Безпека життєдіяльності - Цапко В.Г - 3.3.1.2. Слуховий аналізатор людини

За допомогою слухового аналізатора людина отримує до 10 % інформації.

Характерними особливостями слухового аналізатора є:

— здатність бути готовим до сприйняття інформації в будь-який час;

— здатність сприймати звуки в широкому діапазоні частот і вилучати необхідні;

— здатність встановлювати місце знаходження джерел звуку.

Найчастіше звукові сигнали застосовують для зосередженої уваги людини — оператора (попереджувальні сигнали і сигнали небезпеки), для інформування людини-оператора, який знаходиться в умовах недостатньої видимості об'єкта управління.

Для ефективного використання слухової форми подання інформації необхідне знання характеристик слухового аналізатора. Властивості слухового аналізатора оператора виявляються в сприйнятті звукових сигналів. З фізичного погляду звуки є механічними коливаннями в чутному діапазоні частот.

Механічні коливання характеризуються амплітудою і частотою.

Амплітуда — найбільша величина вимірювання тиску під час згущення та розрядження.

Частота — кількість повних коливань за одну секунду. Одиницею її вимірювання є герц (Гц) — одне коливання в секунду. Амплітуда коливань визначає величину звукового тиску та інтенсивність звуку (чи силу звучання). Звуковий тиск прийнято вимірювати в паскалях (Па).

Основні параметри (характеристики) звукових сигналів (коливань):

— інтенсивність (амплітуда);

— частота і форма, які відбиваються в таких звукових відчуваннях як голосність і тембр.

Вплив звукових сигналів на звуковий аналізатор визначається рівнем звукового тиску (Па). Інтенсивність (сила) звуку (Вт/м2) визначається щільністю потоку звукової енергії (щільність потужності).

Для характеристики величин, що визначають сприйняття звуку, суттєвим є не тільки абсолютні значення інтенсивності звуку і звукового тиску, скільки їх співвідношення до порогових значень (І0= 10"12 Вт/м2 чи Р0 = 2 • 10~5 Па). Як відносні одиниці вимірювання (відносно порогових значень, з яких починаються відчуття звукового тиску в людському аналізаторі) використовуються децибели (дБ).

Інтенсивність звуку зменшується обернено пропорційно квадрату відстані; при подвоєнні відстані зменшується на 6 дБ. Абсолютний поріг чутності звуку (прийнято) 2 • 10^-5 Па (10^-12 Вт/м²), що відповідає рівню 0 дБ.

Використання шкали децибел зручно, бо майже весь діапазон звуків, які людина чує, укладається менш ніж у 140 дБ.

Голосність — характеристика слухового відчування найбільш щільно пов'язана з інтенсивністю звуку. Рівень голосності виражається в фонах; фон чисельно дорівнює рівню звукового тиску в дБ для чистого тону частотою 1000 Гц. З характеристикою голосності щільно пов'язана характеристика подразнюючої дії звуку. Відчуття неприємності звуків збільшується з підвищенням їх голосності і частоти.

Мінімальний рівень визначеного звуку, який потрібен для того, щоб викликати слухове відчування у відсутності шуму, зветься абсолютним порогом чутності. Значення його залежить від тону звука (частота, тривалість, форма сигналу), методу його подання і суб'єктивних особливостей слухового аналізатора оператора. Абсолютний поріг чутності має тенденцію з віком зменшуватися.

Слуховий аналізатор здатен фіксувати навіть незначні зміни частоти вхідного звукового сигналу, тобто володіє вибірністю, яка залежить від рівня звукового тиску, частоти і тривалості звукового сигналу. Мінімально помітні розрізнення становлять 2—3 Гц і мають місце на частотах не менш 10 Гц, для частот більше 10 Гц мінімально помітні розрізнення становлять близько 0,3 % частоти звукового сигналу. Вибірність підвищується на рівнях голосності ЗО дВ і більше та тривалості звучання, що перевищує 0,1 с.

Мінімально помітні розрізнення частоти звукового сигналу істотно зменшуються під час його періодичного повторення. Оптимальними вважають сигнали, які повторюються з частотою 2—3 Гц. Чутність, а отже і виявлення звукового сигналу залежить від тривалості його звучання. Так для виявлення звуковий сигнал має тривати не менше 0,1 с.

В управлінні використовуються мовні сигнали для передач інформації чи команд управління від оператора до оператора. Важливою умовою сприйняття мови є розрізнення тривалості та інтенсивності окремих звуків і їх комбінацій. Середній час тривалості мовлення голосного звуку дорівнює приблизно 0,36 с, приголосного 0,02—0,03 с. Відчування і розуміння мовних повідомлень істотно залежить від темпу їх передачі, наявності інтервалів між словами і фразами. Оптимальним вважається темп 120 слів/хв, інтенсивність шумів сигналів має перевищувати інтенсивність шумів на 6,5 дБ. Розпізнання мовних сигналів залежить від довжини слова. Так, односкладові слова розпізнаються в 13% випадків, шестискладові — 41 %. Це пояснюється наявністю в складних словах великої кількості визначальних ознак.