Метрологические свойства органов чувств человека

Органолептические измерения до настоящего времени являются достаточно распространенным видом измерения. По мере развития измерительной техники основные функции при измерениях передаются техническим средствам. Однако в ряде случаев до настоящего времени основные решения принимаются человеком на основании органолептических методов. Следует отметить, что даже при инст­рументальных методах информацию, в конечном счете, принимает человек. Поэто­му очень важны метрологические свойства человека, — обеспечивать принятие информации в том или ином виде, с теми или иными количественными характери­стиками. До 80% информации человек воспринимает с помощью зрения, до 18% — с помощью слуха, основная информация воспринимается также через обо­няние, осязание и вкус. Характер взаимодействия человека с внешним миром очень сложен. При этом внешний мир характеризуется по отношению к человеку ком­плектом физико-химических, биологических, психологических и социальных свойств.

Одним из проявлений внешнего мира являются электромагнитные колеба­ния. В зависимости от длины волны они делятся на:

— радиотехнический спектр;

— инфракрасный спектр;

— спектр видимого света;

— ультрафиолетовое излучение;

— рентгеновское излучение;

— g — излучение.

Акустические колебания характеризуются инфразвуком, просто звуком (слышимая область 16 - 20 кГц), ультразвуком, гиперзвуком.

Воспринимаемая рецепторами информация преобразуется в нервные им­пульсы электрохимической природы, которые передаются в центральную нервную систему (ЦНС) по проводящим путям со скоростью 5 - 125 м/с. Рецепторы коди­руют различные сигналы в единый универсальный частотно-импульсный код. Особенностями рецепторов в плане восприятия информации является наличие нижнего и верхнего абсолютных порогов чувствительности. Нижний порог чувст­вительности— это минимальное раздражение, которое вызывает едва заметное ощущение, верхний предел — это максимальное раздражение, которое мы можем воспринимать.

Реакция (Е) органов чувств человека на интенсивность раздражения (Р) но­сит сложный характер и приближенно оценивается закономВебера-Фехнера:

E=k×lgP, ()

где k — коэффициент пропорциональности, учитывающий характер воздействия Р и основание логарифма.

Человек реагирует на внешнее раздражение, изменяющееся в широком диа­пазоне интенсивностей и частот.

Зрение — это 570 градаций по интенсивности и 128 градаций по длине вол­не (по цвету). Слух — 325 градаций по интенсивности и 1800 градаций по часто­те. Кожно-механическая реакция — 15 градаций по амплитуде.

Существуют некоторые особенности при получении информации от прибо­ра. Количество информации, необходимой получателю, определяется по различ­ным формулам в зависимости от объема, имеющейся априорной информации и от того, есть ли в дальнейшем необходимость принятия каких-либо решений на ос­нове полученной измерительной информации. В этом случае используют формулу Шеннона. Если получатель не стоит перед необходимостью принятия решений, то для него количество информации зависит только от точности измерения (от по­грешности), и используется формула Хартли.

()

где R- разнообразие состояний.

Информационную скорость восприятия информации выражают в единицах информации в секунду. Для получателей информации, представленной в виде ана­логового сигнала, информационная скорость (производительность) зависит от по­лосы пропускания получателя. Она определяется:

()

где J — количество передаваемой информации в битах;

w- частотный диапазон

В зависимости от скорости восприятия информации выбирают тип устройст­ва представления информации. Если скорость представления меньше скорости восприятия, то можно использовать индицирующее устройство. В противном слу­чае используется регистрирующее устройство.

Дата добавления: 2014-01-06