origin-9.0數(shù)據(jù)處理與分析-賀斌

1、Origin 9.0數(shù)據(jù)處理分析數(shù)據(jù)處理分析 1 Experiment Design and Data Processing Content 一前言 二Origin的基本介紹 三軟件功能 四工作空間概述 五2D圖形繪制 六舉例 一、前言 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，化學(xué)工作者需要處理越來越多的實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)，也需要掌握越來越多的數(shù)據(jù)處理方法，如對數(shù)據(jù)進(jìn)行 篩選、平滑、濾波、微分、積分、線性回歸、非線性擬合等。 同時還需要繪制各種各樣的圖形，如二維、三維數(shù)據(jù)圖形等。 各種儀器分析數(shù)據(jù)處理，如紅外光譜、紫外-可見光譜、X射 線衍射、核磁共振數(shù)據(jù)等，也需要進(jìn)行繪圖、分析、比較， 并將其加工成為文本的一部分。 二

2、、基本介紹 Origin 是 Origin Lab 公司出品的、較流行的專業(yè)函數(shù)繪圖軟 件，是公認(rèn)的簡單易學(xué)、操作靈活、功能強(qiáng)大的軟件，既可 以滿足一般用戶的制圖需要，也可以滿足高級用戶數(shù)據(jù)分析、 函數(shù)擬合的需要。 自 1991 年問世以來，Origin 以其操作簡便，功能開放，很快 成為國際流 行的分析軟件之一，獲得了廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用。 三、軟件功能 Origin 具有兩大主要功能：數(shù)據(jù)分析和繪圖。 Origin 的數(shù)據(jù)分析 主要包括統(tǒng)計、信號處理、圖像處理、峰值分析和曲線擬 合等各種完善的數(shù)學(xué)分析功能。準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，只需選擇所 要 分析的數(shù)據(jù)，然后再選擇相應(yīng)的菜單命令即可。

3、 Origin 的繪圖是基于模板的，Origin 本身提供了幾十種二維和三 維繪圖模板 如： 散點(diǎn)圖、條形圖、折線圖、餅圖、面積圖、曲面圖、等高線圖等。繪圖時，只 要選擇所需要的模板就行。用戶可以自定義數(shù)學(xué)函數(shù)、圖形樣式和繪圖模板； 可以和各種數(shù)據(jù)庫軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接。 初始圖形初始圖形 導(dǎo)入導(dǎo)入 Origin成表成表 繪圖繪圖 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 需要的曲線需要的曲線可用圖形可用圖形 論文或者分析論文或者分析 圖形定制圖形定制 數(shù)據(jù)擬合數(shù)據(jù)擬合 美化美化 論文或者分析論文或者分析 應(yīng)應(yīng) 用用 應(yīng)用應(yīng)用 四、工作空間概述 項(xiàng)項(xiàng) 目目 管管 理理 2D圖形工具欄圖形工具欄 工

4、作表工作表 繪圖窗口繪圖窗口 菜單工具菜單工具欄 狀態(tài)欄狀態(tài)欄 工作表 工作表由垂直的列和水平的行組成 列與行的交叉處稱為單元格 每個單元格內(nèi)可包含數(shù)、文本、日期、時間等 一個Origin項(xiàng)目中可以包含多個工作表 添加行：鼠標(biāo)至最后一行，Enter或 添加列：空白處右擊鼠標(biāo)或Column處 Add new column Column: 標(biāo)簽列 誤差 列數(shù)據(jù)屬性（黃色） 列名稱 數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)篩選數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)篩選 繪圖模板類型繪圖模板類型 坐標(biāo)軸設(shè)置 沒有坐標(biāo)軸的數(shù)據(jù)將毫無意義 坐標(biāo)軸的設(shè)置是達(dá)到圖形“規(guī)范化”的核心 17 Linear: 線性坐標(biāo) Log10:以10為底的對數(shù)坐標(biāo) Probabi

5、lity: 概率坐標(biāo) Probit: 概率單位坐標(biāo) Reciprocal: 倒數(shù)坐標(biāo) Offset Reciprocal: 熱力學(xué)溫 標(biāo)偏移的倒數(shù)坐標(biāo) Logit: 分對數(shù)坐標(biāo) In: 以e為底的對數(shù)坐標(biāo) Log2:以2為底的對數(shù)坐標(biāo) Double Log Reciprocal: 雙對 數(shù)倒數(shù)坐標(biāo) 18 輸輸 入入 窗窗 口口 顯顯 示示 窗窗 口口 19 重新生成圖例：Graph里 New Legend 五、簡單五、簡單2D2D圖形繪制圖形繪制 繪制線繪制線( Line ) 圖圖 選中B 列。 單擊菜單命令【Plot 】 【Line 】 【Line 】 或2D Graphs 工具欄的【Lin

6、e 】 示例準(zhǔn)備: 導(dǎo)入Curve Fitting 文件中的Gaussian.dat 文件數(shù)據(jù)。 繪制繪制Y誤差誤差( Y Error )圖圖 選中C列將其設(shè)置為Y Error列 示例準(zhǔn)備: 導(dǎo)入Curve Fitting 文件中的Gaussian.dat 文件數(shù)據(jù)。 單擊菜單命令【Plot】 【Symbol 】 【Y Error】 或2D Graphs 工具欄上的【Y Error】按鈕 菜 1 2 【Y Error】命令只繪制數(shù)據(jù)對應(yīng)的誤差而不顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)，命令只繪制數(shù)據(jù)對應(yīng)的誤差而不顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)， 如果如果 希望對數(shù)據(jù)及其誤差同時作圖，應(yīng)繪制含誤差棒希望對數(shù)據(jù)及其誤差同時作圖，應(yīng)繪制含誤差棒(

7、 Error Bar ) 圖圖 繪制繪制XY 誤差誤差( X Y Error ) 圖圖 單擊Standard 工具欄上的【Add New Colurnns 】按鈕添加 一個列， 并將其值設(shè)置為 1.5 ，( 注: 該步驟只是為了演示本 例繪圖用， 實(shí)際作圖時應(yīng)采用真實(shí)的誤差數(shù)據(jù)) 。 選中C、D 列分別設(shè)置為Y Error、X Error。 選中A、B、C 和D 四個列， 然后單擊菜單命令【Plot】 【Symbol 】 【XY Error】或2D Graph工具欄上的【X Y Error】按鈕 示例準(zhǔn)備: 導(dǎo)入Curve Fitting 文件中的Gaussian.dat 文件數(shù)據(jù)。 繪制垂線

8、繪制垂線( Vertical Drop Line ) 圖圖 選中B 列。 單擊菜單命令 【Plot 】 【Symbol 】 【Vertical Drop Line 】或2D Graphs 工具欄的【Vertical Drop Line 】按鈕 繪制氣泡繪制氣泡( Bubble ) 圖圖 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)包含兩個數(shù)值型Y 列( 第l 個Y 列設(shè) 定氣泡縱向位置， 第2個Y 列用于設(shè)定氣泡的大小) 。 選中B、C 兩列。 單擊菜單命令【Plot 】 【Symbol 】【Bubble 】 或2D Graphs 工具欄上的【Bubble 】按鈕 繪制彩色點(diǎn)繪制彩色點(diǎn)( Color Mappe

9、d ) 圖圖 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)包含兩個數(shù)值型Y 列( 第1 個Y 列設(shè) 定點(diǎn)的縱向位置， 第2個Y 列用于設(shè)定點(diǎn)的顏色) 。 選中B、C 兩列。 單擊菜單命令【Plot 】【Symbol】【Color Mapped】 或2D Graphs 工具欄上的【Color Map 】按鈕 繪制點(diǎn)線繪制點(diǎn)線( Line + Symbol ) 圖圖 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)包含一個或多個Y 列。 選中B 列。 單擊菜單命令 【Plot 】 【Line + Symbol 】 【Line + Symbol 】 或2D Graphs 工具欄 的【Line + Symbol 】 按鈕 繪制柱形繪制柱形(

10、 Column ) 圖圖 選中B列。 單擊菜單命令 【Plo 】 【ColumnslBars 】 【Column 】 或 2D Graphs工具欄的 【Column 】按鈕 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)為數(shù)值型可包含一個或多個Y 列。 示例準(zhǔn)備: 導(dǎo)入Graphing 文件夾中的AXES.DAT 文件數(shù)據(jù)。 繪制條形繪制條形( Bar ) 圖圖 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)為數(shù)值型可包含一個或多個Y 列。 選中B 列。 單擊菜單命令 【Plot 】 【ColumnslBars 】 【Bar 】或2D Graphs工具欄的 【Bar】按鈕 繪制堆壘柱形繪制堆壘柱形( Stack Column ) 圖

11、圖 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)為數(shù)值型且包含多個Y 列。 示例準(zhǔn)備: 導(dǎo)入Graphing 文件夾中的Group.DAT文件數(shù)據(jù)。 選中所有的Y 列。 單擊菜單命令【Plot 】 【Columns/Bars 【Stack Column 】 或2D Graphs 工具欄的【Stack Column 】按鈕 繪制堆壘條形繪制堆壘條形( Stack Bar ) 圖圖 選中所有的Y 列。 單擊菜單命令【Plot 】 【ColumnslBars 】 【Stack Bar】 或2D Graphs 工具欄的【Stack Bar】按鈕 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)為數(shù)值型且包含多個Y 列。 繪制浮動柱形繪制浮動

12、柱形( Floating Column ) 圖圖 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)為數(shù)值型且包含多個Y 列。 選中所有的Y 列。 單擊菜單命令【Plot】 【ColurrmslBars 】 【Floating Column 】 或2D Graphs 工具欄的 【Floating Column】按 鈕 繪制浮動條形繪制浮動條形( Stack Bar ) 圖圖 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)為數(shù)值型且包含多個Y 列。 選中所有的Y 列。 單擊菜單命令 【Plot 】 【Columns/Bars 】 【Floating Bar 】或 2D Graphs 工具欄的 【Floating Bar】按鈕 繪制餅繪制餅

13、( Pie Chart ) 圖圖 數(shù)據(jù)要求: 用于作圖的數(shù)據(jù)為數(shù)值型且只包含一個Y 列。 選中B列。 單擊菜單命令 【Plot】 【ColumnslBars 】 【Pie 】或2D Graphs 工具欄的 【Pie Char】按鈕 繪制繪制Y 軸錯位堆壘曲線圖軸錯位堆壘曲線圖 Y軸錯位堆壘曲線圖將多條曲線在單個圖層上從上到下堆壘 并將其縱軸(y 軸) 做適當(dāng)?shù)腻e位， 特別適合繪制多條包含多 個峰的曲線圖形。 數(shù)據(jù)要求: 包含多個數(shù)值型Y 列。 選中所有的Y 列。 單擊菜單命令【Plot 】【Multi-Curve 】 【Stack Lines by Y Offsets 】或2D Graphs

14、工具欄的【Stack Lines by Y Offsets 】按鈕 六、舉例 標(biāo)準(zhǔn)曲線 紅外譜圖 XPS 多圖層多圖層 多圖層圖形將圖形的展示提高到一個新的層次。 Origin中提供了多種模板，有Double Y Axis, Horizontal 2 Panel, 4 Panel, 9 Panel, Stack，方法相同。 Double Y Axis (兩個兩個Y軸數(shù)值范圍相差很大軸數(shù)值范圍相差很大) 作圖步驟：作圖步驟： 在在B(Y)B(Y)后添加兩列空白列后添加兩列空白列 選擇前三列作柱狀圖選擇前三列作柱狀圖 添加圖層：光標(biāo)至圖層添加圖層：光標(biāo)至圖層1 1右側(cè)，右側(cè)， 右擊，選擇右擊，選擇

15、New Layer-Right Y 選擇后兩列數(shù)據(jù)，拖至選擇后兩列數(shù)據(jù)，拖至graph 或或 者在圖層者在圖層2處右擊選擇處右擊選擇Layer Content/ Plot setup，引入折線，引入折線 折線改為柱狀圖，調(diào)整坐標(biāo)軸，折線改為柱狀圖，調(diào)整坐標(biāo)軸， 美化圖形美化圖形 局部放大圖局部放大圖Zoom Multi-curve 導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并輸入Long Name和Units。 堆疊操作堆疊操作 全選數(shù)據(jù) Plot Muti-curve Stack Lines by Y Offset Independent 移動曲線 調(diào)整坐標(biāo)軸。 平滑操作平滑操作 Analysis Signal Proce

16、ssing Smooth 根據(jù)根據(jù) 需求需求 選擇選擇 Adjacent- Averaging: 相鄰平均法 Savitzky- Golay: 濾波器平滑法 Percentile Filter: 數(shù)字濾波器 FFT Filter: 快速傅里葉變換濾波器 輸入、導(dǎo)出 數(shù)據(jù)的連接 關(guān)系 加權(quán)平均 設(shè)置平滑方式：點(diǎn)擊數(shù)據(jù)線，右擊選擇設(shè)置平滑方式：點(diǎn)擊數(shù)據(jù)線，右擊選擇Plot Details，選擇，選擇Line選項(xiàng)選項(xiàng) ：Connect中選擇平滑方式。中選擇平滑方式。 平滑方式：平滑方式：Straight 直接作圖，不平滑直接作圖，不平滑 B-Spline Spline 平滑（平滑（XRD） 在數(shù)據(jù)分

17、析處理過程中， 經(jīng)常需要從一組測定的數(shù)據(jù) ，例如N 個點(diǎn)(Xi，Yj ) ，去求得因變量Y 對自變量X 的一 個近似解析表達(dá)式， 這就是數(shù)據(jù)回歸、擬合。 Origin 提供了線性、多項(xiàng)式、非線性函數(shù)以及自定義函 數(shù)擬合等多種數(shù)據(jù)擬合模塊可以方便地對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸 、擬合分析。 七、數(shù)據(jù)回歸和擬合七、數(shù)據(jù)回歸和擬合 打開【Data】菜單選中B 列數(shù)據(jù)。 選擇參加擬合數(shù)據(jù)范圍并屏蔽不參與擬合的數(shù)據(jù)( 這里不做改變， 即B 列所有數(shù)據(jù)均參與擬合）。 單擊菜單命令【Analysis 】 【Fitting 】 【Fit Linear . . . 】 嵌入的擬 合參數(shù) 線性擬合線性擬合 【Linear Fi

18、t 】 對話框?qū)υ捒?線性擬合線性擬合 用于設(shè)定參與擬 合的數(shù)據(jù)改變后重 新計算的模式 （1 ） Gauss 擬合 選擇參加擬合數(shù)據(jù)范圍并屏蔽不參與擬合的數(shù)據(jù)( 這里不做 改變， 即B 列所有數(shù)據(jù)均參與擬合）。 單擊菜單命令【Analysis 】， 【Fitting 】 【Nonlinear Curve Fit. . 】打開【NLFit】對話框， 2021-6-5 非線性曲線擬合非線性曲線擬合 在【Settings 】標(biāo)簽卡中的【Function Selection 】選項(xiàng)頁里選擇函數(shù)為 Gauss 非線性曲線擬合非線性曲線擬合 非線性曲線擬合非線性曲線擬合 新增的擬合結(jié)果和報告新增的擬合結(jié)果和報告 （2）指數(shù)擬合 示例準(zhǔn)備: 導(dǎo)入Curve Fitting 文件夾中的Exponential Decay.dat 文件數(shù)據(jù)， 然后選中B列并繪制散點(diǎn)圖。 選擇參加擬合數(shù)據(jù)范圍并屏蔽不參與擬合的數(shù)據(jù)( 這里不做 改變， 即B 列所有數(shù)據(jù)均參與擬合）。 單擊【Anal