半圆形仪表认读速度、误读率.docx

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1、而淑忙学UAOCHENG UNIVERSITY本科毕业论文题 目半圆形仪表认读速度、误读率的程序设计专业 安全工程作者姓名 陈浩学号 2012201582单 位物理科学与信息工程学院指导教师 孟现柱2016年5月教务处编原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下, 独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确 的方式表明。本人承担本声明的相应责任。学位论文作者签名：日期:指导教师签名：日期:目录前言11. 半圆

2、形仪表的简介21.1仪表刻度盘种类介绍21.2半圆形仪表的重要性介绍 31.3影响仪表认读速度、误读率的因素 41.3.1刻度盘直径对认读速度、误读率的的影响 41.3.2刻度对认读速度、误读率的影响 51.3.3指针对认读速度、误读率的的影响 52. 半圆形仪表认读速度、误读率的程序设计 72.1java 软件介绍 72.2设计目的和意义72.3设计思路72.4程序设计中的模块设计82.5程序测试图102.6本程序设计中仪表参数 123. 半圆形指针式仪表设计代码 134. 对半圆形仪表的改进建议 355. 结束语36结论37参考文献38致谢39摘要基于人机工程学的基本原理和理论，对半圆形仪

3、表的程序设计进行了分析。 第一章是对半圆形仪表的介绍和重要性进行了分析。第二章对半圆形仪表认读时 间、误读率的程序设计进行了分析。第三章给出了半圆形仪表程序设计的源代码。 第四章对半圆形仪表的程序设计提出了改进建议。最后论述了半圆形仪表程序设 计的课程总结。关键词：半圆形仪表；程序设计；认读速度；误读率；AbstractBased on basic principles and theories of ergonomics, programming design of Semicircular instrument is analyzed from the professional angle

4、 of programming in this article. In chapter one, the introduction and importance of the Semicircular instrument is investigated. In chapter two, the programming design of the way to read time of the Semicircular instrument and its rate of misreading is analyzed. In chapter three, the source code of

5、programming design of the Semicircular instrument is given. In chapter four, some suggestions for improvement for programming design of the Semicircular instrument are put forward. In the end, the course summary of programming design of the Semicircular instrument is discussed.Key words： Semicircula

6、r instrument; programming design; reading speed; rate of misreading半圆形仪表认读速度、误读率的程序设计前言半圆形仪表在生活和工业生产领域的应用很多，例如：汽车的仪表盘（里程表， 油耗表，车速表）、J2465学生信号源等，使人们很容易的通过所显示的数据知道 出现的问题，进而采取措施预防不必要的故障和事故，由此可以看出半圆形仪表 的重要性。而认读速度和误读率是半圆形仪表的两个重要性评价参数。因此，本文 进行了对半圆形仪表的认读速度和误读率程序设计的研究。对半圆形仪表的认读 速度和误读率程序设计，可以加深对半圆形仪表的认识与了解，同

7、时,有助于提高 我们对所学知识的应用和专业能力的提升。目前对半圆形仪表认读速度、误读率的程序设计研究的很少13 2011年全国 虚拟仪器设计大赛软件组决赛中曾经进行过类似研究，而其他类型的仪表研究相 对多一些。目前在仪表的研究方面国内相对国外差距比较明显，研发力度和产研 结合上面处于劣势，导致适用范围和可信程度上大打折扣。但近年来随着科技发 展和国家支持，半圆形仪表的研究和应用也越来越多，总体正向着好的方向发展。本研究对半圆形仪表认读速度、误读率进行的程序设计采用的是java语言， java语言是一种安卓操作系统，它具有面向对象、与平台无关、安全、多线程、 使用灵活方便、应用面广特点。通过编写

8、半圆形仪表的程序设计，可以帮助我们学好java语言程序设计这门 课程，同时使我掌握了编程技巧，将课本上的理论知识和实践有机的结合起来， 锻炼了我的分析解决实际问题的能力，提高了我适应实际、实践编程的能力，了 解程序设计的重要性。本研究运用人机工程学的基本原理和理论，对半圆形仪表的程序设计进行了 分析。第一章是对半圆形仪表的介绍和重要性进行了分析。第二章对半圆形仪表 认读时间、误读率的程序设计进行了分析。第三章给出了半圆形仪表程序设计的 源代码。第四章对半圆形仪表的程序设计提出了改进建议。最后论述了半圆形仪 表程序设计的课程总结。1. 半圆形仪表的简介1.1仪表刻度盘种类介绍A绽指示券水平直域

9、ftjliiSs 肝恂式类别度盘指针式仪表分为很多很多不同的种类，常见的有圆型仪表、半圆型仪表、竖 直型仪表、水平型、开窗型仪表。表1给出了指针式仪表刻度盘的主要类别。类别IB昭指示器*形指示器度盘告心画形水平甄懑ffl0表1指针式仪表刻度盘的主要类别说明开由式的划度 盘由m以是M 他港：ft本研究主要介绍的是半圆形仪表，半圆形仪表在生活中的应用相比圆形仪表 应用的少些1，相对水平形，开窗形较多一些。但是各种形状的刻度盘都有自己 的优势。其中在误读率方面，开窗型，由于指针不动，刻度盘动，窗中的数字易 读，其误读率最小；相反，圆型，半圆型，由于需在仪表中寻找和确认指针的位 置，所以在较短的揭示时

10、间内比开窗型的误读率高；水平型和竖直型由于寻找指 针位置最费时间，故误读率最高；水平型相比竖直型的误读率低，是因为眼球的 水平运动快。图1给出了 一定照度下各种刻度盘的误读率。1.2半圆形仪表的重要性介绍半圆形仪表在生产生活和工业领域有很多应用，给我们带来了极大的方便。 在我们接触的仪表盘里，半圆形的仪表盘有：图2给出了汽车表盘（汽车上的里程表，油量表，油耗表）通过其一目了然 的设计，充分利用了人机工程学的设计原则，将复杂的数据通过程序设计转换 为人们易懂的、并且能迅速做出反应的结果。使人们很容易的就能认识到汽车出 现了什么问题，避免事故的发生，所以半圆形仪表的程序设计具有重要的作用。图3给出

11、了 J2465学生信号源，学生信号源是中学物理学生分组实验使用的 仪器，目前学校中普遍配备的是J2465型或J24651型。除此之外，半圆形仪 表也应用于其他领域。例如：工厂工业领域，科技航天仪器仪表领域，机械加工 领域等。由此可以看出半圆形仪表的重要性。图2汽车仪表盘图3 J2465学生信号源1.3影响仪表认读速度、误读率的因素1.3.1刻度盘直径对认读速度、误读率的的影响影响半圆形仪表认读速度的因素是多方面的：一方面，在视距一定的情况下， 刻度盘直径也是影响半圆形仪表认读速度的重要因素。怀特(WJ-white)在视 距为75cm的情况下，将直径为25毫米，44毫米和70毫米的指示仪表，安装

12、在 仪表板上进行可读性测验如表2给出了一定视距下不同直径的度盘可读性测 试。表2 一定视距下不同直径的度盘可读性测试刻度盘直径（mm ）观察时间（s ）平均反应时间（s ）读错率（% ）250.820.766440.720.724700.755.73121.3.2刻度对认读速度、误读率的影响刻度盘上最小刻度线间的距离称为刻度。影响半圆形仪表误读率的因素也是 多方面的：首先仪表上一定要有刻度才能认读。而当刻度盘上的刻太过于密集就 会容易使认读出现错误，过疏会使中间插值估计不准。刻度的大小可根据人眼的 最小分辨能力和刻度盘的材料性质及视距而确定而常见的有单刻度线、双刻度线、 递增式刻度线。单刻度线

13、和双刻度线是有认读方面的差异的。单刻度线、双刻 度线便于认读和记忆;递增式刻度线有利于避免反向认读的差错。其次刻度线的粗细也与仪表的误读有关。刻度的宽度线取决于刻度的大小， 当刻度线宽度为刻度的10%左右时，读数的误差最小。刻度线的长度也是不可忽 视的，刻度线一般有三级：长刻度线、中刻度线、短刻度线。所以刻度线的长度 的设定也应有一定的规律8。1.3.3指针对认读速度、误读率的的影响指针的功能是用于指示所要显示的信息。为能准确而迅速地获得信息，指针 的形状、宽窄、长短、色彩配置和零点位置须符合监控人员的生理与心理特征。指针形状应以头部尖、尾部平、中间等宽或狭长三角形为好，形状要尽可能 简单、指

14、示明确、不附加装饰。图4给出了指针的基本形式。在此次程序设计中 采用的指针形式为图中的（g）形式。3）刀形（b）-剑形（匚）直角三角形（甫塔形（e）带指示线塔形木干形怎）梯形图4指针的基本形式指针针尖宽度应与最短刻度线等宽，但不应大于两刻度线间的距离。指针的颜色与刻度盘的颜色应有较鲜明的对比。2. 半圆形仪表认读速度、误读率的程序设计2.1java软件介绍Java语言是当前最流行的网络编程语言之一，Java是一种简单的，面向对象 的，分布式的，解释型的，健壮安全的，结构中立的，可移植的，性能优异、多 线程的动态语言。它具有面向对象、与平台无关、安全、多线程 等特点。使用 Java语言不仅可以实

15、现大型企业级的分布式应用系统，还能够为小型的、嵌入 式 设备进行应用程序的开发14但是java语言也有着缺陷：缺少闭包使得在java中做任何真正的函数式编 程都是不可能的；缺少一等函数；自动装箱和自动拆箱可能会导致其它奇怪的行 为；没有原生的代理机制；和其它现代的语言相比java语言比较劣势。Java平台由Java虚拟机(Java Virtual Machine)和Java应用编程接口 (Application Programming Interface、简称 API)构成。Java 应用编程接口 为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口，可分为基本部分和扩展部 分。在硬件或操作系统平

16、台上安装一个Java平台之后，Java应用程序就可运行。 现在Java平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。这样Java程序可以只编译一次， 就可以在各种系统中运行。因此随着现代科技的发展，智能手机的普及，相信java 语言软件会更加广泛的应用，给我们带来极大的便利。2.2设计目的和意义运用java语言软件编写半圆形仪表认读速度、误读率的手机测试软件。目的 是编写一个可以测试半圆形仪表认读速度、误读率的程序。可以将程序随机产生 的数据，通过认读输入读数，进而手机程序对所读数字做出判断其是否正确(即 误读率)。而设计的程序可以通过一次次的数据测试结果取平均值得出实验结果。 对半圆形仪表起到一定的研究

17、价值，对研究认读速度、误读率起到辅助作用，对 教学工作也有一定的帮助。2.3设计思路因为在日常生活和工业生产领域半圆形仪表的应用比较常见，对我们具有重 要作用。因此研究半圆形仪表具有一定的价值意义。在对半圆形仪表认读速度、误读率的程序设计时：首先，选定所要进行程序设计的语言程序（java语言程序），其次，根据所选课题（半圆形仪表认读速度、误读率的程序设计）进行规划 设计步骤：然后，按照程序设计的具体要求进行半圆形仪表的程序编程，同时注意每个 子程序设计所实现的功能，并按要求设计显示出来。最后，将所编写的程序通过程序测试数据进行检验和审查，对需要修改的地 方进行检查，做到程序的最优化。并且提出改

18、进建议和程序设计中2.4程序设计中的模块设计在对半圆形仪表程序模块设计时程序分为6模块，分别为：颜色设置、尺寸 设置、测试、输入数字、确定、重置、退出1曳而在这6模块中颜色设置、尺寸 设置尤为重要，但基于java语言的程序设计中存在的弱点，在此次半圆形程序设 计中对半圆形仪表盘的颜色、尺寸采用的固定颜色（表盘为白色，其他颜色统一 设置成黑色；尺寸为不可变。）下面为半圆形仪表的模块设计及示例图。（1）颜色设置：在半圆形仪表认读速度、误读率的程序设计中由于采用的 是java语言程序，在设计中存在短板，而不能随意更改此次程序的的颜色。所以 在本程序设计中采用的是固定的颜色设置，既表盘为白色，刻度和半

19、圆表盘设置 成黑色。（2）尺寸设置：此次半圆形仪表设计采用的是固定尺寸。（如图5）所示。半圆形指针式仪表误读率手机测试软件测试WA0-18 （数字）重置I确定（3）随机停止正确/错误=本次是否正确：正确率：图 5 % ，：, W:片指导老师：孟现柱编程人员：陈浩陈洁版权所有聊城大学测试：用户点击半圆形指针式仪表手机测试按钮，程序开始运行，指针（如图6）所示。半圆形指针式仗表误读率手机测试软件测试请输入0-18 （数字） ,重置确定正确/错误本次：正确正确率：0%图6除浩版权所有聊城大学（4）输入数字：用户根据半圆形仪表盘中指针指示的数字，在输入框中输入 相应的数字。（5）确认：用户点击确认按钮

20、，程序自动判断输入数字的正否正确，并给出 判断的结果。（如图7）所示。半圆形指针式仪表误读率手机测试软件测试4重置确定正确/错误=1门本次：正确正确率：10D%7Wim课程Q201108）造助 指字老师：孟现柱鼎程人员：陈浩 院浩版极所有酒，聊城大学（6）重置：点击重置按钮，半圆形仪表程序重置。2.5程序测试图下面为半圆形程序设计测试实验结果图：（如 图8），（如 图9），（如 图10） 给出的测试结果图。通过测试数据可以看到，半圆形指针的位置和所指的数字或多或少的存在一 定的偏差，通过肉眼可分辨的有限，在一定程度上造成了误读错误，提高了程序 的误读率。测试的数据越少误读率越高，可以通过多测试

21、几组数据来降低半圆形 仪表的误读率。从所给图的数据看出测试两次的误读率为50%，测试三次的误读 率为66%，测试七次的误读率为75%，次数越多越有利于实验结果的准确性。半圆形指针式仪表误读率手机测试软件正确/错误=1投本次：错误正确率：50%图8 注要屋气;展指辱珈:孟现柱编程人员；陈浩 嗦浩版枚所有聊城大学测试正确/错误=日3本次：正碇正确率：66%鲫城大学精品课程(j201W8)资助图9凸”除浩版权所有。聊城大学半圆形指针式仪表误读率手机测试软件测试15重置确定正W错误泡7本次：正确正确率：71%部图10 :睫指导老师：孟现柱编程人员：陈浩 赚浩版权所有质聊城大学2.6本程序设计中仪表参数

22、1.在对此半圆形仪表程序设计时，采用的数据参数为： 半圆形仪表盘采用的是固定仪表盘，经测试在表盘固定不变时，宜采用的 最佳视距为45cm。 为了便于识读，刻度为单刻度线，刻度范围为（1-18），范围不可变。 刻度线的长度为短刻度。 指针采用的是（图4）中的（g）形式， 为了颜色分明将仪表盘设置成白色，刻度及半圆形表盘设置为黑色。3. 半圆形指针式仪表设计代码int anim abc_fade_in 0x7f040000int anim abc_fade_out 0x7f040001int anim abc_slide_in_bottom 0x7f040002int anim abc_slide

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