机械工程基础试验.doc

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1、 工业工程专业实验 人因工程系列实验人因环境综合测量实验实验指导书重庆工学院汽车学院汽车及机械制造实验室2005年1月学生实验守则1学生应按照实验教学计划和约定的时间，准时上实验课，不得迟到早退。2实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。3进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。4做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。5实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离

2、开操作岗位。6实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。7实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。8实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。9在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。10凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按学院有关规定予以赔偿。重庆工学院说 明

3、1. 同学可以登录学校的“实验选课系统”（从学校首页登陆：或从数字校园登录），自己进行实验项目的选择。希望同学们能在每个实验项目开放的时间内尽早进行实验预约（预约时间必须比实验上课时间提前3天），因为学生数量比较多，如果某实验项目开放的时间内同学未能进行实验预约，则错过该实验项目的实验机会，可能会出现在本学期内无法完成规定的实验项目个数，结果是没有课程考试资格的情况。2.如有什么问题，同学可以拨打电话68667451联系朱宝生老师，或EMAIL：实验三 人因环境综合测量实验一、实验目的：学会对人因环境的主要因素进行测量，并认识人因环境对人的影响。二、实验内容：综合测量环境噪声、照度、微气候、粉

4、尘等指标，从而对人因环境作出综合评价。三、实验仪器、设备：精密声级计、数字式照度计、热球风速计、温湿度表、粉尘采样器、电子分析天平、生物显微镜等。四、实验方法及步骤：1、 环境噪声测量【实验仪器】： 本实验采用声级计进行测量。【实验目的】：（1）学习使用精密声级计。（2）学习测量噪声规范，掌握噪声测量方法。【实验原理】：声级计由传感器、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、电表及液晶显示器组成。由传感器把外界噪声量转换并放大成电信号。【实验要求】： （1）测量条件：在测量过程中,要排除其它环境噪声的干扰。排除本底噪声。

5、本底噪声是指被测声源停止发生后的环境噪声，在现场测量前应先测量环境噪声，再按下图曲线进行修正。例如测得本底噪声为76dB,总噪声为83dB，两者差值为7dB，由图查得修正值为2dB，于是测量结果应为83-2=81dB。排除反射声的影响。选测点时,要把传声器放在远离反声物的地方。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，测点应以耳朵的位置为依据选择点，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12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

6、(A) 时，每个区域选择测点13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1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1 测点与机器的关系机器尺寸（mm）300500100010000测点与机器的距离（mm）30050010001500测量工厂环境噪声时，测点高度以传声器地面高1.21.5米选择数点测量。【实验步骤】：（略）表2 稳定噪声记录表声源及测点位置声源名称声级（dB）A声级与测点距离dB（A），m测点位置示意图噪声测定曲线【实验结果】：现场测量结束后，为了对噪声数据进行分析和比较，应将数据记录在表2中，绘出噪声测定曲线，作出分析评价，提出改

7、进措施。【注意事项】：（略）2、环境照度测量【实验仪器】：本实验采用JD3型数字式照度计进行测量。【实验目的】：（1）学习光照度计的使用方法。（2）学习照度测量规范，掌握照明条件的测量方法。【实验原理】：本仪器采用硅光电池作为光敏元件，测量环境各处的光照度，经线性集成运算放大后通过仪表液晶显示屏显示读数。【实验要求】：（1）测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。（2）求平均照度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

8、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。（3）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。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。为了使测量数据具有说服力，测量时要记录天气情况和时间；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。以上原始记录可填写在表3中。（4

9、）求墙面、地面和工作台面的反射率在待测地面、墙面和工作台面上视面积大小适当取几个测点测量明照度均值和暗照度均值。当光探头朝向光源时，测值为明照度；当光探头背向光源时，测值为暗照度。数据记录和整理在表4中。表3 噪声测量数据记录表测量点数1234567平均照度自然采光自然+人工人工照明表4 光反射率记录表明 照 度暗 照 度反 射 率墙 面地 面工作台面【实验步骤】：（1）将接收器插头插入仪表输入插口，接收器置于被测点。（2）将电源开关拨向“开”位置。（3）打开接收器遮光罩，并按下相应的换档开关，仪表显示屏就显示出被测点的照度读数。（4）若显示屏最高位出现“1”时，则说明实际照度超过该档量程范围

10、，应将换档开关置于高一档量程。（5）若测量场合照度多变时，为便于读数，可将读数保持开关拨向“保持”一端，便可将测量结果保持一段时间，待读数结束后再将该开关拨向“复位”便可进行下一次测量。（6）仪器使用完毕应将电源开关拨向“关”的位置，以防止电源空耗。（7）仪器打开电源开关，如夜晶屏左上方出现“LOBAT”符号，说明机内供电电源电压已不足，应更换新电池。【实验结果】：绘制等照度曲线，计算光反射率。参照有关标准对工作环境、照明条件进行评价，分析影响因素，提出改进建议。【注意事项】：（1）照度计是精密光学仪器，使用和保管时严防剧烈震动。应置放于干燥、无腐蚀性有害气体环境中。（2）根据国家技术监督局规

11、定，照度计应每年校正一次。如发现仪器精度发生变化，本仪器内部有调整装置可供调整，但应在有标准照度装置标定的情况下进行调整或送（寄）回本厂调整。3、环境微气候测量【实验目的】：（1）学习热球风速计、机械式温湿度表的使用方法。（2）掌握微气候各参数的测量方法。实验一：风速测量【实验仪器】：本实验采用QDF3型热球风速计进行测量。【实验原理】：本仪器由热球式测头和测量仪表两部分组成。测杆的头部有一直径约0.8毫米的玻璃球。球内绕有加热玻璃球用的镍铬丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的冷端连接在磷铜质的支柱上，直接暴露在气流中。当一定大小的电流通过加热线圈后，玻璃球的温度升高，升高的程度和气流的速度有关

12、，流速小时升高的程度大，反之升高的程度小。升高程度的大小通过热电偶产生热电势在电表是指示出来。因此，在校正后即可用电表读数表示气流的速度。【实验步骤】：（1）使用前观察电表的指针是否指到零点，如有偏移可轻轻调整电表上的机械调零螺丝，使指针回到零点。（2）“校正开关”置于“断”的位置，“电源选择”开关置于所选电源处。如用外接电源，“电源选择”开关拨至“外接”位置，将两组直流电源（1组1.5V，1组4.5V）分别接在“外接电源”接线柱上，极性勿接错。如用仪器内部电源，“电源选择”开关拨至“通”的位置。将四节一号电池按正确位置装在仪器底部电池盒内，极性勿接错。（3）将测杆插在插座上，测杆垂直向上放置

13、，螺塞压紧，使探头密闭。“校正开关”置于“满度”的位置，漫漫调整“满度粗调”和“满度细调”两个旋钮，使电表指针指在刻满度的位置。（4）“校正开关”置于“低速”位置，漫漫调整“另位粗调”和“另位细调”两个旋钮，使电表指针指在另点的位置。（5）经过以上步骤后，轻轻拉动螺塞，使测杆探头露出（长短可根据需要选择）即可进行0.055米/秒风速的测定，测量时探头上的红点面对风向，从电表上读出指示风速的大小，根据电表上的读数，查阅所提供的校正曲线，查出被测实际风速。（6）如果要测量530米/秒的风速，在完成以上3、4步骤后只要将“校正开关”置于“高速”位置，不需要再进行任何调整，即可对风速进行测定，测量时探

14、头上的红点面对风向，从电表上读出风速的大小，根据电表的读数查阅所提供的高速校正曲线，查出被测实际风速。（7）如果用干电池供电，在测量若干分钟后（一般10分钟）必须重复以上3、4步骤一次，以保证测量的正确性。（8）测量完毕后，“校正开关”置于“断”的位置。（9）按预先选择的测点，分别测量各测点的风速，填入表5中。表5 风速测量记录表12345平 均 值风 速【注意事项】：（1）在风速测定中，无论测杆如何放置（垂直向上，倒置或水平放置），探头上的红点一边必须面对风向，在进行“满度”“另位”调整时，测杆必须垂直向上放置。（2）仪器内装有四节电池，分成两组，一组是三节串联的，一组是单节的，在调整“满度

15、调节”旋钮时如果电表不能达到满刻度，说明单节电池已枯竭。在调整“另位调节”旋钮时，如果表针不能回到零点，说明三节电池已枯竭，应予以更换。（3）仪器在使用过程中，如被测风速比较稳定而表针突然变化较大或测量误差过大，应用万用电表X10K挡测量一下探头敏感元件热球中的加热丝与热电偶之间的绝缘电阻应不小于500K。如果电阻减小，说明敏感元件损坏，应进行返修，测量加热丝与热电偶之间的绝缘电阻，按下图对插头1、4或2、3点进行测量即可。（4）测杆引线不能随意加长或缩短，如果导线有变动，仪器须重新校对后方可使用，否则加大测量误差。（5）仪器内可调电位器不得轻易调整，动后要重新校对。（6）在使用本仪器测量10

16、米/秒以上风速时，切记在调完满度后，在“低速”挡进行调另，然后把“校正开关”拨至“高速”挡即可进行高速测量，而不需要在“高速”挡进行任何调整。（7）如果敏感部件热球上有粉尘，可将探头在无水乙醇中轻轻摆动去掉粉尘，切不用毛刷清洗，以免损坏热球及使热球位置变化，影响测量正确性。实验二：温湿度测量【实验仪器】：本实验采用JWSA22型机械式温湿度表进行测量。【实验原理】：本仪器内装有传感器，由传感器直接感应外界温湿度，并由指针指示出温湿度。【实验步骤】：把温湿度表平放或竖直挂置，直接从温湿度表的刻度盘上读出温湿度数值。按预先选择的测点，分别测量各测点的温湿度，并填入表6中。表6 温湿度测量记录表 测

17、 点温湿度12345678平均值温度（C）湿度（%RH）【实验结果】：根据所测量的数据和附录5提供的最佳环境温湿度参考值，评价微气候条件，提出改进设想。【注意事项】：（1）应在示值量程内使用。不要接触蒸汽，不要用嘴哈气，以免传感器件结霜，造成示值漂移。（2）使用环境应清洁，不要在腐蚀和挥发性气体等污染严重的场合使用。（3）远离冷、热源，避免骤冷、骤热，当周围环境温湿度平衡时方可测试。（4）仪器不要剧烈震动及撞击。不要自行拆卸、调整。（5）温湿度表应由专业人员定期进行检测和校准。（6）仪表应竖直挂置或平放。4、作业环境粉尘测定【实验目的】：（1）学习粉尘取样仪、电子天平、生物显微镜、显微镜用目镜

18、测微尺的使用方法。（2）学习粉尘浓度的测量方法和粉尘分散度的测量方法。实验一：粉尘浓度测定【实验仪器】：本实验采用FCS30型粉尘采样器和FA型电子天平进行测量。【实验原理】：采样器测定粉尘浓度，是用已知质量纤维滤膜装在采样器的采样头内，采集含有粉尘的空气，再由采样后滤膜的增量，计算出单位体积空气中粉尘的浓度。公式如下：R=（m2-m1）/（Qt ） 100%（mg/m3）式中: R总粉尘浓度（mg/m3）；m2采样后滤膜的质量（mg）； m1采样前滤膜的质量（mg）； Q采样时流量（L/min）； T采样时间（min）。【实验方法】： （1）粉尘采样器的使用接通电源，按开机按钮，打开粉尘采样

19、器。屏幕显示封面：银 河 科 技为 你 服 务05156270538 6260228FCS30型粉尘采样器 按任意键进入菜单：设置采样时间00：001：设置采样时间2：开始采样3、充电4：关机 按“”“”键，选择菜单，按“取消”键返回封面。按“确定”键进入当前功能。设置采样时间按“”“”移动光标，按“”“”键调整当前光标位置的数值。按“取消”返回，按“确定”键确认。开始采样进入采样界面，第一行显示采样总时间，中间为当前已臭氧的时间，底部为当前电池电压指示。采样时间到时显示：“采样结束！”，按任意键返回菜单。采样时间：01：3000：50：25 11:3V采 样 结 束在采样过程中，按“取消”键

20、返回菜单，按“确定”键显示：1：设置采样时间2：继续采样3、重新4：关机“设置采样时间”的方法同上。“继续采样”指接着原来已采样的时间继续计时。“重新采样”指重新计时。“关闭”指关闭采样器。充电仪器在使用前应给仪器充电，避免在采样时因电池欠压造成采样不准或停机。使用外部电源，可对内部使用的充电电池进行充电。充电过程中，按“取消”键，退出充电状态，返回菜单。正在充电当前电压：11.3V正在充电电池充电完毕！关机关闭采样器。（2）天平的使用方法天平校准使用要求一般时，天平应预热20分钟；精确称重时，天平应预热120分钟。当有以下3种情形时，天平需要进行校准：天平首次使用之前；称重操作进行了一段时间

21、；放置地点变更之后。C准备好所需的校准砝码（本型号用200g级的砝码），从秤盘上取走任何加载物，按“TAPE”键，清零。等待天平稳定后，按“C”键，显示 后，轻轻放上校准砝码至秤盘中心，关上玻璃门约30秒后，显示校准砝码值，听到“嘟”一声后，取出校准砝码，天平校准完毕。称重方法A基本称重按“TARE”键一下，将天平清零，等待天平显示零，在秤盘上放置所称物体。称重稳定后，即可读取重量读数。B使用容器称重如需用容器装着待测物（如液体）进行称重（不包括容器的重量），方法如下：先将空的容器放在称盘上，按“TARE”键后清零，等待天平显示零，将待测物体放入容器中，称重稳定后，即可读取重量读数。C称重模式

22、的切换称重模式选择：按住“M”键不放，天平在克、金盎司、克拉、计件、百分比称重模式之间循环切换，待天平显示所需称重模式时，放开“M”键，天平进入所选称重模式。本实验采用克称重模式。（3）把实验数据填入表7中，并进行处理。表7 粉尘测量记录表测量位置滤膜编号初重G1（mg）末重G2（mg）增重G（mg）流量（l/min）采样时间（min）采样体积（l）粉尘浓度（mg/m3）12实验二：粉尘分散度测定【实验仪器】：本实验采用FCS30型粉尘采样器和XSPC203型生物显微镜进行测量。【实验原理】：用粉尘采样器采样粉尘，用生物显微镜观察粉尘颗粒大小和数量，并按下列公式计算粉尘的颗粒分散度和重量分散度

23、：【实验方法】：（1）试样制备把经过采样的滤膜放到试管内，加醋酸丁脂12ml溶解滤膜，同时用玻璃棒搅动，使其成为均匀的粉尘混悬液。将载玻片用自来水洗净后，放入盛酒精的玻璃杯内洗净备用。用玻璃棒取混悬液12滴放到载玻片上，另用一块载玻片的一端，将混悬液刮至均匀做成涂片，经过12min，载玻片上即可出现一层粉尘薄膜。（2）显微镜目镜和物镜的选择显微镜对微小物体的鉴别能力重要取决于物镜，故用高倍物镜配以目镜观察。（3）目镜测微尺的标定粉尘颗粒的大小用目镜测微尺测量。当显微镜的物镜倍数改变时，虽然目镜测微尺在视野中的大小不变，但被测物体在视野中的大小却随之改变，故目镜测微尺需要事先用物镜目镜测微尺进行

24、标定。（4）分散度的测量取下物镜测微尺，换上制好的粉尘试样，在高倍物镜下，用已标定好的目镜测微尺依次测量粉尘颗粒的大小，遇长径量长径，遇短径量短径。每个试样一般观察300尘粒，将其按大小分为4组，并记录在表8中。如涂片试样上粉尘颗粒过多且重叠影响观察时，可再加适当量醋酸丁脂稀释，待干后进行观测；如粉尘粒太多，可将同一采样点的两张滤膜一并溶解后重新制备涂片试样进行观测，其结果均不受影响。把实验的数据记录在表8中。表8 分散度观测记录表组别2m25m510m10m颗粒数ni颗粒分散度%重量分散度%【实验结果】：（1）对表8中的数据进行处理，绘制颗粒分散度及重量分散度粒状图。（2）对作业环境含尘情况

25、提出看法，并提出改善方法。【参考文献】：1、丁玉兰主编，人机工程学，北京理工大学出版社，19912、丁玉兰编，人因工程学，上海交通大学出版社，20043、曹崎主编，人机工程，四川科学技术出版社，19914、马江彬主编，人机工程学及其应用，机械工业出版社，19935、范中志等编，基础工业工程（IE），机械工业出版社，1993附录一：人因工程学实验资料我国725岁青少年儿童身高平均值和标准差（单位：cm） 性 别年 龄 类 别男 性女 性平均值标准差平均值标准差7城121.24.97120.45.03乡117.34.92116.34.818城125.75.32125.05.36乡121.25.06

26、120.15.089城130.65.59130.15.72乡125.55.48124.55.4210城135.35.75135.66.31乡129.95.54129.55.9511城139.95.98141.26.71乡133.86.03134.16.5212城145.26.80147.16.60乡138.96.34140.16.8213城151.88.03151.66.16乡144.17.29145.66.7314城158.37.84154.85.59乡150.78.18150.05.9515城163.86.87156.85.33乡157.07.72153.25.2616城167.05.94

27、157.85.22乡161.86.56154.95.1117城168.65.72158.15.18乡164.45.90155.74.861825170.35.75159.05.20我国722岁青少年儿童坐高平均值和标准差（单位：cm） 性 别年 龄 类 别男 性女 性平均值标准差平均值标准差7城66.92.5966.32.55乡65.62.5564.92.538城68.92.7268.22.72乡67.42.6666.72.669城70.92.7770.42.89乡69.22.8163.52.7910城72.82.8672.93.23乡71.02.8470.63.0411城74.72.9475

28、.53.50乡72.62.9772.73.3112城77.13.4678.63.61乡74.63.1175.53.6013城80.34.3081.23.47乡76.93.7778.33.6914城83.94.4583.33.12乡80.14.4380.73.4515城87.13.9784.62.85乡83.54.4882.73.1116城89.33.3885.42.75乡86.53.9183.92.9017城90.63.0785.72.70乡88.13.4384.52.691825城92.12.9386.32.78我国722岁青少年儿童的体重平均值和标准差（单位：kg） 性 别年 龄 类 别男

29、 性女 性平均值标准差平均值标准差7城21.522.8220.62.64乡20.292.2919.632.298城23.373.1222.63.10乡22.112.5721.432.609城25.773.6925.113.64乡24.273.0123.593.0410城28.234.1628.054.37乡26.573.3826.193.7811城31.084.7831.925.36乡29.013.929.424.6312城34.195.7935.836.07乡31.854.7833.295.5513城40.226.9841.205.96乡37.446.2639.745.9614城45.457

30、.2544.365.86乡42.276.9143.135.7515城49.866.8746.465.63乡47.256.7946.155.4216城53.226.4248.145.56乡51.565.9448.445.3617城55.326.1449.075.66乡54.245.6849.795.3118城55.446.1249.605.68乡55.755.5250.525.281922城57.635.8850.255.59乡56.995.2950.835.31成人皮下脂肪厚度评定参考标准（单位：mm）男 性女 性异常瘦1014瘦1221一般2337肥胖3447过分肥胖4559异常肥胖6073最佳环境温湿度参考值对 象温 度（C）湿 度（%RH）人体环境18254575居室环境4070防病、治病环境4060图书馆、美术馆、博物馆环境4060电子计算机、通讯机房环境4060衣料、棉毛纺织品存放环境3050奶制品存放环境5060糖果、点心存放环境4060水果存放环境6070