数据处理软件origin

第2章数据处理软件Origin

Origin是美国OriginLab公司推出的数据分析和绘图软件，现在的新版本为Origin8.0。此软件属于专用软件一类，对于化学类专业的实验数据处理非常有用。它具有专业级的图表处理功能、强大的实验数据分析功能以及尽善尽美的图形展示功能Origin具有两大类功能：数据分析和绘图。2023/9/62.1Origin基础

2.1.1主界面

菜单栏工具栏绘图栏项目管理器状态栏9/6/2023化学与化学工程学院2.1.2菜单栏

打开Origin时默认绘图区子窗口为Worksheet（工作表）窗口，选择菜单栏“File→New”命令或直接按“Ctrl+N”键打开“新建”子窗口命令，就可以选择在绘图区新建一种类型的子窗口：Graph（绘图）、Matrix（矩阵）、Layout（版面设计）、Notes（注释）窗口，其所对应的菜单栏结构列于表2-1。9/6/2023化学与化学工程学院子窗口菜单栏结构WorksheetFileEditViewColumnAnalysisStatisticsToolsFormatWindowHelpGraphFileEditViewGraphDateAnalysisToolsFormatWindowHelpMatrixFileEditViewPlotMatrixImageToolsFormatWindowHelpLayoutFileEditViewLayoutToolsFormatWindowHelpNotesFileEditViewToolsFormatWindowHelp表2-1绘图区子窗口对应的菜单栏9/6/2023化学与化学工程学院2.1.3工具栏

Origin首次启动时并非显示出所有工具栏，通过菜单栏“View→Toolbars”命令或直接按Ctrl+T键打开“自定义工具栏”设置窗口,显示或隐藏相应工具栏按钮。9/6/2023化学与化学工程学院2.2工作表窗口

工作表的主要功能是存放和组织Origin中的数据，并利用这些数据进行统计、分析和作图。工作表窗口最上边一行为标题栏，A、B和C等是数列的名称，X和Y是数列的属性，其中X表示该列为自变量，Y表示该列为因变量。可以双击数列的标题栏，打开“WorksheetColumnFormat”对话框改变这些设置。工作表中的数据可直接输入，也可以从外部文件导入，而后通过选取工作表中的列完成作图.9/6/2023化学与化学工程学院2.2.1数据输入与删除

通过键盘输入

默认情况下，Origin在启动时会创建一个含有两列单元格的空白工作表并自动将两列指定为A（X）和B（Y），即二维绘图用的数据表。数据输入完毕后，可以进行工作表显示或属性调整，在A（X）列上双击打开“列格式设置”窗口.通过“ShortName”可以更改列名称，点击“Format”选项的下拉列表可以选择该列数据的格式，点击“Prev”或“Next”按钮可以对该列的前一列或后一列进行格式设置，设置完毕后点击“OK”按钮即可。9/6/2023化学与化学工程学院其它输入方法从其它软件的数据文件中输入数据(ASCII)通过剪切板交换数据在列中输入相应行号或随机数在列中插入一个单元格数据用函数或数学计算式实现对列输入数据数据删除Edit→Clear删除整个工作表中的数据Edit→Delete删除选中的单元格及其数据9/6/2023化学与化学工程学院2.2.2数据管理

数据排序列排序

Worksheet→SortColumn选择范围排序worksheet→SortRange工作表格排序Worksheet→SortWorksheet9/6/2023化学与化学工程学院2.3Origin绘图

Origin的绘图功能非常灵活，功能十分强大，能绘出数十种精美的、满足绝大部分科技文献和论文的绘图要求的数据曲线图，它是Origin重要核心和特点之一。9/6/2023化学与化学工程学院2.3.1简单X-Y图形的绘制

首先要将数据按照X、Y坐标存为两列，然后按住鼠标左键拖动选定这两列数据，选择“Plot→Line/Scatter/Line+Symbol”命令，或者采用如图所示的最下面一排工具栏按钮的前三项，就可以绘制出三种不同效果的简单图形。9/6/2023化学与化学工程学院2.3.2图形的定制与标注

双击数据曲线，打开“PlotDetails”对话框，如图所示。通过这个对话框可以对曲线进行定制，可定制部分包括除坐标轴及说明以外所有内容。9/6/2023化学与化学工程学院2.3.3坐标轴的定制

双击数据曲线图的任一坐标轴，可以打开坐标轴属性对话框，如图所示。利用这个对话框，可以对坐标轴的属性进行定制，方法和操作与利用“PlotDetails”对话框定制数据曲线属性类似。9/6/2023化学与化学工程学院Origin项目包括数据、工作表、图形和文件夹组织结构等。当你保存项目后，这些窗口以及它们所包含的数据都存储在这个项目文件中。保存项目的步骤如下：选择“File→SaveProject”命令或者在上部工具栏中直接点击，就会打开文件保存对话框，在“文件名”文本框中键入“Sample”，单击“保存”按钮，这样当前的项目就保存在“Sample.OPJ”中了。2.3.4保存项目文件和模板

9/6/2023化学与化学工程学院2.3.5多层图

Origin提供了常用的多图层模板，包括：双Y轴（DoubleYAxis）图形模板、左右对开（Horizontal2Panel）图形模板、上下对开（Vertical2Panel）图形模板、四屏图形（4Panel）模板、九屏图形（9Panel）模板、叠层图形（Stack）模板。9/6/2023化学与化学工程学院例如，数列B和C对A分别利用左右对开图形模板和上下对开图形模板作图，只需点击“Plot→multi-curve→Horizontal2Panel”或“Vertical2Panel”即可；同样，B、C、D和E对A分别利用四屏图形模板和叠层图形模板作图，只需点击“Plot→Panel→4Panel”或“Stack”即可。结果如图所示。左右对开图形

9/6/2023化学与化学工程学院上下对开图形

四屏图形

9/6/2023化学与化学工程学院叠层图形

9/6/2023化学与化学工程学院2.3.7双坐标图

9/6/2023化学与化学工程学院2.4.1数据统计与筛选

描述统计

列(行)统计Statistics→DescriptiveStatistics→StatisticsonColumns(StatisticsonRows)频数统计Statistics→DescriptiveStatistics→FrequencyCount”正态统计Statistics→DescriptiveStatistics→NormalityTest（Shapiro-Wilk）2.4数据分析

9/6/2023化学与化学工程学院方差分析

方差分析（ANOVA）是统计中一个重要的分析方法，包括单因子分析和双因子分析。选择菜单命令“Statistics→ANOVA→One-WayANOVA”或“Two-WayANOVA”，会弹出单因子分析或双因子分析的对话框，如教材图2-10所示。这两个对话框类似，都包括ANVOA、Levene和Brown-Forsythe检验。设置完成后点击“OK”即可进行方差分析。9/6/2023化学与化学工程学院2.3.2图形中数据的处理

简单算术运算激活绘图窗口，选择“Analysis→Mathmatics→SimpleMath”命令减去参考直线激活绘图窗口，选择“Analysis→DateManipulation→SubtrartStraightLine”命令，光标自动变为,然后在窗口上双击左键定起始点，然后再在终止点双击，由于两点确定一条直线，Origin会自动将曲线减去由这两点确定的参考直线而获得一条新的曲线并在原绘图窗口中显示。9/6/2023化学与化学工程学院微分/积分

激活绘图窗口后选择“Analysis→Mathmatics→Differentiate”或“Integrate”进行微分或积分操作。9/6/2023化学与化学工程学院2.4,3数据拟合

2.4.1线性回归

欲对被激活的数据进行直线拟合，在绘图（Graph）窗口选择“Analysis→FitLinear”命令，对X（自变量）和Y（因变量）的线性回归方程是Y(i)=A+B*X(i)，参数A（截距）和B（斜率）由最小二乘法计算。拟合后，Origin产生一个新的（隐藏的）包含拟合数据的工作表格，并将拟合出的数据在绘图窗口绘出，同时将拟合得到的参数的数值显示在结果记录（ResultsLog）窗口中。9/6/2023化学与化学工程学院2.4.2多项式回归

对被激活的数据组用Y=A+B1*X+B2*X^2+B3*X^3+...+Bk*X^k进行拟合，在绘图（Graph）窗口选用“Analysis→FitPolynomial”命令，Origin会打开一个“PolynomialFitto”对话框，如图所示。设置级数拟合曲线的点数

拟合曲线的最小值拟合曲线的最大值9/6/2023化学与化学工程学院2.4.3非线性回归

从菜单命令拟合

在绘图窗口，“Analysis”菜单中选择相应的命令可以完成非线性拟合，拟合参数和统计结果显示在结果记录（ResultsLog）窗口。此类拟合包括：“FitExponentialDecay→FirstOrder”：指数衰减拟合，拟合模型函数为y=y0+A1exp(-x/t1)；“FitExponentialDecay→SecondOrder”：指数衰减拟合，拟合模型函数为y=y0+A1exp(-x/t1)+A2exp(-x/t2)；“FitExponentialDecay→ThirdOrder”：指数衰减拟合，拟合模型函数为y=y0+A1exp(-x/t1)+A2exp(-x/t2)+A3exp(-x/t3)；“FitExponentialGrowth”：指数增长拟合，拟合模型函数为y=y0+A1exp(x/t1)；“FitSigmoidal”：S拟合，拟合模型函数为(A1-A2)/{1+exp((x-x0)/dx)}+A2；“FitGaussian”：Gaussian拟合，拟合模型函数为(A/w*sqrt(PI/2))*exp(-2*(x-x0)^2/w^2)+y0；“FitLorentzian”：Lorentzian拟合，拟合模型函数为(2*A*w/pi)/(w^2+4*(x-x0)^2)；“FitMulti-peaks→Gaussian”或“FitMulti-peaks→Lorentzian”：多峰值拟合，每一段采用Gaussian或Lorentzian方法。9/6/2023化学与化学工程学院非线性最小二乘拟合

在缺省条件下，在工作表（Worksheet）或绘图（Graph）窗口中，选择“Analysis→Non-linearCurveFit→AndvancedFittingTool”命令就可以打开非线性最小二乘拟合的初级模式界面。选择“Equation”命令按钮时，预览框显示拟合使用的方程式，选择“Curve”命令按钮时，预览框显示该方程式的曲线，如图所示。9/6/2023化学与化学工程学院高级条件提供了比初级模式多得多的拟合函数，为了便于查找，Origin将这些函数进行了分类。单击初级模式界面中的“More”命令按钮就可以切换到高级模式界面，如右图所示，窗口顶部为菜单和工具栏，下面左为类别（Categories）列表框，右为函数（Functions）列表框，窗口底部为预览框，共有方程式、曲线和函数文件预览三种方式。P63页例题9/6/2023化学与化学工程学院练习:计算1,2-二氯乙烷的C-C单键旋转不同角度时所引起的势能变化。以10度为一增量,计算势能直到360度为止，得到旋转角度与势能对照表，并在”Origin”中绘制势能对旋转角度的关系图。9/6/2023化学与化学工程学院第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量