人因工程学 实验指导书ok 2

大连海洋大学自编教材

人因工程学 实验指导书

高天一 主编 慕光宇 审

大连海洋大学

2014年

人因工程学实验指导书

目 录

1 2

人体测量系列实验 ........................................................................................................ 2 1.1 人体形体测量实验 ............................................................................................ 2 人体特性因素测试系列实验 ........................................................................................ 3 2.1 感觉测试类实验 ................................................................................................ 3

2.1.1 彩色分辨视野测试实验 ........................................................................ 3 2.1.2 听觉测试实验 ........................................................................................ 5 2.1.3 闪光融合频率测试实验 ........................................................................ 7 2.2 知觉测试类实验 ................................................................................................ 9

2.2.1 空间知觉测试实验 ................................................................................ 9 2.3 注意测试类实验 .............................................................................................. 11

2.3.1 注意力集中能力测试实验 .................................................................. 11 2.3.2 注意分配测试实验 .............................................................................. 14 2.4 动作技能测试类实验 ...................................................................................... 18

2.4.1 手指灵活性测试实验 .......................................................................... 18 2.5 学习记忆测试类实验 ...................................................................................... 19

2.5.1 记忆广度测试实验 .............................................................................. 19 2.5.2 空间记忆广度测试实验 ...................................................................... 21 2.6 反应测试类实验 .............................................................................................. 23

2.6.1 视觉反应时测试实验 .......................................................................... 23 2.6.2 反应时运动时测试实验 ...................................................................... 28 人体工作负荷测试系列实验 ...................................................................................... 32 3.1 体力工作疲劳的测定实验 .............................................................................. 32 作业环境测试系列实验 .............................................................................................. 34 4.1 环境照明测量实验 .......................................................................................... 34 4.2 环境噪声测量实验 .......................................................................................... 36 4.3 微气候测量实验 .............................................................................................. 38 人因工程学自拟实验 .................................................................................................. 39

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1 人体测量系列实验

主要有人体形体测量、人的皮肤电阻测量实验。

1.1 人体形体测量实验 [1] 实验简介

由于人的形体和尺寸存在着较大的差异，所以如果进行设备设计和工作地设计为人所用时，我们必须考虑到这些差异。人体工程学是人因学重要的组成部分之一，它应用科学的人体测量方法来开发工程设计标准，为人类服务。

[2] 实验目的

(1) 掌握如何获取人体计量尺寸的方法 (2) 掌握如何应用人体尺寸进行工作地设计

[3] 实验设备

人体测量仪，BD-Ⅱ-605包括：长马丁尺、中马丁尺、短马丁尺、直角规、游标卡尺、围度尺、足长测量仪。适用于人体各肢体长度、宽度、围度等形态指标的测量。可调高度的座椅、键盘、显示器。人体秤、健康尺。

[4] 实验内容与步骤

测量时应在呼气与吸气的中间进行。其次序为从头向下到脚；从身体的前面，经过侧面，再到后面。测量时只许轻触测点，不可紧压皮肤，以免影响测量的准确性。某些长度的测量，即可用直接测量法，也可用间接测量法——两种尺寸相加减。

[5] 实验结果

(1) 测量人体的12个主要指标，填入表1。

表1 身体测量数据

学号 身高 眼高 最大肩宽 坐姿肘高 坐姿大腿厚 坐姿眼高 臀膝距 坐姿膝高 体重 (2) 建立一个舒适的数据输入工作地

要求实验者选择一个自己认为舒适水平的坐高，测量并记录这个高度。然后实验着进行数据输入任务的计算机终端设计；调整显示器的位置和键盘的高度，直到实验者认为舒适为止。记录键盘高度、显示器高度以及显示器距离眼睛的距离。

[6] 思考题

(1) 计算人体测量数据各项指标的平均值、标准差、第5、50和95百分位置。 (2) 设计符合所测人群使用的舒适的数据输入工作地，并画简图说明。

(3) 利用回归分析方法，建立人体测量尺寸与身高的回归公式，并画简图标出。

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2 人体特性因素测试系列实验

主要有感觉类、知觉类、注意类、学习记忆类、动作技能类、反应类等实验。

2.1 感觉测试类实验 2.1.1 彩色分辨视野测试实验 [1] 实验简介

视野是指当人的头部和眼球不动时，人眼能察觉到的空间范围，通常以角度表示。

人的视野范围，在垂直面内，最大固定视野为115°，扩大的视野为150°；在水平面内，最大固定视野为180°，扩大视野为190°。如图1所示。

图1 垂直面内(a)与水平面内(b)的视野

人眼最佳视区上下、左右视野均只有1.5°左右；良好视野范围，位于在垂直面内水平视线以下30°和水平面内零线左、右两侧各15°的范围内；有效视野范围，位于垂直面内水平视线以上25°，以下35°，在水平面内零线左右各35°的视野范围。

在垂直面内，实际上人的自然视线低于水平视线，直立时低15°，放松站立时低30°，放松坐姿时低40°，因此，视野范围在垂直面内的下界限也应随放松坐姿，放松立姿而改变。

色觉视野：不同颜色对人眼的剌激不同，所以视野也不同。白色视野最大，黄、蓝、红、绿色的视野依次渐小，如图2所示。

[2] 实验目的

了解人眼对不同颜色的视野范围及概念，学习使用彩色分辨视野计测定各种彩色和白色的视野范围。

[3] 实验设备

BD－Ⅱ－108型彩色分辨视野计(见图3)用于测定各种彩色和白色的视野范围。组成与技术规格如下：

(1) 一个可以转动的黑色半圆弧。直径480mm，弧长 +90°—— -90°。弧的背

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面有以中点为0°，左、右分别有10、20、......90°刻度，表示视点位置。

(2) 视点：位于在弧上能滑动的装置中。可分别呈现不同大小和颜色。视点直径：10、6、5、3、1.5 mm，颜色：红、黄、绿、蓝及白色。

(3) 在弧的中心有一黄色注视点。

(4) 固定头部的下巴支架。被试的左或右眼固定于中心位置。

(5) 一个与弧同轴的圆盘位于视野计的背面，圆盘上有放视野图纸的装置。并附有记录用的标尺。

(6) 视野图纸有以中点为0°，左、右分别标有10、20、......90°的同心圆，并有标有0--360°位置的放射线。随机附视野图纸10张。

图2 水平方向(a)与垂直方向(b)的色觉视野

图3 彩色视野计示意图

1. 底座 2. 半圆弧 3. 注视点 4. 下巴托 5. 滑轮

6. 分度销 7. 标尺 8. 视野图 9. 圆盘

[4] 实验内容与步骤

(1) 把视野图纸安放在视野计背面圆盘上，学习在图纸上做记录的方法。(记录时与被试反应的左右方位相反，上下方位颠倒)。

(2) 主试选择一种某一大小及颜色(如红色)的刺激。

(3) 让被试坐在视野计前。被试戴上遮眼罩把左眼遮起来，下巴放在仪器的支架上，用右眼注视正前方的黄色注视点，一定不要转动眼睛。同时用余光注意仪器的半圆弧。如果看到弧上有红色的圆点，或者原来看到了红色后来又消失了，要求立即报告出来。在红点消失前，觉得颜色的色调有何变化，也要及时报告。

(4) 主试将视野计的分度销拔出，转动圆盘，将弧放到0--180°的位置上。然后，

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体大小、形状、距离、方位等空间关系的认识。空间知觉主要包括大小知觉、形状知觉、方位知觉、深度知觉等，人对空间的感知是由多种感觉器官协调活动的结果。

[2] 实验目的

实验研究刺激的空间结构特征，测定辨别复杂图形的反应时间。通过测定辨别复杂图形的反应时，来测试被试的空间知觉能力。

[3] 实验设备

BD－Ⅱ－112型空间知觉测试仪。 该仪器的灯光显示器可以随机显示条形、块形、不规则形三种图案，每种图案有两大类，每类有四种图形，见图1。

测试中，被试者应尽快确定刺激类型A、B、C、D和被试键上1、2、3、

4的对应关系。 图1 灯光显示器随机显示的刺激类型

[4] 实验内容与步骤

(1) 支好折叠的灯光显示器。将被试键盘的五芯插头插入仪器侧面的插座中。 (2) 接通并打开电源。被试手握键盘，坐在灯光显示器前。

(3) 主试按面板的“图案”键，选择实验采用的灯光剌激类型。每按一下，对应键上方的指示灯将变化一个，亮灯的位置表示选择的如图1所示的那一行灯光剌激类型。

(4) 按开始键，实验开始。仪器将随机确定一种被试键对应灯光类型的方式。即确定这次实验的被试键中的1、2、3、4将对图1所示的A、B、C、D那列图案进行反应。

(5) 每次实验时，被试面上方的灯先亮黄色，提示预备。灯灭后，图案刺激呈现，开始记时，被试应迅速确定按下被试键的某一个，如符合确定的反应方式，反应正确，被试面上方灯将亮绿色，记时停止。如不符合确定的反应方式，反应错误，被试面上方灯将亮红色，被试应马上按其它键，直到反应正确，亮绿色为止，记时这时才停止。反应错误将计一次错误次数。被试应该努力确定此图案为那键正确反应的。

(6) 稍休息后，又将亮黄灯预备后，出现图案，被试进行反应。仪器显示实验的次数。

(7) 按“打印/结束”键，实验结束。如选配微型打印机，应联接好打印电缆，并打开打印机专用电源。仪器将显示最后出现错误的次数及此次后的平均反应时。通常，至少连续3次反应正确才能表明被试对这类图案的空间位置与结构已经掌握。最后一次错误表示被试从不清楚结构特点到发现结构特点的“临界点”，这与图案的

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复杂程度有关。

(8) 按“图案”或“开始”键，将进行新的实验。按“复位”键可以在任何时候中断实验，并清除数据

[5] 实验结果

把测量结果填入表中： 被试者 刺激类型 测试次数 错误次数 平均反应时 [6] 思考题

(1) 思考本实验的实验原理？

(2) 你认为实验中3类图案的空间知觉认识程度与性别、年龄因素有无关系？

2.3 注意测试类实验

2.3.1 注意力集中能力测试实验 [1] 实验简介

注意力集中是指注意能较长时间集中于一定的对象，而没有松弛或分散现象。在连续时间学习时，常常会引起疲劳和效率的下降。实验测定在不同跟踪对象、不同测试时间和不同转速下的注意集中能力。学习用追踪仪来研究动作学习的问题，比较间时学习和集中学习的效果。

[2] 实验目的

学习使用注意力集中能力测定仪，测定被试者的注意集中能力，并可作为视觉、动觉协调能力的测试与训练仪器。

[3] 实验设备

采用BD-II-310注意力集中能力测试仪。本仪器可测定被试的注意集中能力, 并可作为视觉-动觉协调能力的测试与训练仪器。仪器由一个可换不同测试板的转盘及控制、记时、记数系统组成。转盘转动使测试板透明图案产生运动光斑，用测试棒追踪光斑，注意力集中能力的不同量将反应在追踪正确的时间及出错次数上。

为了防止环形日光灯管在运输中造成损坏,仪器发货时灯管及启辉器单独包装。仪器首次使用时，需打开上盖，拧开螺丝取出转盘，再打开遮光罩支脚螺丝，取出遮光罩就可以安装灯管了。启辉器座圆头朝下插入灯管接线柱中，再装入启辉器。打开电源可以试日光灯是否亮。装上遮光罩、转盘就可以正常使用。

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(1) 仪器上下二层结构。下层为控制电器部分，上层为光源及测试转盘部分。上层可以打开，拧开测试板中央四个螺丝调换所选择的测试板。

(2) 测试棒插头插入后面板的插座中。如用耳机，则耳机插头插入后面板的相应插座中。

(3) 接通电源, 打开电源开关。日光灯启动时，可能对数码显示有干扰，可按“复位”键，恢复正常。

(4) 控制前面板主要由定时时间设定拨码开关、控制转盘速度、方向按键、开始键、打印键、复位以及转速、成功时间、失败次数显示数码管组成。后面板主要有电源开关、声音喇叭选择开关、声音大小调节旋纽以及耳机、测试棒、打印插座。

[4] 实验内容与步骤

本实验二人一组，一人为主试者一人为被试者，可轮换进行。用测试棒追踪光斑，测定并记录追踪正确的时间及出错次数 。

(1) 选择转盘转速：按下“转速”键一次，其转速显示加1，即转速增加10转/分，超过90转/分，自动回零。如转速显示为0，则电机停止转动。选择的转速由测定内容而定，如测定注意力集中能力，则可选择慢速，减少动作协调能力的影响。

(2) 选择转盘转动方向：按下“转向”键一次，其键右侧“正”、“反”指示灯亮灭变化一次，“正”亮表示转盘顺时针转动，“反”亮表示转盘逆时针转动。如转盘正在转动中，每按一次“转向”键，转盘变化一次转动方向，经一定时间后，转盘达到指定的转速。

(3) 选择定时时间：按“定时时间”的各拨码“+”“－”键确定实验时间，其实验值实时显示于“成功时间”显示窗上。

(4) 拨后面板的开关，选择噪声由喇叭或耳机发出。喇叭声的音量可以由后面板的旋钮调节，耳机音量可由耳机上左、右耳两个旋钮分别可调。

(5) 被试者用测试棒追踪光斑目标，当被试者准备好后，主试者按“测试”键，这时此键左上角指示灯亮，同时喇叭或耳机发出噪声，表示实验开始。被试者追踪时尽量将测试棒停留在运动的光斑目标上，以测试棒停留时间作为注意力集中能力的指标。实时显示其时间，即成功时间。同时实时记录下追踪过程中测试棒离开光斑目标的次数，即失败次数。

(6) 到了选定的测试定时时间，“测试”键左上角指示灯熄灭，同时噪声结束，表示追踪实验结束。

(7) 复位：测试过程中，要中断实验必须按“复位”键：一次测试结束后要重新开始新的实验，也必须按“复位”键，按下后，成功时间显示定时时间，失败次数清零。

[5] 实验结果

(1) 把测量结果填入表中： 被试者 转速 转向 定时时间 成功时间 失败时间 出错次数 — 12 —

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(2) 测试不同条件下的集中学习能力(可选) 改变时间 目标 圆点 转速/(r/min) 测试1 60 10 测试2 90 转向 测试3 120 正 平均值 定时时间/s 成功时间/s 失败次数 改变时间 目标 圆点 转速/(r/min) 测试1 60 10 测试2 90 转向 测试3 120 反 平均值 定时时间/s 成功时间/s 失败次数 改变转速 目标 圆点 测试时间/s 120s 转向 正 转速/(r/min) 转速/(r/min) 转速/(r/min) 转速/(r/min) 成功时间/s 失败次数 固定转速和测试时间，改变测试目标 转速/(r/min) 30 成功时间/s 失败次数 测试时间/s 四边形 60s 转向 三边形 正 (3) 选用不同的学习方式(可选) 集中学习 目标 转向 跟踪圆点 正 转速/(r/min) 定时时间/s 10 60 测试6次，每次不休息

成功时间/s 失败次数 间时学习 目标 转向 跟踪圆点 正 转速/(r/min) 定时时间/s 10 60 测试6次(1、2次测试后休息2min，3、4次测试后休息5min)

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成功时间/s 失败次数 [6] 思考题

(1) 试述注意力集中受那些因素影响。

(2) 说明注意力集中的研究对职业选拔与训练的意义。

(3) 分析作业中影响注意力的因素，在实际生产中，哪些作业要求注意力的高度集中？分析如何提高劳动绩效。

2.3.2 注意分配测试实验 [1] 实验简介

注意分配指人在同一时间内把注意指向两种或两种以上的活动或对象的能力。它是人根据当前活动需要主动调整注意指向的一种能力，与注意分散有本质区别。其实现主要取决于是否具有熟练的技能技巧，即同时进行的两种或两种以上的活动中，只能有一种是生疏的、需要加以集中注意的，而其余的动作则必须是相当熟练的处于注意的边缘即可完成的。此外同时进行的几种活动必须是在人的不同加工器内进行信息加工的，否则不可能实现一心二用或多用。

注意分配的水平，依赖于同时进行的几种活动的性质复杂的程度和个体熟练程度。通常同时进行的几种活动之间存在着内在联系，处于邻近空间内，复杂程度低，个体熟练程度高时的利于注意分配，否则注意难于分配。

[2] 实验目的

检验被试者同时进行两项工作的能力。

[3] 实验设备

采用BD-II-314型注意分配实验仪。本仪器由单片机及有关控制电路，主试面板、被试面板等部分组成。

主试面板设有功能选择拨码开关，三位数码显示器、音量调节旋钮等。

被试面板设有低音、中音、高音三个反应键、八个发光管和与其对应的八个光反应键。

(1) 主试面板说明

电源指示灯(红色) 、工作指示灯(绿色) ； 启动键 — 主试开始测试键

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本实验用红色光刺激，根据数排列特征不同分三组实验。

“横差大小”：数横向整齐排列(组别为1) “竖差大小”；数竖向整齐排列(组别为2) “随机大小’；数随机排列(组别为3)

刺激在显示屏两侧4x4点阵区域内显示。左边和数大还是右边和数大用手按微动开关回答。

显示屏左刺激和小时，用左边(深色)微动开关回答为正确。 显示屏右刺激和小时，用右边(白色)微动开关回答为正确。

回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间，答错时仪器响蜂呜提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示被试成绩。

标志显示器无显示，反应时显示为正确回答的平均反应时间，次数显示为错误回答的总次数。

(4) 信息量对反应时的影响

做本实验时按下主试面板的“信息量”键选择对应组别，实验次数可按需要选定，本实验用红、绿色光刺激，根据刺激信息方式分三组实验。

信息量1：在显示屏中间随机显示红“大”或绿“大”正方形(组别为1)

信息量2：在显示屏中间随机显示红“大”、“小”绿“大”、“小”正方形(组别为2) 信息量3：在显示屏左右随机显示红“大”、“小”绿“大”、“小”正方形(组别为3) 刺激信息分正、负两种。只对正刺激回答，对负刺激不回答。 信息量1：呈现红大正方形为正刺激，应回答。

呈现绿大正方形为负刺激，不回答。

信息量2：呈现红大正方形或绿小正方形为正刺激，应回答。

呈现绿大正方形或红小正方形为负刺激，不回答。

信息量3：左侧呈现红色大正方形，右侧呈现红色小正方形为正刺激，应回答。

左侧呈现绿色小正方形，右侧呈现绿色大正方形为正刺激，应回答。 左侧呈现绿色大正方形，右侧呈现绿色小正方形为负刺激，不回答。 左侧呈现红色小正方形，右侧呈现红色大正方形为负刺激，不回答。 出现正刺激时可按左、右任意—个微动开关回答。出现负刺激不回答，两秒钟后负刺激消失。回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间，答错时仪器响蜂鸣提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示被试成绩。

标志显示器无显示，反应时显示为正刺激回答的平均反应时间，次数显示为错误回答的总次数。

(5) “刺激对”异同及时间间隔对反应时的影响

做本实验时按下主试面板的“时距”键选择对应组别，实验次数可按需要选定，本实验用红色光呈现刺激，用4对字母“AA”、“Aa”、“AB”、“Ab”做为刺激，根据每对两个字母呈现时间的不同分为四组实验。

时距l；两字母同时呈现(组别为1)

时距2：两字母呈现时间间隔为0。5秒。第一个字母呈现2秒梢失，隔0。5

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秒呈现 第二个字母(组别为2)

时距3：两字母呈现时间间隔为1秒。第—个字母呈现2秒消失，隔1秒呈现第二个字母(组别为3)

时距4：两字母呈现时间间隔为2秒。第一个字母呈现2秒消失，隔2秒呈现第二个字母(组别为4)

刺激在显示屏左、右两侧呈现。

对“AA”“Aa”两对刺激应判为相同，回答应按左边(深色)微动开关。 对“AB”“Ab”两对刺激应判为不同，回答应按右边(白色)微动开关。

回答正确，显示器自动显示每一次正确判断的反应时间，答错时仪器响蜂鸣提示，自动记录错误次数。实验结束，仪器自动显示被试成绩。

标志显示器无显示，反应时显示为正确回答的平均反应时间，次数显示为错误回答的总次数。

(6) 实验步骤

打开电源开关，接通电源。若选配有微型打印机，则需先给打印机装纸加电。 复位：按“复位”键，数码管显示全为零。每换一组实验可“复位”一次，以保证仪器正常工作。实验过程中，按“复位”键，实验将停止。

自检：用此功能检查仪器好坏。按“自检”键，仪器进入自检状态。主试面板八位数码管依次显示1－8，与此同时被试面板显示屏分红、绿、黄逐行显示及全屏显示。循环两遍后，仪器响蜂鸣，数码显示器自动归零。选择实验类型及组别：根据实验需要，按下主试面板实验类型选择键(“概率”、“数奇偶”、“数大小”、“信息量”、“时距”键) ，对应键上的灯亮。

选择实验次数：实验次数范围在10~255之间任意设置。按“选次”键，次数百位数码管闪，按“＋”键调百位数；再按“选次”键，次数十位数码管闪，按“＋”键调十位数；再按“选次”键，次数个位数码管闪，按“＋”键调个位数。

按“启动”键开始实验。在实验正式开始之前，主试必须向被试者说明实验内容与要求，反应判别方式。被试者面对显示屏，左手握“左”回答键，右手握“右”回答键，做好回答准备。实验开始后，被试者注视显示屏，按要求进行回答，在回答正确的前提下，回答越快越好。回答正确，显示器自动显示每次回答的反应时间，回答错误，蜂鸣声响提示，记录一次错误次数。实验结束蜂鸣长声响，显示该组实验结果。

打印实验结果：每组实验后，如果已经接好微型打印机，可按主试面板“打印”键，选择打印内容，打印内容1包括每组实验正确回答的平均反应时间、实验次数、错误回答次数，打印内容2除包括打印内容1外，还打印实验中每次正确回答的反应时间。内容1标志位显示“1”；内容2标志位显示“2”。选择打印内容后，按“启动”键开始打印。打印清单中字母简称的表示含义见表1。

一组实验结束后，换新的被试者，如实验内容不变，主试只需按下“启动”键，测试重新开始。如更换实验内容，请按“复位”键后，重新设定实验参数。

表1 打印清单中字母含义

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字母简称 SHJFYSHI GL JIOU DX XXL SHJU 含义 视觉 概率 奇偶 数大小 信息量 时距 字母简称 CSHU JC PJFYSHI MCFYSHI HO LU HU 含义 实验次数 错误回答次数 平均反应时 每次反应时 红 绿 黄 字母简称 HHJO SHHHJO SJJO HCHDX SHCHDX SJDX 含义 横和奇偶 数和奇偶 随机奇偶 横差大小 竖差大小 随机大小

[5] 实验结果

以上5类17组实验，尽可能全做，如时间不允许，要求每类至少选取一组实验，并将实验结果填入表2中。

表2 个人反应时记录 实验类别 刺激概率对反应时影响 组别 概率1 概率2 概率3 概率4 数奇偶不同排列对反应时的影响 数差大小排列特征对反应时的影响 信息量对反应时的影响 横和奇偶 数和奇偶 随机奇偶 横差大小 数差大小 随机大小 信息量1 信息量2 信息量3 “刺激对”异同及时间间隔对反应时的影响 时距1 时距2 时距3 时距4 简单反应时 ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— 选择反应时 ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— 辨别反应时 ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— ———— 错误次数

[6] 思考题

(1) 收集多名被试者实验记录，分析简单反应时、选择反应时、判别反应时之间的长短关系？

(2) 结合实例，谈谈反应时在人活动过程中的影响。例如，比赛中的运动员、

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生产线上工人等。

(3) 假定有甲乙两位被试者，其中甲是初次接受测试，乙接受过多次测试。请问两人的测试结果，谁更接近实际？

2.6.2 反应时运动时测试实验 [1] 实验简介

反应时指的是从刺激呈现到外部反应开始所用的时间，运动时间指的是从开始运动到运动完成所用的时间。反应时间反映的是知觉过程所需要的时间，它和刺激呈现以前被试的准备状态有关；而运动时间反映的是运动过程所需要的时间，它和运动的距离以及要击中目标的难度有关。因为知觉和运动是两种性质不同的过程，所以反应时间和运动时间不应该有显著的相关。这个观点已被P.M.Fitts等人的实验研究证明。

P.M.Fitts等人用来和运动比较的是选择反应时间，且被试者只有6人，严格地说，只用6人地实验结果求相关是恨不可靠地。北京大学杨博民等人曾用80名被试，对简单反应时间和运动时间做了对比研究，结果表明，二者的相关系数如果用手反应为0.21，用脚反应为0.29，虽然都达到了显著水平，但因相关系数太小，对于预测来说还是没有多大意义。

[2] 实验目的

检验优势手反应时和运动时是否相关，学习测量运动时的方法。

[3] 实验设备

实验采用BD—II—512(513)型反应时运动时测试仪。仪器由控制器、被敲击板二部分组成。控制器由微电脑控制，主试面板有四位数码管左显示器。

(1) 主试面板

在面板的上面，有五个指示灯和四位数码管。指示灯指示当前数码管显示的什么内容，例如反应时灯亮，表示数码管显示的是反应时的时间。

面板的下部是功能键，用户可按照实验要求进行选择和操作。其中“显示”键用来改变显示内容，在做任何一实验时，只要按一下“显示”，显示内容灯就改变一次，数码管显示的内容也相应改变，究竟亮哪个灯，这与按显示的次数和实验内容有关，不断地按“显示”键，显示内容也相应改变，并产生循环。启动后第一次显示，是由程序安排的。

(2) 被试敲击板 敲击板分左三块，编号为123，右三块，编号为456。左输入和右输入是互锁的，例如当你敲击左击板时，只接受第一次敲击信号后就被锁定，并开放右击板，当敲击右击板的第一下后，也被锁定，并开放左击板。所以必须轮流敲击，而第一次先敲击左边还是右边，这由主试老师决定。

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图1 敲击板示意图

[4] 实验内容与步骤

先把敲击板上的插头与仪器后面板上的插座插好，接通~220V电源。 实验I

(1) 把互锁键“实验I”按下，调整好敲击板上的左右距离，并选择好声或光的刺激源，即声/光按键按下为光刺激，弹起为声刺激。

(2) 被使用优势手拿好敲击棒，把敲击棒点在中央测板上等待，如选择声刺激，注意听蜂鸣器发出的声响，如选择光刺激，就注意看中央小板上的红色信号灯。主试按下“启动”键。测试开始。

(3) 被试受声或光刺激后立即抬起敲击棒，并用敲击棒敲旁边的金属板，要求反应和动作又快又准。(究竟去敲左边的1－3号或右边的4－6号的哪一块板左右任敲一块板，这由主试规定) 。此时，被试者已做完了一次实验I，仪器也记录了反应时和运动时的时间，并显示出来。反应时——被试者接受声或光刺激到抬起测笔的时间；

运动时——被试者抬起测笔到测笔敲击到旁边的金属板上所用的时间。

(4) 重复以上2、3步骤做多次实验，次数由主试决定。显示的反应时和运动时都是平均值：

反应时平均值＝反应时累次和/实验总次数 运动时平均值＝运动时累计和/实验总次数

(5) 显示：第一次按启动键时，由程序把“反应时”灯点亮，表明数码管显示的是反应时的平均值。如想看其它内容，请按一下“显示”键，此时“运动时”灯亮，数码显示器的最高位为板号，此时板号为0，表明当前显示的是实验总次数，再按一下，板号为1，表示1号板的敲击次数，再按一下“显示”，板号加1，直到板号为6，显示敲击6号板的次数，再按“显示”，又回到初始显示状态。如主试想监视实验次数，请按“显示”键，使次数灯亮，并使板号＝0。

实验II

(1) 将互锁按键“实验II”按下，调整好敲击板的距离。 (2) 选择定时1分钟或0.5分钟，即将“定时”键按下为0.5分钟，弹起为1分钟。 (3) 选择声/光刺激源，“声/光”键按下为光刺激，弹起为声刺激。

(4) 主试规定好左右敲击程序。例如规定左边敲1号板，右边敲4号板，或左

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右任意敲等等。

(5) 被试把敲击板点在中央测板上等待。 (6) 主试喊预备后，再按启动键。 (7) 被试在声或光的刺激下，按照主试规定的程序尽快敲击，直到定时时间到，响一次蜂鸣，工作灯灭，停止敲击。

(8) 启动后总计时灯亮，显示定时1分钟(60秒) 或0.5分钟(30秒) ，并开始计时。定时时间到，总计时灯灭，次数灯灭，此时板号＝0，显示出六块板的敲击总次数。

(9) 观察结果：按“显示”键，显示规律如下：

┌→ 定时(倒计时) → 敲击总次数(板号=0) → 1号板次数(板号=1) ─┐ │ │ └ 6号板次数(板号=6) ←─························←─ 2号板次数(板号=2) ←┘ 实验III

(1) 把互锁按键“实验III”按下，调整好左右敲击板的距离。 (2) 选择好声或光刺激。

(3) 被试熟悉敲击编码：153426或514262(参看敲击板示意编号) ，从两种编码中选择一种，请记住。

(4) 被试把敲击棒点在中央测板上等待。

(5) 主试喊预备后，按下启动键。被试在声或光的刺激下尽快操作，一次敲击一组编码。如果敲错，可以随时改正改正方法：如果选择一组编码153426，先敲左后敲右，发现击错时，必须右边敲一下，再从左开始纠正。如选择第二组编码，先敲右后敲左，纠错方法：必须右边敲一下，才能从右往左纠错。

(6) 例如：敲击153426时，发现“3”敲错，纠错时必须敲完“4”或再右击板敲一下，再重敲“34”或“1534”。

(7) 当正确地敲完一组编码，计时立即停止，工作灯灭，蜂鸣响一下。此时可观察被试的成绩：反应时、运动时、运动完成时、总计时和敲击总次数。

(8) 反应时——被试接到声或光刺激信号，到抬起测笔的时间。 (9) 运动时——从抬起测笔到敲击第一块板的时间。

(10) 运动完成时——从敲第一块板到正确敲完一组编码的时间。 (11) 总计时——

(12) 启动后总计灯亮，数码显示为总计时，实验结束时停止计时。 (13) 按显示键，数码显示内容顺序如下：

┌→ 总计时 → 反应时 → 运动时 → 运动完成时→ 总次数 ┐ │ │ └─────────────────────────────────────┘

(14) 测试完一组编码后，记下成绩后可再启动，重新测试或换另一编码，方法同上，可不按复位键。

[5] 实验结果

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要求每位同学除记录自己的实验数据外，至少尽可能多收集其他同学的实验数据。

实验I数据记录表

被试姓名 优势手 (左/右) 刺激源 (声/光) 刺激源 (声/光) 敲击次数 定时时长 (60/30S) 反应时平均值 运动时平均 实验II数据记录表 被试姓名 优势手 敲击总次数 正确率(％) 注：正确率＝正确敲击次数/敲击总次数×100％ 实验III数据记录表 被试姓名 优势手 编码 反应时 运动时 完成时 总计时 总次数 [6] 思考题

(1) 你认为一个人的工作效率与他的反应速度是否有关？为什么？

(2) 一个优秀的短跑运动员是他的起跑快还是跑的速度快，还是二者兼有？

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3 人体工作负荷测试系列实验

主要有劳动强度与疲劳测定、体力工作疲劳的测定实验。

3.1 体力工作疲劳的测定实验 [1] 实验简介

体力工作疲劳是指劳动者在连续工作后，有疲劳感及劳动机能衰退的现象。人体由休息转入工作状态时，其心率、血压、心的血液输出量、氧的消耗等生理状况都要发生变化，工作停止后又逐渐恢复到原状态 。通过对劳动者在休息和工作状态的这些生理状况的研究，可以间接地判断劳动者的工作疲劳和疲劳恢复问题。

[2] 实验目的

本实验使用功率自行车作为动体力作业，让被测者在不同的体力负荷下作业，测定被测者作业前(前安静期)、作业中(即负荷期)和作业后(后安静期)等三个阶段的心率(呼吸循环机能的指标)变化，判断作业负担及疲劳恢复的规律。当然在实际工作疲劳研究中，还要结合其它的检查法(生理学检查法，心理检查法和化学检查法)来综合地判断疲劳程度。

[3] 实验设备

心率发射机、脉博表、普通秒表、功率自行车、导电膏、医用胶布等。

[4] 实验内容与步骤

实验分2个作业进行，分别进行下列测定。第2个作业要等第1个作业停止后，操作者完全恢复到安静期水平时才能开始。

实验时，每组选一人为被试者，其余为测试和记录者，其中有一人调节接收机并负责向被试和测试者发出时间信号，每隔20秒钟发出信号一次，通知被测和测试者。测脉搏时每次听到信号后立即启动秒表，同时数从收音机里接收来的心率声音，数至15次时立即停表，记下该瞬间的心率值，然后立即使表回零，等待下一次信号，以后重复上面的测记过程。

每次测定分三个阶段：

(1) 作业前是5分钟时间，被测者安静地坐在椅子上。

(2) 作业中5分钟时间，被测者开始按规定的速度(或按节拍器频率) 蹬车。 (3) 作业后是10分钟时间，在10分钟以内恢复到安静时的心率值，作业一测定结束，若10分钟以内尚未恢复到安静期心率可适当延长时间。

这里要注意进行作业二时也应有3分钟的作业前安静期时间。

本实验作业一给负荷一公斤，作业二给负荷二公斤，速度值均定为15公里/小时。

测定者从作业的安静期到作业后恢复结束要连续记录，如遗失了某瞬间的心率值，仍要继续记录以后的数值。

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[5] 实验结果

实验前要记好被测者的姓名、性别、年龄、身高、体重、最近身体健康情况及测试时间、地点、温度等，以上可列表记下。

在同一坐标纸上绘出作业一和作业二的心率随时间变化的曲线(连接各点要用折线) ，并对其变化规律进行比较分析。

建议使用以下记录表格，也可自行设计，以简单明了为佳。

作业一 负荷： 速度： 作 业 前 0.20 40 60 … 5.00 0.20 作 业 中 40 60 … 5.00 作 业 后 作业一 作业二 作业二 负荷： 速度： 0.20 40 60 … … 作业一 作业二 下列数据要求计算并列出表格：

计算项目 作业前心率平均值A 作业中心率平均值B 心率增加值C＝B－A 最高心率 心率增加率D＝C/A 恢复时间 负荷条件(Kg) 速度表指示(km/h) 自觉症状 作业一 作业二 [6] 思考题

(1) 结合实验说明影响工作疲劳的因素。

(2) 通过劳动强度与疲劳关系分析，讨论作业制度安排时应考虑的因素。

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4 作业环境测试系列实验

主要有环境照明测量、环境噪声测量、微气候测量实验。

4.1 环境照明测量实验 [1] 实验简介

照明对人们的生产活动有着极其重要的影响。人们通过视觉对象获得必要的信息才能进行有效的生产活动，而照明则是提供良好视觉条件的手段。照明条件不良，可发生安全事故，导致工作人员疲劳，渐渐积劳成疾，容易间接招致灾害；工作过程中的照度过高、过低、耀眼、照度值急剧变化，会导致产品质量不好及设备损伤等直接灾害。照明的好坏对生产效率、产品质量、安全及劳动卫生都有直接的影响。

如果工作环境照度不均匀，眼睛从一个表面移到另一个表面时要发生适应过程。在适应过程中，不仅使人感到不舒适，而且眼的视觉能力还要降低。如果经常交替适应，整个视力要发生困难。为此，被照空间的照度应均匀或比较均匀，照度均匀的标志是：场内最大，最小照度分别与平均照度之差小于等于平均照度的1/3。

通过环境照明实验使学生学会对工作场所的照明环境进行测定和分析，并对其进行正确评价。分析存在问题，提出改进措施。同时掌握所用仪器的简单原理及使用方法。

[2] 实验目的

(1) 学习光电照度计的工作原理及其使用方法； (2) 学习照度测量规范，掌握照明条件的测量方法；

(3) 根据有关规定，评价影响照明条件的因素，并提出改进建议。

[3] 实验设备

光电照度计、卷尺等 (1) 数位式照度计简介

TES-1332A/1330A/1334A系列数位式照度计是一种物理光学仪器，具有高灵敏度，高精度，高稳定度和高线性度； 以及宽量程，低漂移，低功耗，低温度系数，再现性好，响应迅速等到多种优点，还具有体积小，携带方便，通用性强等特点。

(2) TES系列数位照度计使用方法 打开电源，选择适合测量档位；

打开光检测器头盖，并将光检测器放在欲测光源之水平位置；

读取照度计LCD之测量值，如左测最高位数1显示，即表示过载现象，应立即选择较高档位测量；

读值锁定开关：压HOLD开关一下，LCD显示H符号，且显示锁定读值。再压一下HOLD开关，则可取消读值锁定功能；

峰值锁定：压PEAK开关一次，LCD显示P符号。再压一次，即回复正常测试； 测量工作完成后，将光检测器头盖盖回，电源开关切至OFF。

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[4] 实验内容与步骤

(1) 求平均照度及等照度曲线 ① 点及测高的选择

测点既可任选，也可规定。测高通常以工作台面高度为准。但测点不可选在自身的背影处，也不可选在光源直射处，以免引入测量误差。

对尚未布置好工作面的一般照明房间，可将地面划分成若干个1米见方的格子，每个格子的中心位置为测点，所有测点照度读数的算数平均值即为平均照度值；对已布置好的工作场所的一般照明房间，全部工作面(测点)照度值的算数平均值即为平均照度值；对局部的一般照明房间，在工作区和非工作区，按上述方法分别测量照度值，取其平均值即为平均照度值。

② 等照度测量

进行等照度测量时，布点要有一定的密度，否则连点困难。

采取连续测定的方法，照度计的受光器面向上，以85cm的高度连续移动，选择其照度相等的点，记下各点坐标，然后在被测地平面图中作等照度曲线。

测量时注意不要在测量者自身的背影中进行，必须避开直射日光。当进行自然光等照度测量时，必须关闭所有的人工光源；当测定自然光附加人工照明时，必须投入人工照明光源；当仅测定人工照明时，又必须严密遮挡自然光的射入。

同时要考虑外部因素的直接影响(测量时的天气、时间等)。如果测定的时间不相同，做出的曲线就不一样。因此作曲线时对外部条件的变化要注意记录，在曲线上注明天气情况和时间。安排也要集中，连续完成。

等照度曲线坐标，既可采用两边直角，也可采用四边直角坐标，刻度均以米为宜。

(2) 求照度均匀度

在被测房间内均匀取点，以85cm高度，受光器面向上进行测定，分别求出自然采光、人工照明及自然采光和人工照明结合情况下的各照度值，然后计算房间内照度均匀度。

原始记录可采用表格法，如表1所示。 表1 原始数据

测量点数 自然采光 自然+人工 人工照明 EMAX?E?1/3E1 2 3 4 5 6 7 照明均匀度公式如下 Au? 同时满足

Au?E?Emin?1/3E

数据整理也可采用表格法，如表2所示。其中Emax是最高照度值，Emin是最低照

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度值，E是平均照度值。

表2 各种照明环境的照度均匀度 自然采光 自然+人工 人工照明 Emax Emin E Au (3) 求材料反射率 测定自然采光时的墙面、地面、工作面的反射率。受光器背靠所测面，面向光源所测照度为明照度；在将受光器面向所测面，背向光源慢慢往后移动，至指针暂时不动时所指照度为暗照度。然后求出各点反射率。反射率公式如下：

反射率=明照度?100%暗照度

[5] 实验结果

(1) 绘制等照度曲线。

(2) 计算照度均匀度。 (3) 计算反射率。

(4) 对所测量的照明场所的照明环境进行评价。

[6] 思考题

(1) 影响室内照明的因素有哪些?

(2) 如何改进所测定环境的照明条件？

4.2 环境噪声测量实验 [1] 实验简介

噪声常指一切对人们工作和生活有妨碍的声音。随着工业、交通的发展，噪声几乎在人类生活的各个领域都日益成为一个非常严重的问题。噪声使人们感到讨厌，精神不易集中，影响工作效率和工作质量，妨碍人们的休息和健康。

[2] 实验目的

通过本实验使学生学会使用测量噪声的仪器，掌握测定机器和工作环境噪声的方法，并能对复合噪声源进行频谱分析。

根据有关规定和标准，评价噪声的性质和对人危害的程度，提出改善建议。

[3] 实验设备

声级计，秒表，卷尺，微风仪，温度计

HS5660A型精密脉冲声级计的结构组成：由传感器，前置放大器，频率计权网络，放大器，衰减器，LMS电路，峰值检波电路，校正信号发生器，表头电路，A/D转换器，电源及液晶显示器组成。

[4] 实验内容与步骤

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噪声的声压级测定，包括：机器噪声的测定，环境噪声的测定。 (1) 测量条件

在测量过程中，要排除干扰。

排除本底噪声：本底噪声是指被测声源停止发生后的环境噪声。背景噪声是指被测的声源停止发声后的周围环境噪声，在现场测量前应测量环境噪声，再在同一位置上测量总噪声源的声级，如果总噪声源的声级与背景噪声相差10dB以上，这时背景噪声忽略不计。如果两者相差3-9dB，应按表1对总噪声源进行修正，以求出实际声源的噪声。例如测得本底噪声为76dB，总噪声为83 dB，两者差值为7 dB，查得修正值为-1dB，于是测量结果应为83-1=82dB。

表1 排除背景噪声的修正值

总的噪声与背景噪声之差(dB) 修正值 3 －3 4~5 －2 6~9 －1 ≥10 0 排除反射声的影响：选测点时，要把传声器放在远离反射物的地方。 还应考虑到风速，温度，湿度，电磁场等对测量结果准确性的影响。 (2) 测点选择

测量车间噪声对操作人员的影响时，把测点选在工作的地方，以人耳高度为准选择数个点，测量时操作人员需离开。若车间各处声级差别小于3dB (A) 时，只需在车间内选择1~2个测点；若差别大于 3dB (A) 时，则需按声级大小将车间划分成若干个区域，划分的原则是小于3dB (A) 时，每个区域选择测点1~3个。

测量机器的噪声和频谱时，测点与机器的位置、尺寸有关，其关系如表2所示。测点高度以机器的平均高度为准，但最低不小于0.5米。

表2 测点与机器的关系

机器尺寸(mm) 测点与机器的距离(mm) 300 300 500 500 1000 1000 10000 1500 测量工厂环境噪声时，测点高度要距地面1.2~1.5米，取数个点进行测量。

[5] 实验结果

一般工厂噪声测量以A声级为主，同时把C声级作为参考。如为了分析噪声的成分和性质还要进行噪声的频谱测量。

读数方法：对于车间噪声测量一般使用慢挡，环境噪声测量可使用快挡。对于恒定的或随时间变化较小的稳态噪声应以观测时间内电表指针的平均偏转读出，观测时间一般取2~5秒钟，对于稳定噪声的偶然变化可不考虑。

现场测定结束后，为了对噪声测量所得数据进行分析和比较，除认真记下噪声源的声级以及各频带的声压级外，还需详细记录所用仪器名称和型号，测试对象的型号和功率等参数，环境噪声及频谱，测点位置，测试环境(包括房间大小，室内吸声情况周围机器大体分布情况)。此外还要记录气象条件如风速、温度、湿度、气压等情况。

[6] 思考题

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(1) 通过测定的频谱特性和主观感觉分析所测噪声的特点？ (2) 结合本实验谈谈如何控制噪声对人的影响？

4.3 微气候测量实验 [1] 实验简介

人体的感觉受着气温、温度和风速多种因素的综合影响。在温度高、温度大、风速小三者的散热作用都很弱时，体内热量散失不出去，就会感到闷热不舒服。相反，当气温低、温度小、风速大三者的散热条件都很强时，人体就会散热过多，容易引起感冒或其它疾病。因此创造适宜的气候条件，造成良好的工作环境，对保证工人的身体健康和提高劳动生产率是很必要的。

[2] 实验目的

通过实验使学生掌握对作业现场微气候环境的测定方法，对其进行正确评价，找出不良条件及影响因素，对其进行改善，并对所用仪器的简单原理及使用方法有所了解。

[3] 实验设备

温度计、干湿表、风速计。

[4] 实验内容与步骤

(1) 温度测定

空气温度是影响气候条件的重要因素，气温过高或气温过低对人体都有不良的影响。空气温度可采用普通温度计直读，也可用半导体温度计测定。

测试时，在被测地取多点分别进行测试，每点测3次，求其均值。 (2) 相对湿度测定

采用干湿表测相对湿度，干湿表由两支相同的水银温度计。水银温度计中，一支为干球温度计，另一支为湿球温度计(温度计水银球外包棉纱) 。测试时将湿球温度计棉纱润湿。

按规定的测定点，分别按1.5米高度测各点相对湿度。每点测3次，后求均值。 (3) 风速测定

测定室内风速。实验时按规定的测定点，测各点风速。每点测3次，求出均值。

[5] 实验结果

(1) 各测定点记录数据的整理。

(2) 用微气候环境评价方法进行评价。

(3) 对于不适宜的气候条件，找出影响因素，提出改进意见。

[6] 思考题

(1) 微气候环境评价方法及适用条件。 (2) 如何改进微气候环境，应注意什么？

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5 人因工程学自拟实验

[1] 实验目的

自拟实验是学生学完人因工程学课程，并完成人因工程学基本实验基础上，进行的综合性实验研究。实验目的是培养学生选择研究问题能力、实验设计能力、动手能力和创造能力。学生利用原来的实验基础，从人因工程研究的内容中，选择自己感兴趣的问题进行实验研究。

[2] 实验设计的要求

实验目的明确、理论依据充分、方法和步骤合理、数据真实、符合实际、分析讨论深入。

[3] 实验内容与步骤

(1) 教师提出实验要求，学生酝酿选题方向。 (2) 协商分组，每组3-4人。

(3) 小组制定实验题目、实验目标、实验内容、实验方法和实验步骤。 (4) 教师对各组分别进行答疑。

(5) 各组去实验室熟悉实验用仪器设备，准备实验用具，具体研究落实实验方法、注意事项、记录用纸等。

(6) 在实验教师同意后，预约做实验时间。

(7) 实验时要严肃认真，要取得足够数据量，主、被试明确分工，同时详尽记录实验时的条件。

(8) 小组集体取得的数据和原始资料由组内成员共用。但实验报告、处理数据、结论、分析讨论必须独立完成，分别写出有特色的实验报告。

[4] 实验报告的要求

报告内容包括：目的、器材、方法；实验时间地点、气候条件；同作者、主被试；数据处理过程和结果；理论依据及分析讨论。

报告后面要附原始记录。

[5] 实验选题参考范围

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

作业姿势与方法的疲劳研究(可用不同疲劳测定方法) 仪表设计的工效学研究

不同手机铃声信号的人的反应研究 教室、座椅、书桌的人因工程研究等 校园某教室照明条件评价 某种商品的工效学分析

某种职业的作业(环境、条件、疲劳、姿势) 分析 道路标志设计研究

其他场所噪声、照明、微气候环境测试及评价

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6feg.html