origin-9.0数据处理与分析-贺斌

1、Origin 9.0数据处理分析数据处理分析 1 Experiment Design and Data Processing Content 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

2、、基本介绍 Origin 是 Origin Lab 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。

3、 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。 初始图形初始图形 导入导入 Origin成表成表 绘图绘图 实验数据实验数据 需要的曲线需要的曲线可用图形可用图形 论文或者分析论文或者分析 图形定制图形定制 数据拟合数据拟合 美化美化 论文或者分析论文或者分析 应应 用用 应用应用 四、工作空间概述 项项 目目 管管 理理 2D图形工具栏图形工具栏 工

4、作表工作表 绘图窗口绘图窗口 菜单工具菜单工具栏 状态栏状态栏 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 Add new column Column: 标签列 误差 列数据属性（黄色） 列名称 数据表中数据筛选数据表中数据筛选 绘图模板类型绘图模板类型 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 17 Linear: 线性坐标 Log10:以10为底的对数坐标 Probabi

5、lity: 概率坐标 Probit: 概率单位坐标 Reciprocal: 倒数坐标 Offset Reciprocal: 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 Double Log Reciprocal: 双对 数倒数坐标 18 输输 入入 窗窗 口口 显显 示示 窗窗 口口 19 重新生成图例：Graph里 New Legend 五、简单五、简单2D2D图形绘制图形绘制 绘制线绘制线( Line ) 图图 选中B 列。 单击菜单命令【Plot 】 【Line 】 【Line 】 或2D Graphs 工具栏的【Lin

6、e 】 示例准备: 导入Curve Fitting 文件中的Gaussian.dat 文件数据。 绘制绘制Y误差误差( Y Error )图图 选中C列将其设置为Y Error列 示例准备: 导入Curve Fitting 文件中的Gaussian.dat 文件数据。 单击菜单命令【Plot】 【Symbol 】 【Y Error】 或2D Graphs 工具栏上的【Y Error】按钮 菜 1 2 【Y Error】命令只绘制数据对应的误差而不显示数据点，命令只绘制数据对应的误差而不显示数据点， 如果如果 希望对数据及其误差同时作图，应绘制含误差棒希望对数据及其误差同时作图，应绘制含误差棒(

7、 Error Bar ) 图图 绘制绘制XY 误差误差( X Y Error ) 图图 单击Standard 工具栏上的【Add New Colurnns 】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) 。 选中C、D 列分别设置为Y Error、X Error。 选中A、B、C 和D 四个列， 然后单击菜单命令【Plot】 【Symbol 】 【XY Error】或2D Graph工具栏上的【X Y Error】按钮 示例准备: 导入Curve Fitting 文件中的Gaussian.dat 文件数据。 绘制垂线

8、绘制垂线( Vertical Drop Line ) 图图 选中B 列。 单击菜单命令 【Plot 】 【Symbol 】 【Vertical Drop Line 】或2D Graphs 工具栏的【Vertical Drop Line 】按钮 绘制气泡绘制气泡( Bubble ) 图图 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) 。 选中B、C 两列。 单击菜单命令【Plot 】 【Symbol 】【Bubble 】 或2D Graphs 工具栏上的【Bubble 】按钮 绘制彩色点绘制彩色点( Color Mappe

9、d ) 图图 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) 。 选中B、C 两列。 单击菜单命令【Plot 】【Symbol】【Color Mapped】 或2D Graphs 工具栏上的【Color Map 】按钮 绘制点线绘制点线( Line + Symbol ) 图图 数据要求: 用于作图的数据包含一个或多个Y 列。 选中B 列。 单击菜单命令 【Plot 】 【Line + Symbol 】 【Line + Symbol 】 或2D Graphs 工具栏 的【Line + Symbol 】 按钮 绘制柱形绘制柱形(

10、 Column ) 图图 选中B列。 单击菜单命令 【Plo 】 【ColumnslBars 】 【Column 】 或 2D Graphs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。 绘制条形绘制条形( Bar ) 图图 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。 选中B 列。 单击菜单命令 【Plot 】 【ColumnslBars 】 【Bar 】或2D Graphs工具栏的 【Bar】按钮 绘制堆垒柱形绘制堆垒柱形( Stack Column ) 图

11、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。 选中所有的Y 列。 单击菜单命令【Plot 】 【Columns/Bars 【Stack Column 】 或2D Graphs 工具栏的【Stack Column 】按钮 绘制堆垒条形绘制堆垒条形( Stack Bar ) 图图 选中所有的Y 列。 单击菜单命令【Plot 】 【ColumnslBars 】 【Stack Bar】 或2D Graphs 工具栏的【Stack Bar】按钮 数据要求: 用于作图的数据为数值型且包含多个Y 列。 绘制浮动柱形绘制浮动

12、柱形( Floating Column ) 图图 数据要求: 用于作图的数据为数值型且包含多个Y 列。 选中所有的Y 列。 单击菜单命令【Plot】 【ColurrmslBars 】 【Floating Column 】 或2D Graphs 工具栏的 【Floating Column】按 钮 绘制浮动条形绘制浮动条形( Stack Bar ) 图图 数据要求: 用于作图的数据为数值型且包含多个Y 列。 选中所有的Y 列。 单击菜单命令 【Plot 】 【Columns/Bars 】 【Floating Bar 】或 2D Graphs 工具栏的 【Floating Bar】按钮 绘制饼绘制饼

13、( Pie Chart ) 图图 数据要求: 用于作图的数据为数值型且只包含一个Y 列。 选中B列。 单击菜单命令 【Plot】 【ColumnslBars 】 【Pie 】或2D Graphs 工具栏的 【Pie Char】按钮 绘制绘制Y 轴错位堆垒曲线图轴错位堆垒曲线图 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。 选中所有的Y 列。 单击菜单命令【Plot 】【Multi-Curve 】 【Stack Lines by Y Offsets 】或2D Graphs

14、工具栏的【Stack Lines by Y Offsets 】按钮 六、举例 标准曲线 红外谱图 XPS 多图层多图层 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Double Y Axis, Horizontal 2 Panel, 4 Panel, 9 Panel, Stack，方法相同。 Double Y Axis (两个两个Y轴数值范围相差很大轴数值范围相差很大) 作图步骤：作图步骤： 在在B(Y)B(Y)后添加两列空白列后添加两列空白列 选择前三列作柱状图选择前三列作柱状图 添加图层：光标至图层添加图层：光标至图层1 1右侧，右侧， 右击，选择右击，选择

15、New Layer-Right Y 选择后两列数据，拖至选择后两列数据，拖至graph 或或 者在图层者在图层2处右击选择处右击选择Layer Content/ Plot setup，引入折线，引入折线 折线改为柱状图，调整坐标轴，折线改为柱状图，调整坐标轴， 美化图形美化图形 局部放大图局部放大图Zoom Multi-curve 导入数据，并输入Long Name和Units。 堆叠操作堆叠操作 全选数据 Plot Muti-curve Stack Lines by Y Offset Independent 移动曲线 调整坐标轴。 平滑操作平滑操作 Analysis Signal Proce

16、ssing Smooth 根据根据 需求需求 选择选择 Adjacent- Averaging: 相邻平均法 Savitzky- Golay: 滤波器平滑法 Percentile Filter: 数字滤波器 FFT Filter: 快速傅里叶变换滤波器 输入、导出 数据的连接 关系 加权平均 设置平滑方式：点击数据线，右击选择设置平滑方式：点击数据线，右击选择Plot Details，选择，选择Line选项选项 ：Connect中选择平滑方式。中选择平滑方式。 平滑方式：平滑方式：Straight 直接作图，不平滑直接作图，不平滑 B-Spline Spline 平滑（平滑（XRD） 在数据分

17、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、数据回归和拟合七、数据回归和拟合 打开【Data】菜单选中B 列数据。 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）。 单击菜单命令【Analysis 】 【Fitting 】 【Fit Linear . . . 】 嵌入的拟 合参数 线性拟合线性拟合 【Linear Fi

18、t 】 对话框对话框 线性拟合线性拟合 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 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）。 单击菜单命令【Analysis 】， 【Fitting 】 【Nonlinear Curve Fit. . 】打开【NLFit】对话框， 2021-6-5 非线性曲线拟合非线性曲线拟合 在【Settings 】标签卡中的【Function Selection 】选项页里选择函数为 Gauss 非线性曲线拟合非线性曲线拟合 非线性曲线拟合非线性曲线拟合 新增的拟合结果和报告新增的拟合结果和报告 （2）指数拟合 示例准备: 导入Curve Fitting 文件夹中的Exponential Decay.dat 文件数据， 然后选中B列并绘制散点图。 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）。 单击【Anal