие ухудшение условий восприятия ин­формации (экраны, колпаки, индикаторы, предохраняю­щие от освещения прямым солнечным светом, и т.п.);

♦ обеспечивать немедленную очевидность для операто­ра выхода из строя или неисправность индикатора;

♦ не иметь на лицевой стороне панели торговых знаков и наименований завода или фирмы-изготовителя, так же как и других обозначений, не связанных с функция­ми индикатора.

Стрелочные индикаторы. Стрелочные индикаторы обыч­но используются при считывании количественных и ка­чественных показателей, проверочном (контрольном) чтении, сравнении показателей.

Скорость и точность считывания показаний во многом зависят от того, с какого участка шкалы ведется считыва­ние. Круглые шкалы дают лучшие результаты при считы­вании показаний с центрального верхнего сектора, а гори­зонтальные — с центральной части шкалы (здесь они пре­восходят круглые); по мере же приближения к краям этих шкал скорость и точность считывания значительно падают. Форму шкалы нужно выбирать с учетом характера инфор­мации, для которой она предназначена.

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

Увеличение числа мелких отметок приводит к сни­жению скорости и точности считывания. Оптимальная величина самого малого интервала 1,5 мм (дистанция наблюдения 750 мм). Если стрелка прибора останавлива­ется между отсеками 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. Минималь­ные размеры диаметра круглой шкалы (при расстоянии 750 — 900 мм от глаз оператора) составляют 40 — 60 мм. Однако нет существенной разницы в точности считыва­ния показаний шкал диаметром от 35 до 70 мм. При уменьшении диаметра до 17—18 мм и менее скорость и точность считывания значительно снижаются. То же наблюдается и при увеличении диаметра шкалы до 120 — 150 мм.

Эффективность считывания 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 градусов.

Цифры на шкалу следует наносить прямыми линия­ми и только у 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 составляет 1:10, а при таком же освещении черных цифр на белом фоне — 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 1,6 мм);

♦ рекомендуется, чтобы стрелка от центра вращения до самого кончика была того же цвета, что и отметки шкалы;

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

♦ стрелки не должны закрывать цифр, а цифры следует размещать с наружной стороны шкалы.

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

При конструировании и размещении стрелочных ин­дикаторов необходимо учитывать следующие требования:

♦ стрелочные индикаторы на панели следует устанавли­вать в плоскости, перпендикулярной линии взора;

♦ цифры должны быть 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 должен быть шире самого малого деления, чтобы не заслонять цифр и отметок;

♦ при одновременном контрольном считывании с не­скольких приборов стрелки устанавливаются так, чтобы они при нормальных условиях работы имели одинаковое направление;

♦ для облегчения контрольного считывания рабочие и перегрузочные диапазоны следует выделять 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. Счетчики. 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.

При последовательном считывании цифры должны следовать друг за другом, но не чаще двух за 1 с.

Показания счетчиков, используемые для индикации последовательности работы оборудования, должны сбра­сываться автоматически по завершении работы. Необхо­димо предусмотреть возможность ручного сброса.

Счетчики по возможности должны иметь собствен­ное свечение, а отделка поверхности барабанов счетчи­ков и окружающих их поверхностей должна сводить к минимуму отсвечивание. Целесообразен высокий цвето­вой контраст цифр и фона (черные цифры на белом фоне и наоборот).

Индикаторы с подсветом. Применяются для отображе­ния информации, требующей немедленной реакции опе­ратора либо привлекающей его внимание к состоянию

системы. Такие индикаторы могут иногда использоваться персоналом, выполняющим функции технического об­служивания и регулирования.

Если индикаторы предназначаются для использова­ния в условиях различной освещенности, в них следует предусмотреть возможность регулирования яркости. Пределы регулирования яркости должны обеспечивать хорошую различимость информации, отображаемой на индикаторе, при всех предполагаемых условиях освещен­ности; индикаторы не должны казаться светящимися, когда они не светятся, и восприниматься погасшими, когда светятся. Для индикаторов на лампах накаливания рекомендуется также 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.

Индикаторные лампы, которые используются редко или только для целей технического обслуживания и ре­гулирования, должны быть закрыты или невидимы при эксплуатации системы, но легко досягаемы. Следует предусмотреть возможность контроля ламп. Желательно, чтобы конструкция обеспечивала возможность проверки всех ламп сразу, а также съема ламп с лицевой индика­торной панели без применения инструментов или каким-либо иным быстрым и удобным способом.

Экраны индикаторов или стекла с надписями следует контролировать так, чтобы исключалась возможность случайной их перестановки.

Печатающие устройства. Конструкция таких устройств должна обеспечивать простое и быстрое введение и снятие печатных материалов. Должна быть предусмотре­на надежная индикация расходуемого материала (бумаги, чернил, ленты). Там, где это нужно, печатающие устрой­ства следует располагать таким образом, чтобы на ленте легко можно было делать различные записи и пометки, не снимая ее с самописца. Информация на ленте должна быть напечатана так, чтобы ленту можно было отрывать по мере ее поступления из устройства. 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 предусматривается специальное приемное устройство. Для интерпретации графических данных оператор дол­жен иметь вспомогательные средства, однако эти средст­ва не должны затемнять или искажать полученные дан­ные. При необходимости графопостроители следует рас­полагать таким образом, чтобы в вычерченной информа­ции можно было производить соответствующие записи и пометки, не снимая бланка с графопостроителя. Знаковые светящиеся индикаторы. Предназначены для вывода смысловой буквенно-цифровой (символьной) ин­формации с электронных вычислительных устройств — аналоговых, цифровых вычислительных машин, преобра­зователей, бортовых вычислителей и т.п. — посредством элементов памяти и коммутации. В зависимости от способа высвечивания используются знаковые индикаторы разного типа. Наиболее широкое применение получили электролюминисцентные и газоразрядные знаковые ин­дикаторы.

Электролюминисцентные индикаторы синтезируют знаковую информацию на многосегментном матричном экране путем преобразования электрических сигналов в энергию свечения сегментов матрицы. Многоцветные электролюминисцентные индикаторы целесообразно ис­пользовать для многомерного кодирования знаковой ин­формации. Например, общая форма знака может исполь­зоваться для кодирования типа объекта, количественных характеристик его состояния, а цвет свечения — для ко­дирования качеств этого состояния (норма, предаварийное, аварийное, работа резервного оборудования и т.п.).

Конструирование и выбор электролюминисцентных знаковых индикаторов ориентированы на достижение:

♦ необходимого уровня яркости знака, достаточного для его различимости по сравнению с фоном при задан­ных параметрах внешней освещенности;

♦ читаемости и различимости знаков в пределах задан­ной длины алфавита;

♦ соответствия применяемых цветовых оттенков общепри­нятым параметрам основной гаммы цветов, используе­мых для цветового кодирования;

♦ контраста светящихся сегментов с фоном; отсутствия бликов в зоне высвечивания знаков (многосегментный экран) как за счет внутренних, так и внешних источни­ков подсветки;

♦ ремонтопригодности, возможности удобной замены вы­шедших из строя элементов;

♦ высокого уровня надежности безошибочного высвечи­вания всех сегментов синтезируемого знака за счет электронных схем контроля.

Цифровые знакосинтезирующие электролюмини­сцентные индикаторы по начертанию цифр могут быть разделены на три основные группы: с привычным начер­танием знаков; с удовлетворительной привычностью на­чертания; с непривычным начертанием знаков, рассчи­танным на специально подготовленных операторов.

Газоразрядные знаковые индикаторы (аркотроны, декатроны, полиатроны и др.) выполняются в виде цифр, букв или других знаков. Целесообразно использовать их в тех случаях, когда нет ограничений на недопустимость параллакса, например когда считывание показаний может производиться под оптимальным углом зрения.

При разработке и выборе газоразрядных знаковых индикаторов следует добиваться:

♦ отсутствия или предельно допустимого значения парал­лакса при изменениях угла обзора;

♦ отсутствия или предельного уменьшения маскировки (затед/нения, экранирования) задних светящихся знако­вых электродов (катодов) передними;

♦ хорошей читаемости и взаимной различимости зна­ков; отсутствия засвечивания ("зажигания") соседних знаковых электродов, заключенных в общий стеклян­ный баллон;

♦ возможности регулирования яркости свечения всех зна­ков; равномерности свечения в течение всего заданно­го периода высвечивания знаковой информации;

♦ малоинерционности высвечивания и гашения знаковой информации;

♦ отсутствия бликов, создаваемых как высвечивающими­ся знаками, так и внешними источниками освещения.

Сигнализаторы звуковые. Предназначены для привлече­ния внимания оператора. К ним относятся неречевые сообщения — источники звука, используемые на рабо­чем месте для подачи аварийных, предупреждающих и уведомляющих сигналов в тех случаях, когда: сообщение одномерное и короткое; требует немедленных действий; место приема информации слишком освещено или затем­нено; зрительная система оператора перегружена.

Конструкция звуковых сигнализаторов должна ис­ключать возможность создания ложной тревоги. Устрой­ство для звуковой сигнализации и его электрические цепи должны быть сконструированы так, чтобы тревож­ный сигнал сохранялся при отказе системы или оборудо­вания.

Звуковые сигнализаторы неречевых сообщений должны:

♦ привлекать внимание оператора путем неожиданной подачи сигнала, изменения уровня звукового давле­ния, увеличения длительности звучания, частоты следо­вания;

♦ сообщать оператору об отказе или изменениях в сис­теме "человек-машина";

♦ не перегружать слуховой анализатор оператора, не отвлекать внимание других операторов, не мешать ре­чевой связи, не утомлять оператора, не оглушать его при увеличении уровня звукового давления сигнала и не пугать при неожиданном появлении.

В звуковых сигнализаторах при наличии ручного отключения должен быть обеспечен автоматический воз­врат схемы в исходное положение для получения очеред­ного управляющего сигнала.

Частотная характеристика тональных сигналов должна быть в пределах 200 — 5000 Гц. При наличии вы­сокочастотного маскирующего шума допускается расши­рение предела до 10 000 Гц.

При наличии в помещении постов управления акус­тическими экранами частотная характеристика тональ­ных сигналов рекомендуется в пределах 200 — 1000 Гц. При изменении частоты тона шаг изменения должен быть не менее 3% по отношению к исходной частоте.

Предупреждающие и аварийные сигналы должны быть прерывистыми.

Несущая частота предупреждающих сигналов долж­на быть 200 — 600 Гц при длительности сигналов и интер­валов между ними 1 — 3 с, а аварийных сигналов — 800 — 2000 Гц при длительности интервалов 0,2 — 0,8 с.

Уровень звукового давления сигналов на рабочем месте должен быть в пределах от 30 до 100 дБ. -При маскировке шумом предельно допустимые уровни звуко­вого давления сигналов должны быть от ПО до 120 дБ.

При изменениях уровня звукового давления шаг изменения должен быть не менее 3 дБ. Уровень звукового давления аварийных сигналов должен быть не выше 100 дБ, предупреждающих — не выше 80 — 90 дБ, а уведом­ляющих — не менее чем на 5% ниже по отношению к уровню звукового давления аварийных сигналов.

Длительность отдельных сигналов и интервалов между ними должна быть не менее 0,2 с. При изменениях длительности звуковых посылок шаг изменения должен быть не менее 25% по отношению к исходной длитель­ности. Длительность звучания интенсивных звуковых сигналов не должна превышать 10 с.

Модуляция сигналов должна производиться измене­ниями амплитуды и частоты. При амплитудном модули­ровании глубина модуляции должна быть не менее 3% по отношению к несущей частоте.

При маскировке шумом используют звуковые сигна­лы, частота которых как можно больше отличается от наиболее интенсивных частот шума. Необходимо обеспе­чивать превышение порога маскировки звуковых сигна­лов от 10 до 16 дБ.

Словесные сигналы предостережения состоят из не­речевого настораживающего сигнала для привлечения внимания, а также из краткого стандартизованного рече­вого сигнала, который идентифицирует конкретные ус­ловия и предлагает соответствующие действия. Уровень словесных сигналов тревоги для критичных ситуаций должен быть по крайней мере на 20 дБ выше уровня помех в месте расположения оператора, принимающего сигнал. Голос, используемый для записи словесных сигналов предо­стережения, должен иметь хорошую дикцию, быть офи­циальным, беспристрастным и спокойным. Слова должны быть разборчивыми, соответствовать смыслу ситуации и краткими. Критические сигналы предостережения сле­дует повторять с паузой не менее 3 с между сообщениями до тех пор, пока положение не будет исправлено.

Система словесного предупреждения должна иметь блокировку режимов, выполненную таким образом, чтобы не допускать передачи сообщения, не имеющего отношения к сложившейся ситуации.

Громкость звукового сигнала предостережения должна регулироваться оператором или автоматически, с учетом производственных условий и факторов безопас­ности операторов. Движение регулятора громкости должно быть ограничено, чтобы любой сигнал был слы­шен оператору. В системе предостерегающей сигнализа­ции предусматриваются средства для ручного регулиро­вания громкости. Длительность звуковых сигналов предо­стережения должна быть не менее 0.5 с и может продол­жаться до соответствующей реакции (корректирующего действия) оператора или автомата. Завершение коррек­тирующего действия должно автоматически прекращать сигнал.

В аварийных ситуациях не следует использовать сигналы, которые остаются включенными или нарастают, если их отключение может мешать необходимым коррек­тирующим действиям.