1.1.1.2. Слуховой анализатор

Назначение слухового анализатора – прием и анализ сигналов, передаваемых колебаниями упругой среды в диапазоне 16–20000 Гц. Воздействие звуковых сигналов на звуковой анализатор определяется уровнем звукового давления (Па). Интенсивность (сила) звука (Вт/м²) определяется плотностью потока звуковой энергии.

Для характеристики величин, определяющих восприятие звука, существенным является не столько абсолютное значение интенсивности звука и звукового давления, сколько отношение их значений к пороговым значениям (J₀ = 10^–12 Вт/м², Р₀ = 2*10^–5 Па). В качестве таких относительных единиц измерения используют децибелы (дБ):

, ,

где J,Р – интенсивность и уровень звукового давления,

J₀, Р₀ – пороговые значения.

Абсолютный порог слышимости звука принят равным 2*10^–5 Па (10^–12 Вт/м²). Минимальная воспринимаемая амплитуда колебаний среды составляет 10^–11 м. Чувствительность слухового анализатора к сигналам разных частот не одинакова. С возрастом людей пороги чувствительности, особенно на высоких частотах, возрастают. При уровне 120 дБ звук становится дискомфортным, при 130 дБ – вызывает неприятные ощущения. Верхней границей слухового поля является порог болевого ощущения, мало зависящий от частоты и близкий к 140 дБ. Экспериментально установлено что человек оценивает как равно громкие, звуки, имеющие разную частоту и интенсивность.

Громкость – субъективное впечатление от воздействия звуковых колебаний на орган слуха. За единицу уровня громкости принят фон. Уровень громкости в фонах какого-либо звука определяется путем субъективного сравнения громкости данного звука с громкостью стандартного тона (1 кГц), для которого уровень интенсивности в децибелах условно принят за уровень громкости в фонах. Абсолютной единицей измерения громкости звука является сом. 1 сом – это громкость звука, равная громкости тона 1 кГц при интенсивности 40 дБ над порогом (шепот на расстоянии 0.3 м).

В реальных условиях человек воспринимает звуковые сигналы на определенном акустическом фоне. При этом фон может маскировать полезный сигнал. Эффект маскировки в охране труда имеет двоякое значение. При разработке и конструировании акустических индикаторов необходимо предусматривать меры по борьбе с этим эффектом. В некоторых случаях этот эффект может быть использован для улучшения акустической обстановки.

1.1.1.3. Тактильный анализатор

На коже человека имеется 500 тысяч неравномерно расположенных точек – тактильных анализаторов, воспринимающих ощущения, возникающих при действии на кожу различных механических стимулов. Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по тому минимальному давлению предмета на поверхность, которое производит едва заметное ощущение прикосновения.

Примерные пороги ощущения:

0. для кончиков пальцев руки 3 г/мм²,

1. на тыльной стороне пальца 5 г/мм²,

2. на животе 26 г/мм²,

3. на пятке 250 г/мм².

Порог различения в среднем равен 0.07 г/мм² исходной величины давления. Временный порог тактильной чувствительности менее 0.1 с. Адаптация, т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления, зависит от раздражителя и для различных участков тела колеблется от 2 до 20 с.

При последовательном воздействии одиночных раздражителей к коже, каждый из них воспринимается раздельно, пока не достигается критическая частота Fкр., при которой ощущение последовательных прикосновений переходит в специфическое ощущение вибрации. В зависимости от условий и места раздражения Fкр. = 5–20 Гц.

При F  Fкр. от анализа тактильной чувствительности переходят к анализу вибраций. Частотный диапазон вибрационной чувствительности равен 5–12000 Гц. Максимальная чувствительность наблюдается при F = 200–300 Гц. В этом случае пороговая амплитуда вибраций минимальна и равна 1 мкм.