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 другие обозначения, не связанные с функциями индикатора, не должны находиться на лицевой стороне панели.

Индикаторы необходимо конструировать и размещать так, чтобы оператор мог считывать информацию с требуемой точностью.

Индикаторы следует конструировать и размещать так, чтобы избежать потери информации вследствие отражения внешнего освещения от поверхности индикатора. В некоторых случаях предусматривают специальные средства, предотвращающие ухудшение условий восприятия информации. К таким средствам, в частности, относятся экраны, колпаки, предохраняющие индикаторы от освещения прямым солнечным светом.

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

• подсвечиваемые панели с одной или многими надписями, несущими информацию в виде слов, чисел, символов или сокращений;
• простые индикаторные лампочки (сигнальные и др.).;
• панели с подсветом, отображающие информацию о готовности системы.

Индикаторы с подсветом применяются для отображения качественной информации, необходимой оператору (главным образом информации, требующей немедленной реакции оператора либо привлекающей его внимание к состоянию системы). Такие индикаторы могут иногда использоваться персоналом, выполняющим функции технического 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 (например, 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 различных 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 технического обслуживания и регулировки, должны быть закрыты или невидимы при эксплуатации системы, но легко досягаемы.

Если индикаторы предназначаются для использования в условиях различной освещенности, в них следует предусмотреть регулировку яркости. Пределы регулирования яркости должны обеспечивать хорошую различимость информации, 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 отдельные 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 других 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 следующих требований:

• когда освещается задняя надпись, она не должна быть затемнена передними;
• задние пластинки с надписями размещаются так, чтобы параллакс2 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 информации 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 других 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 следующие задачи:

• 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;
• 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;
• 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;
• 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 полукруглая3 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 центрального верхнего сектора, а горизонтальные — с центральной 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 основной 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 информации.

Форму шкалы нужно выбирать с учетом характера информации, 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 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 основного 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 равна примерно 1,5 мм или 6—8 (дистанция наблюдения — 750 мм).

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 70 мм 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 1,6 мм) 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 дополнительных сигнализаторов. Например, 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 других отметок шкалы не только цветом, но и формой. В ряде случаев дополнительные сигнализаторы следует делать подвижными.

Это позволяет при изменении зоны «Нормально» соответственно изменять и положение отметки. Целесообразно также выделять цветом различные 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.

Таким образом, при конструировании стрелочных индикаторов необходимо учитывать следующие 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.
Другие 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 1 с. 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 информация 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 (например 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 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 специальное приемное устройство. Для интерпретации графических данных оператор должен иметь вспомогательные средства (например графические кальки), 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.