origin-9.0数据处理与分析-贺斌

Origin9.0数据处理分析1ExperimentDesignandDataProcessingContent一．前言二．Origin的基本介绍三．软件功能四．工作空间概述五．2D图形绘制六．举例一、前言随着科学技术的进步，化学工作者需要处理越来越多的实验数据，也需要掌握越来越多的数据处理方法，如对数据进行筛选、平滑、滤波、微分、积分、线性回归、非线性拟合等。同时还需要绘制各种各样的图形，如二维、三维数据图形等。各种仪器分析数据处理，如红外光谱、紫外-可见光谱、X射线衍射、核磁共振数据等，也需要进行绘图、分析、比较，并将其加工成为文本的一部分。二、基本介绍Origin是OriginLab公司出品的、较流行的专业函数绘图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。自1991年问世以来，Origin以其操作简便，功能开放，很快成为国际流行的分析软件之一，获得了广泛的认可与应用。三、软件功能Origin具有两大主要功能：数据分析和绘图。Origin的数据分析主要包括统计、信号处理、图像处理、峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后，进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板如：散点图、条形图、折线图、饼图、面积图、曲面图、等高线图等。绘图时，只要选择所需要的模板就行。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接。初始图形导入Origin成表绘图实验数据需要的曲线可用图形论文或者分析图形定制数据拟合美化论文或者分析应用应用四、工作空间概述项目管理2D图形工具栏工作表绘图窗口菜单工具栏状态栏工作表•工作表由垂直的列和水平的行组成•列与行的交叉处称为单元格•每个单元格内可包含数、文本、日期、时间等•一个Origin项目中可以包含多个工作表添加行：鼠标至最后一行，Enter或添加列：空白处右击鼠标或Column处AddnewcolumnColumn:标签列误差列数据属性（黄色）列名称数据表中数据筛选绘图模板类型坐标轴设置没有坐标轴的数据将毫无意义坐标轴的设置是达到图形“规范化”的核心17Linear:线性坐标Log10:以10为底的对数坐标Probability:概率坐标Probit:概率单位坐标Reciprocal:倒数坐标OffsetReciprocal:热力学温标偏移的倒数坐标Logit:分对数坐标In:以e为底的对数坐标Log2:以2为底的对数坐标DoubleLogReciprocal:双对数倒数坐标18输入窗口显示窗口19重新生成图例：Graph里NewLegend五、简单2D图形绘制绘制线(Line)图①选中B列。②单击菜单命令【Plot】→【Line】→【Line】或2DGraphs工具栏的【Line】示例准备:导入CurveFitting文件中的Gaussian.dat文件数据。绘制Y误差(YError)图选中C列将其设置为YError列示例准备:导入CurveFitting文件中的Gaussian.dat文件数据。单击菜单命令【Plot】→【Symbol】→【YError】或2DGraphs工具栏上的【YError】按钮菜12【YError】命令只绘制数据对应的误差而不显示数据点，如果希望对数据及其误差同时作图，应绘制含误差棒(ErrorBar)图绘制XY误差(XYError)图①单击Standard工具栏上的【AddNewColurnns】按钮添加一个列，并将其值设置为1.5，(注:该步骤只是为了演示本例绘图用，实际作图时应采用真实的误差数据)。②选中C、D列分别设置为YError、XError。③选中A、B、C和D四个列，然后单击菜单命令【Plot】→【Symbol】→【XYError】或2DGraph工具栏上的【XYError】按钮示例准备:导入CurveFitting文件中的Gaussian.dat文件数据。绘制垂线(VerticalDropLine)图①选中B列。②单击菜单命令【Plot】→【Symbol】→【VerticalDropLine】或2DGraphs工具栏的【VerticalDropLine】按钮绘制气泡(Bubble)图数据要求:用于作图的数据包含两个数值型Y列(第l个Y列设定气泡纵向位置，第2个Y列用于设定气泡的大小)。①选中B、C两列。②单击菜单命令【Plot】→【Symbol】→【Bubble】或2DGraphs工具栏上的【Bubble】按钮绘制彩色点(ColorMapped)图数据要求:用于作图的数据包含两个数值型Y列(第1个Y列设定点的纵向位置，第2个Y列用于设定点的颜色)。①选中B、C两列。②单击菜单命令【Plot】→【Symbol】→【ColorMapped】或2DGraphs工具栏上的【ColorMap】按钮绘制点线(Line+Symbol)图数据要求:用于作图的数据包含一个或多个Y列。①选中B列。②单击菜单命令【Plot】→【Line+Symbol】→【Line+Symbol】或2DGraphs工具栏的【Line+Symbol】按钮绘制柱形(Column)图①选中B列。②单击菜单命令【Plo】→【ColumnslBars】→【Column】或2DGraphs工具栏的【Column】按钮数据要求:用于作图的数据为数值型可包含一个或多个Y列。示例准备:导入Graphing文件夹中的AXES.DAT文件数据。绘制条形(Bar)图数据要求:用于作图的数据为数值型可包含一个或多个Y列。①选中B列。②单击菜单命令【Plot】→【ColumnslBars】→【Bar】或2DGraphs工具栏的【Bar】按钮绘制堆垒柱形(StackColumn)图数据要求:用于作图的数据为数值型且包含多个Y列。示例准备:导入Graphing文件夹中的Group.DAT文件数据。①选中所有的Y列。②单击菜单命令【Plot】→【Columns/Bars]→【StackColumn】或2DGraphs工具栏的【StackColumn】按钮绘制堆垒条形(StackBar)图①选中所有的Y列。②单击菜单命令【Plot】→【ColumnslBars】→【StackBar】或2DGraphs工具栏的【StackBar】按钮数据要求:用于作图的数据为数值型且包含多个Y列。绘制浮动柱形(FloatingColumn)图数据要求:用于作图的数据为数值型且包含多个Y列。①选中所有的Y列。②单击菜单命令【Plot】→【ColurrmslBars】→【FloatingColumn】或2DGraphs工具栏的【FloatingColumn】按钮绘制浮动条形(StackBar)图数据要求:用于作图的数据为数值型且包含多个Y列。①选中所有的Y列。②单击菜单命令【Plot】→【Columns/Bars】→【FloatingBar】或2DGraphs工具栏的【FloatingBar】按钮绘制饼(PieChart)图数据要求:用于作图的数据为数值型且只包含一个Y列。①选中B列。②单击菜单命令【Plot】→【ColumnslBars】→【Pie】或2DGraphs工具栏的【PieChar】按钮绘制Y轴错位堆垒曲线图Y轴错位堆垒曲线图将多条曲线在单个图层上从上到下堆垒并将其纵轴(y轴)做适当的错位，特别适合绘制多条包含多个峰的曲线图形。数据要求:包含多个数值型Y列。①选中所有的Y列。②单击菜单命令【Plot】→【Multi-Curve】→【StackLinesbyYOffsets】或2DGraphs工具栏的【StackLinesbyYOffsets】按钮六、举例标准曲线红外谱图XPS多图层多图层图形将图形的展示提高到一个新的层次。Origin中提供了多种模板，有DoubleYAxis,Horizontal2Panel,4Panel,9Panel,Stack，方法相同。1234567050100potassiumphosphorusSitepotassium(mg/kg)0510Tutorialphosphorus(mg/kg)DoubleYAxis(两个Y轴数值范围相差很大)1234567050100potassium(mg/kg)Site(--)potassiumphosphorus作图步骤：在B(Y)后添加两列空白列选择前三列作柱状图添加图层：光标至图层1右侧，右击，选择NewLayer-RightY选择后两列数据，拖至graph或者在图层2处右击选择LayerContent/Plotsetup，引入折线折线改为柱状图，调整坐标轴，美化图形局部放大图ZoomMulti-curve导入数据，并输入LongName和Units。堆叠操作全选数据PlotMuti-curveStackLinesbyYOffsetIndependent移动曲线调整坐标轴。平滑操作AnalysisSignalProcessingSmooth根据需求选择Adjacent-Averaging:相邻平均法Savitzky-Golay:滤波器平滑法PercentileFilter:数字滤波器FFTFilter:快速傅里叶变换滤波器输入、导出数据的连接关系平滑平滑加权平均设置平滑方式：点击数据线，右击选择PlotDetails，选择Line选项：Connect中选择平滑方式。平滑方式：Straight直接作图，不平滑B-SplineSpline平滑（XRD）在数据分析处理过程中，经常需要从一组测定的数据，例如N个点(Xi，Yj)，去求得因变量Y对自变量X的一个近似解析表达式，这就是数据回归、拟合。Origin提供了线性、多项式、非线性函数以及自定义函数拟合等多种数据拟合模块可以方便地对数据进行回归、拟合分析。七、数据回归和拟合①打开【Data】菜单选中B列数据。②选择参加拟合数据范围并屏蔽不参与拟合的数据(这里不做改变，即B列所有数据均参与拟合）。③单击菜单命令【Analysis】→【Fitting】→【FitLinear...】嵌入的拟合参数线性拟合【LinearFit】对话框线性拟合用于设定参与拟合的数据改变后重新计算的模式（1）Gauss拟合①选择参加拟合数据范围并屏蔽不参与拟合的数据(这里不做改变，即B列所有数据均参与拟合）。②单击菜单命令【Analysis】，→【Fitting】→【NonlinearCurveFit..】打开【NLFit】对话框，2020/4/3非线性曲线拟合③在【Settings】标签卡中的【FunctionSelection】选项页里选择函数为Gauss非线性曲线拟合非线性曲线拟合新增的拟合结果和报告（2）指数拟合示例准备:导入CurveFitting文件夹中的ExponentialDecay.dat文件数据，然后选中B列并绘制散点图。①选择参加拟合数据范围并屏蔽不参与拟合的数据(这里不做改变，即B列所有数据均参与拟合）。②单击【Analysis】→【Fitting】→【FitExponential..】打开【NLFit】对话框，③在打开【NLFit】对话框单击【Fit】按钮应用拟合并确认切换到报告提示2020/4/3非线性曲线拟合拟合结果和报告[NonLinealFit】对话框①【Settings】标签卡用于设定拟合函数、参与拟合数据选择、拟合曲线、拟合选项、报告输出控制等。2020/4/3非线性曲线拟合②【Code】标签卡用于显示拟合函数代码③【Parameters】标签卡设定需要固定值的拟合参数④【Bounds】标签卡用于设定拟合参数的边界⑤【Residual】标签卡用来显示残差示例，⑥【Formula】标签卡显示拟合函数的数学形式⑦【Sample】Curve】标签卡显示拟合函数曲线⑧【Messages】标签卡显示拟合过程信息⑨【FunctionFile】标签卡显示拟合函