Основными характеристиками анализаторов является чувствительность, избирательность и адаптивность.
Диапазон чувствительности анализатора определяется интервалом от минимальной до максимальной адекватно ощущаемой величины сигнала. Величина раздражителя, вызывающая едва заметное ощущение, называется нижним абсолютным порогом чувствительности, а максимальная величина раздражителя —верхним абсолютным порогом. Нижний абсолютный порог определяет чувствительность анализатора, поскольку сигналы, интенсивность которых меньше нижнего абсолютного порога, человеком не ощущаются, а увеличение интенсивности сигналов выше верхнего абсолютного порога вызывает у человека болевое ощущение.
Избирательность анализатора заключается в его способности из множества раздражителей, одновременно действующих на человека, в зависимости от условий воспринимать и анализировать только существенные раздражители, чем обеспечивается высокая помехоустойчивость, и быстродействие по анализу информации. Благодаря избирательности анализаторов анализ большого количества информации человеком проводится в несколько раз быстрее, чем автоматическим устройством, поскольку компьютерная система предусматривает последовательный анализ всей информации без учета ее значимости.
В зависимости от условий окружающей среды анализатор может изменять диапазон чувствительности, например, перемещением хрусталика глаза. Это свойство называется адаптацией. Адаптация характеризуется величиной изменения чувствительности и временем, в течение которого она происходит.
В реальных условиях должны соблюдаться следующие требования к сигналам-раздражителям:
- интенсивность сигналов должна соответствовать средним значениям диапазона чувствительности анализаторов;
- различие между сигналами должно быть больше оперативного порога различения, но не должно значительно превышать оперативный порог, т. е. составлять оптимальную величину, обеспечивающую хорошую работоспособность и не вызывать утомления;
- наиболее значительные и ответственные раздражители следует располагать в тех зонах сенсорного поля, которые соответствуют участкам рецепторной поверхности с наибольшей чувствительностью.
 | Схема зрительного анализатора человека:  1 — глаз; 2 — перекрещивающаяся часть зрительных путей; 3 — неперекрещивающаяся часть зрительных путей; 4 — мозговой конец зрительного анализатора в затылочной области коры больших полушарий. |
Характеристики зрительного анализатора. Зрительным анализатором воспринимается форма, цвет, яркость и движение предметов. Возможность различения предмета на фоне других предметов определяется его контрастностью.
Контрастность — это соотношение яркости предмета и фона. Различают прямой (яркость фона больше яркости предметов) и обратный (яркость предмета больше яркости фона) контрасты. Оптимальным считается контраст, находящийся в пределах 0.6...0.9. Необходимо, чтобы различие в яркости предмета и фона было в 10...15 раз больше порогового значения. Форма предмета воспринимается с учетом контраста и угловых или линейных размеров.
Эргономические требования к средствам отображения визуальной информации устанавливают размеры и конфигурацию знаков, сигналов, углы их обзора и расстояния наблюдения, вид контраста изображения и окружающего фона, цвет свечений световых изображений, уровень яркости, частоту мельканий, скорость перемещений, условия внешней освещенности изображения. Рациональное соответствие орудий труда зрительному, анализатору соблюдаются при следующих условиях:
- освещенность на рабочем месте оператора — 410 лк;
- яркость свечения индикатора на черно-белой электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) — не менее 0,5 кд/м2;
- яркость свечения индикатора на цветной ЭЛТ не менее 10 кд/м2;
- оптимальная яркость индикатора на цветной ЭЛТ —170 кд/м2;
- контраст прямой оптимальный — 0,8...0,9;
- контраст прямой допустимый — 0,6...0,9;
- контраст обратный для самосветящихся индикаторов — не менее 0,2;
- время представления (индикации) сигнала — не менее 2 с;
- скорость движения сигнала при наличии опорного ориентира — 1...2 угловых минуты в секунду;
- скорость движения сигнала без опорного ориентира — 15...30 угловых минут в секунду;
- размеры знаков на экране 15...40 угловых минут;
- частота мельканий — не менее 50 Гц;
- ширина линии на экране — 1,15... 1,5 мм при расстоянии наблюдения соответственно 0,25... 1,5м.
Схема слухового анализатора человека: 1 — слуховые рецепторы кортиева органа; 2 — слуховые нервы; 3 —мозговые концы слухового анализатора в височной области коры больших полушарий. |
Интенсивность звука оценивается по звуковому давлению, которое измеряется в Паскалях (давление, вызываемое силой 1 Н.Равномерно распределенной по площади 1 м2 и нормальной к ней) или в динах на квадратный сантиметр (1 Па=10 дин/см ).
Громкость — это характеристика звукового ощущения, которая наиболее тесно связана с интенсивностью звука. Уровень громкости выражается в фонах, фон численно равен уровню звукового давления в децибелах для чистого тона частотой 1000Гц. Основными количественными характеристиками слухового анализатора являются абсолютный и дифференциальный пороги. Нижний абсолютный порог соответствует интенсивности звука (в децибелах), обнаруживаемого человеком с вероятностью 0,5; верхний порог — интенсивность, при которой возникают болевые ощущения. Между ними расположена область восприятия речи. Абсолютные пороги зависят от частоты и интенсивности звукового сигнала. Верхний абсолютный порог составляет 120...130 дБ, область восприятия речи — 60... 120 дБ.
Слуховой анализатор часто используется при проектировании средств сигнализации об аварийной ситуации. Слуховая информация воспринимается человеком на 20...30 мс быстрее визуальной.
В соответствии со свойствами слухового анализатора в оборудовании для передачи уведомляющих сигналов необходимо использовать частоту 200...400 Гц с интенсивностью до 110 дБ, для аварийных сообщений — частоту 800...5000 Гц с интенсивностью 120 дБ. Длительность отдельных сигналов и интервалов между ними должна быть более 0,2 с, длительность интенсивных (предельно допустимых) сигналов не должна превышать 10 с.
Наибольшая чувствительность при восприятии вибраций наблюдается при частоте 100... 300 Гц. Пространственная чувствительность определяется минимальным расстоянием между двумя точками кожи, при раздражении которых возникает ощущение двух прикосновений. На основе пространственной чувствительности пальцев, составляющей 1...2.5 мм, происходит опознание органов управления. При помощи тактильного анализатора можно передавать до десяти уровней (градаций) сигнала. Тактильный анализатор обладает быстрой адаптацией, приводящей к снижению абсолютного порога ощущения. В настоящее время тактильные анализаторы используются для контроля за работой оборудования (путем восприятия его вибраций), опознания органов управления и получения информации о вводе управляющих воздействий в систему управления (благодаря обратной связи в штурвалах, выключателях и переключателях).