第2章數(shù)據(jù)處理軟件origin

1、返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院第2章 數(shù)據(jù)處理軟件Origin Origin是美國OriginLab公司推出的數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件，現(xiàn)在的新版本為Origin 7.5。此軟件屬于專用軟件一類，對于化工類專業(yè)的實驗數(shù)據(jù)處理非常有用。它具有專業(yè)級的圖表處理功能、強大的實驗數(shù)據(jù)分析功能以及盡善盡美的圖形展示功能，因此，成為科技工作者的首選科技繪圖及數(shù)據(jù)處理軟件。 Origin具有兩大類功能：數(shù)據(jù)分析和繪圖。 返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.1 Origin基礎 2.1.1 主界面 2.1.2 菜單欄 2.1.3 工具欄 2.2 工作表窗口 2.2.

2、1 數(shù)據(jù)輸入與刪除 2.2.2 數(shù)據(jù)管理 2.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與篩選 2.3 Origin繪圖 2.3.1 簡單X-Y圖形的繪制 2.3.2 圖形的定制與標注 2.3.3 坐標軸的定制 2.3.4 圖形中數(shù)據(jù)的處理 2.3.5 保存項目文件和模板 2.3.6 多層圖 2.3.7 雙坐標圖 2.4 數(shù)據(jù)擬合 2.4.1 線性回歸 2.4.2 多項式回歸 2.4.3 非線性回歸 返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.1 Origin基礎 2.1.1 主界面菜單欄工具欄繪圖欄項目管理器狀態(tài)欄返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.1.2 菜單欄菜單欄 打開O

3、rigin 7.5時默認繪圖區(qū)子窗口為Worksheet（工作表）窗口，選擇菜單欄“FileNew”命令或直接按“Ctrl+N”鍵打開“新建”子窗口命令，就可以選擇在繪圖區(qū)新建一種類型的子窗口：Graph（繪圖）、Matrix（矩陣）、Layout（版面設計）、Notes（注釋）窗口，其所對應的菜單欄結構列于表2-1。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院子窗口 菜單欄結構 Worksheet File Edit View Column Analysis Statistics Tools Format Window HelpGraph File Edit View Graph

4、 Date Analysis Tools Format Window HelpMatrix File Edit View Plot Matrix Image Tools Format Window HelpLayout File Edit View Layout Tools Format Window HelpNotes File Edit View Tools Format Window Help表2-1 繪圖區(qū)子窗口對應的菜單欄返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.1.3 2.1.3 工具欄工具欄 Origin 7.5首次啟動時并非顯示出所有工具欄，通過菜單欄“Vie

5、wToolbars”命令或直接按Ctrl+T鍵打開“自定義工具欄”設置窗口,此窗口包含“工具欄顯示/隱藏”和“工具欄按鈕增加/刪除”兩個功能標簽。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.2 工作表窗口 工作表的主要功能是存放和組織Origin中的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析和作圖。工作表窗口最上邊一行為標題欄，A、B和C等是數(shù)列的名稱，X和Y是數(shù)列的屬性，其中X表示該列為自變量，Y表示該列為因變量?？梢噪p擊數(shù)列的標題欄，打開“Worksheet Column Format”對話框改變這些設置。工作表中的數(shù)據(jù)可直接輸入，也可以從外部文件導入，而后通過選取工作表中的列完成

6、作圖. 返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.2.1 數(shù)據(jù)輸入與刪除數(shù)據(jù)輸入與刪除通過鍵盤輸入通過鍵盤輸入 默認情況下，Origin 7.5在啟動時會創(chuàng)建一個含有兩列單元格的空白工作表并自動將兩列指定為A（X）和B（Y），即二維繪圖用的數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)輸入完畢后，可以進行工作表顯示或屬性調(diào)整，在A（X）列上雙擊打開“列格式設置”窗口.通過“Column Name”可以更改列名稱，點擊“Format”選項的下拉列表可以選擇該列數(shù)據(jù)的格式，在“Column Label”中輸入內(nèi)容，在該列上方就會出現(xiàn)所輸入的標識。點擊“Prev”或“Next”按鈕可以對該列的前一列或后一列進行格式

7、設置，設置完畢后點擊“OK”按鈕即可。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院 其它輸入方法其它輸入方法 從其它軟件的數(shù)據(jù)文件中輸入數(shù)據(jù) (ASCII) 通過剪切板交換數(shù)據(jù) 在列中輸入相應行號或隨機數(shù) 用函數(shù)或數(shù)學計算式實現(xiàn)對列輸入數(shù)據(jù) 有規(guī)律X遞增數(shù)據(jù)輸入 在列中插入一個單元格數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)刪除數(shù)據(jù)刪除 EditClear刪除整個工作表中的數(shù)據(jù) EditDelete刪除選中的單元格及其數(shù)據(jù) 返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.2.2 2.2.2 數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)排序數(shù)據(jù)排序列排序列排序 Analysis Sort Column 選擇范圍排序選擇范圍排

8、序 Analysis Sort Range 工作表格排序工作表格排序 Analysis Sort Worksheet 抽取數(shù)據(jù)抽取數(shù)據(jù)Analysis Extract Worksheet Data返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與篩選數(shù)據(jù)統(tǒng)計與篩選描述統(tǒng)計描述統(tǒng)計 列(行)統(tǒng)計 StatisticsDescriptive StatisticsStatistics on Columns (Statistics on Rows )頻數(shù)統(tǒng)計 StatisticsDescriptive StatisticsFrequency Count”正態(tài)統(tǒng)計 Stati

9、sticsDescriptive StatisticsNormality Test（Shapiro-Wilk） 返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院方差分析方差分析 方差分析（ANOVA）是統(tǒng)計中一個重要的分析方法，包括單因子分析和雙因子分析。選擇菜單命令“StatisticsANOVAOne-Way ANOVA”或“Two-Way ANOVA”，會彈出單因子分析或雙因子分析的對話框，如教材圖2-10所示。 這兩個對話框類似，都包括ANVOA、Levene和Brown-Forsythe檢驗。設置完成后點擊“Compute”即可進行方差分析。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社

10、n 化學與化學工程學院2.3 Origin繪圖繪圖 Origin的繪圖功能非常靈活，功能十分強大，能繪出數(shù)十種精美的、滿足絕大部分科技文獻和論文的繪圖要求的數(shù)據(jù)曲線圖，它是Origin重要核心和特點之一。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.3.1 簡單簡單X-Y圖形的繪制圖形的繪制 首先要將數(shù)據(jù)按照X、Y坐標存為兩列，然后按住鼠標左鍵拖動選定這兩列數(shù)據(jù)，選擇“PlotLine/Scatter/Line+Symbol”命令，或者采用如圖所示的最下面一排工具欄按鈕的前三項，就可以繪制出如圖三種不同效果的簡單圖形。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.3

11、.2 圖形的定制與標注圖形的定制與標注 雙擊數(shù)據(jù)曲線，打開“Plot Details”對話框，如圖所示。通過這個對話框可以對曲線進行定制，可定制部分包括除坐標軸及說明以外所有內(nèi)容。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.3.3 2.3.3 坐標軸的定制坐標軸的定制 雙擊數(shù)據(jù)曲線圖的任一坐標軸，可以打開坐標軸屬性對話框，如圖所示。利用這個對話框，可以對坐標軸的屬性進行定制，方法和操作與利用“Plot Details”對話框定制數(shù)據(jù)曲線屬性類似。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.3.4 圖形中數(shù)據(jù)的處理圖形中數(shù)據(jù)的處理簡單算術運算簡單算術運算 激活繪圖

12、窗口，選擇“AnalysisSimple Math”命令 減去參考直線減去參考直線 激活繪圖窗口，選擇“AnalysisSubtrartStraight Line”命令，光標自動變?yōu)?然后在窗口上雙擊左鍵定起始點，然后再在終止點雙擊，由于兩點確定一條直線，Origin會自動將曲線減去由這兩點確定的參考直線而獲得一條新的曲線并在原繪圖窗口中顯示。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院垂直垂直/ /水平移動水平移動 以垂直移動為例，激活繪圖窗口后選擇“AnalysisTranslateVertical”，這時光標自動變?yōu)?。移動光標，雙擊曲線上的任一數(shù)據(jù)點，將其設為起點。這時光標

13、形狀變?yōu)?，雙擊屏幕上任意點將其設為終點。這時Origin將自動計算起點和終點縱坐標的差值，工作表內(nèi)該數(shù)列的值也自動更新為該數(shù)列原來的值加上該差值，同時將曲線移動到新位置。水平移動選擇“AnalysisTranslateHorizontal”，其余操作與垂直移動類似。微分微分/ /積分積分 激活繪圖窗口后選擇“AnalysisCalculusDifferentiate”或“Integrate”進行微分或積分操作。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院 現(xiàn)在，我們的Origin項目包括數(shù)據(jù)、工作表、圖形和文件夾組織結構等。當你保存項目后，這些窗口以及它們所包含的數(shù)據(jù)都存儲在這個

14、項目文件中。保存項目的步驟如下：選擇“FileSave Project”命令或者在上部工具欄中直接點擊 ，就會打開文件保存對話框，在“文件名”文本框中鍵入“Sample”，單擊“保存”按鈕，這樣當前的項目就保存在“Sample.OPJ”中了。2.3.5 保存項目文件和模板保存項目文件和模板返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.3.6 多層圖多層圖 Origin提供了常用的多圖層模板，包括：雙Y軸（Double Y Axis）圖形模板、左右對開（Horizontal 2 Panel）圖形模板、上下對開（Vertical 2 Panel）圖形模板、四屏圖形（4 Panel）模

15、板、九屏圖形（9 Panel）模板、疊層圖形（Stack）模板。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院 例如，圖2-18所示的數(shù)據(jù)，B和C對A分別利用左右對開圖形模板和上下對開圖形模板作圖，只需點擊“PlotPanelHorizontal 2 Panel”或“Vertical 2 Panel”即可；同樣，B、C、D和E對A分別利用四屏圖形模板和疊層圖形模板作圖，只需點擊“PlotPanel4 Panel”或“Stack”即可。結果如圖所示。左右對開圖形 返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院上下對開圖形 四屏圖形 返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與

16、化學工程學院疊層圖形 返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.3.7 雙坐標圖雙坐標圖 以圖2-18所示的數(shù)據(jù)為例說明雙坐標軸圖的繪制步驟：首先以B對A作圖，在繪圖窗口中選擇菜單命令“ToolsLayer”，打開“Layer”工具對話框，如圖所示。在“Add”選項卡中，選擇與Y關聯(lián)按鈕 ，這樣就在繪圖窗口中加入了一個圖層。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院 雙擊繪圖窗口左上角的“2”圖標，則彈出“Plot Setup”對話框，如圖1所示。Y列選中C后，單擊“Add”按鈕，然后單擊“OK”即將C的數(shù)據(jù)曲線繪制在圖層2中。雙擊右坐標軸，在彈出的對話框中將坐

17、標范圍改為-2.5到2.5。然后打開“Plot Details”對話框，雙擊左邊窗口“Layer 2”，將曲線顏色改為藍色，得到圖2。圖1圖2返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.4 數(shù)據(jù)擬合2.4.1 線性回歸 欲對被激活的數(shù)據(jù)進行直線擬合，在繪圖（Graph）窗口選擇“AnalysisFit Linear”命令，對X（自變量）和Y（因變量）的線性回歸方程是Y(i)=A+B*X(i)，參數(shù)A（截距）和B（斜率）由最小二乘法計算。擬合后，Origin產(chǎn)生一個新的（隱藏的）包含擬合數(shù)據(jù)的工作表格，并將擬合出的數(shù)據(jù)在繪圖窗口繪出，同時將擬合得到的參數(shù)的數(shù)值顯示在結果記錄（Re

18、sults Log）窗口中。返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.4.2 多項式回歸多項式回歸 對被激活的數(shù)據(jù)組用Y=A+B1*X+B2*X2+B3*X3+.+Bk*Xk進行擬合，在繪圖（Graph）窗口選用“AnalysisFit Polynomial”命令，Origin會打開一個“Polynomial Fit to”對話框，如圖所示。設置級數(shù)擬合曲線的點數(shù) 擬合曲線的最小 值擬合曲線的最大值返回化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社 n 化學與化學工程學院2.4.3 非線性回歸非線性回歸 從菜單命令擬合從菜單命令擬合 在繪圖窗口，“Analysis”菜單中選擇相應的命令可以完成

19、非線性擬合，擬合參數(shù)和統(tǒng)計結果顯示在結果記錄（Results Log）窗口。此類擬合包括： “Fit Exponential DecayFirst Order”：指數(shù)衰減擬合，擬合模型函數(shù)為y=y0+A1exp(-x/t1)； “Fit Exponential DecaySecond Order”：指數(shù)衰減擬合，擬合模型函數(shù)為y=y0+A1exp(-x/t1)+A2exp(-x/t2)； “Fit Exponential DecayThird Order”：指數(shù)衰減擬合，擬合模型函數(shù)為y=y0+A1exp(-x/t1)+A2exp(-x/t2)+A3exp(-x/t3)； “Fit Exponential Growth”：指數(shù)增長擬合，擬合模型函數(shù)為y=y0+A1exp(x/t1)； “Fit Sigmoidal”：S擬合，擬合模型函數(shù)為(A1-A2)/1+exp(x-x0)/dx)+A2； “Fit G