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（一）视觉显示器设计 视觉显示器的设计类型很多，就机械产品而言，目前最广的还是指针式显示器。下面从显示器刻度盘形状和大小、字符、指针，以及色彩等方面来着重探讨指针式显示器的设计。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 1、盘的设计 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （1）形式 主要取决于设备的精度要求和使用要求。通过比较得出： 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
① 窗式为最佳，这是由于窗式刻度盘外露的刻度少，观察范围小，视线集中。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 ② 水平方向观察准确度要高于垂直方向的准确度。因眼睛水平方向运动要比垂直方向快，故水平方向视觉传递快，水平方向判读的准确度高于垂直方向；竖直直线型最差，竖直直线型显示器判读速度为最慢，且准确度也低，判断错误率为最高。斯莱特（R. Sleight）曾就竖型、水平型、半圆型、圆型、开窗型等五种形式的刻度盘的读书误差做过调查测试，其结果如图1所示。 本文来自www.eadianqi.com
（2）大小 刻度盘的大小和人眼睛观察距离及刻度数量有关。表1是对圆形刻度盘的测试结果，可以看出，刻度盘的大小一般是随视距与刻度数量增减而改变的。 本文来自www.eadianqi.com 当刻度盘尺寸增大时，刻度盘、指针和字符量也相应增大，但如果尺寸过大，观察者眼睛扫描的线路必然增长，在一定的时间内对读数的速度和准确度也要受到影响。当然也不宜过小，过小效果同样不好。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 表1 刻度盘直径与观察距离及标记数量的关系 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
对直径为25-100mm圆形刻度盘通过试验分析：当直径从25mm开始增大时，认读的速度和准确率也随之提高，读错率低；当直径增加到80mm后，读错率高；直径处于35-70mm的刻度盘，认读准确度没有什么差别。可见，当直径为中间值时其效果最好。但是，对刻度盘的认读速度和准确度不仅与刻度盘尺度有关，还与观察者的视距的比例（视角大小）有关。根据有关试验，刻度盘的最佳视角为2.5°-3°。所以当确定视距之后，即可标出刻度盘的最佳尺寸。根据试验，圆形刻度盘在视距为75mm时，其最优直径为44mm。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 2、字符设计 本文来自www.eadianqi.com 字符包括数字、拉丁字母和一些常用符号。它们的形状、大小、高宽比及笔画粗细对辨认效率有很大的影响。 本文来自www.eadianqi.com （1）形状设计 形状设计要注意下列几点： 本文来自www.eadianqi.com ① 设计时，要加强字母和数字特有成分，即加强这一字母或数字与其他字母数字相区别的成分。对与其他字母或数字相混淆的成分则要加以减弱。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 ② 设计中多用直线和尖角，尤其是在能见度较差和需要快速分辨等情况下，具有尖角较多的字母、书籍较易辨认。图2所示为不同设计的数字形式。在需快速分辨及能见度差的情况下，图2c的形式比图2a、b、d为好；在视觉条件良好的情况下，则图2a、b、d的形式比图2c的形式分辨率高，其中尤以图2d的分辨率为最高。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
③ 适当调整字母和数字中的各个组成部分，使他们达到最清晰。如：调整各个组成部分之间的空间关系；调整笔画孩子间的粗细，如横线细，竖线粗；改善各部分的混合关系，如“4”字的头采用45°角比其他角度为好；在有许多数字的情况下，数字外围加方框可以提高清晰度；在字母数字允许占有的空间内，字母数字尽可能大，相互之间可只留小量间隙（相当于一个笔画的宽度）；字母数字的左上角在眼睛辨认中有着很重要的作用，在设计时，必须注意防止削弱这一部位的字母数字特征；印刷体的大写字母比小写字母分辨率高，所以在设计时，应多考虑使用大写字母。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （2）高宽比设计 狭长形状的字母比扁平形状的字母分辨率高。高宽比以5∶3为宜，其次也可采用1∶1或3∶2的比例。 本文来自www.eadianqi.com （3）大小设计 字母数字的面积越大，所占有的视角也越大，因此，单个字辨别效果也清晰。但是当有许多字母数字组合在一起时，占有的面积较大辨认效果会降低，所以字母数字的大小应适当。在视距71cm情况下，仪表板上使用的字母数字大小可按表2选用；其他场合的字母、数字可按表3选用。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 表2 字母数字合适的大小 本文来自www.eadianqi.com
表3 一般用途的字母数字建议选用的大小 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
如视距增大（或减小），则表中数值可按下式所得的比例增大（或减小）： 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 增大（或减小）的比率=视距（cm）/71（cm） 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （4）笔画宽度设计 实验证明，要获得良好的认读效果，字体的高宽比应为3∶2，拉丁字母高宽比为5∶3.5；字体的笔画宽度与字的高度比一般应以1∶8 - 1∶6为宜。必须说明的是，照明情况和字符与底色的色彩明度的对比度等，对观察和认读的速度、准确度等都有很大的影响。当照明较强时，笔画可稍细；照明弱时，笔画可稍宽。黑底白字或发光情况下笔画可稍细一点。照明和背景亮度情况对字符粗细的影响见表4。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 表4 不同照明和背景亮度情况对字符粗细的影响 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
3、指针的设计 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 指针是人认读刻度的主要基础，所以对于指针的设计应从如何使人迅速而又准确的瞄准刻度这一原则出发。一般主要从下列几方面考虑。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （1）形状 指针形状应单纯、明确、轮廓清晰，不宜作任何艺术性修饰。这不仅符合当代人的审美观点，而且也易于形成视觉中心。指针的针身以头顶尖、尾部平、中间宽或狭长三角形为好，如图3所示。 本文来自www.eadianqi.com
（2）宽度和长度 指针的针尖宽度应与最小刻度线等宽，以保证在阅读最小刻度值时的准确度。指针长度一般距离刻度符号1.6mm左右，针尖不可覆盖刻度符号，但也不能远离刻度。圆形刻度盘的指针长度不宜超过它的半径，需要超过时（如需平衡重量时），其超过部分的颜色应与刻度盘面的颜色相同。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （3）指针零点位置 根据人的生理特点和习惯，一般说来，追踪用显示器的指针零点位置大都在时钟9点或12点的位置上较好；若指针不动、显示器表面运动的，其指针应固定在12时的位置为佳；警戒用显示器的警区应设计在12时或靠近12时附近的位置，危险区及安全区可放在它的两侧，见表5. 本文来自www.eadianqi.com 表5 指针零点位置 本文来自www.eadianqi.com
许多检查用显示器排列在一起时，应当使它们指针的正常位处于同一方向，且位置为时钟9时处为佳，如图4a所示；也可采用上下相对方向，如图4b所示；也可将显示器垂直排列成一直行，使其正常位处于同向12时位置，如图4c所示。 本文来自www.eadianqi.com
4、刻度盘、刻度线，指针和字符的颜色配置 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
在近代设计中，盘面通常设计为黑色，主要指针为白色或黄色、橙黄色等。而刻度线与字符应和指针同色，次要指针可为其他颜色，但应为对比色。在光线较差的照明条件下，显示器盘面应以白色为宜，而刻度线等采用黑色。总之，色彩的配置应采用对比色，但不能产生炫目现象。 本文来自www.eadianqi.com 5、信号灯设计 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 信号灯产生光信号，是最常见的一种信息显示方式。由于它具有占据空间小、视距远、醒目、简单明了等优点，所以在交通和科研设备上，特别在机电产品的大量操纵控制系统中都广泛采用。如汽车上的制动灯，用于向车辆后方的其他道路使用者表明该车正在进行制动，其主要功能是防止后车追尾碰撞；转向灯用于向车外人员表明车辆转动方向；超高、超长车辆还有示廓灯，以显示车辆过大的轮廓，防止碰撞。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 根据使用功能，信号灯可分为：警戒信号灯、远行信号灯、故障信号灯等。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 信号灯设计的原则如下： 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 （1）信号灯的视距与亮度的设计 信号灯必须满足在一定视距的情况下，其视觉效果的清晰与醒目。例如驾驶舱的信号灯要保证看清信号，又不致眩目而影响司机夜间对舱内的观察。大部分信号灯是用来指示机器的某种运行状态和要求。如警戒信号灯是用来指示操作者注意某种不安全的因素等，这就要求信号灯必须具备清晰、醒目的特点，使操作者能及时发现，采取紧急措施。指示灯的亮度与人的视觉效果密切相关，是清晰和醒目的先决条件。强光比弱光更易形成视觉中心，提醒操作者注意，一般情况信号灯亮度至少是背景亮度的二倍，并且背景以无光为好，以免产生眩目。 本文来自www.eadianqi.com （2）信号灯色彩设计 色彩本身就有先声夺人的视觉效果，不同色相，其效果也不同。因此，对信号灯的色彩设计必须从两点着重考虑：一是色彩醒目，不眩目；另一是易于分辨。通常人们能较准确的分辨出10种以内的色相，它们是：黄、紫橙、浅蓝、红、浅黄、绿、紫红、蓝、淡黄。它们之间的分辨度与色彩的对比强弱有关，对比强者分辨度高。 本文来自www.eadianqi.com 信号灯色彩的设计必须满足其使用目的，应使其色彩功能与使用功能相一致。如作为警戒、禁止、停顿或指示不安全情况的信号灯，应使用红色；提醒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。表6列出了目前我国电工成套装置中的指示灯颜色。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
表6 指示灯的颜色及其含义 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
当设备上的信号灯不只一个时，应在色彩或形状上加以区别，并标有相应的功能标记。如用“→”表示方向；用“×”表示禁止；用“！”表示警觉或危险；用较快的闪光表示高速运行；用较慢的闪光表示低速运行等，使闪光在视觉上的节奏与人们的心理感受合拍。 |
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