origin曲線擬合教程.ppt

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1、Origin圖形繪制 及曲線擬合,主要內(nèi)容,Graph窗口介紹 根據(jù)Worksheet制圖 Graph模板 個性化Graph圖形 Graph圖形輸出,二維Graph,Graph窗口是Origin中最重要的組成部分，在這里完成制圖，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。制圖包括二維和三維，其中二維制圖是基礎。,一、Graph窗口介紹,Graph窗口的組成： 1、頁面：Graph窗口包含一個編輯頁面。頁面作為制圖的背景，包括幾個必要的組成部分：層、坐標軸和文本等。用戶可以根據(jù)需要修改這些內(nèi)容，但每個頁面至少含有一個層，否則頁面將不存在。 2、圖層：（1）每個圖層至少包含三個要素：坐標軸，數(shù)據(jù)制圖和與之相聯(lián)系

2、的文本或圖標；（2）在Graph窗口中用戶最多可以放置50個層，但圖層標記上只能顯示一位數(shù)字，比如把5，15，25等均顯示為5；（3）用戶可以直接在頁面中移動或調(diào)節(jié)圖層的大小。,Graph窗口介紹,3、框架：（1）框架是個長方形的方框，將繪圖區(qū)框在里面，對于二維圖形就是坐標軸的位置；（2）對于Graph來說，框架是獨立于坐標軸之外的元素，坐標軸可以設置為隱藏，但框架仍然存在，可以通過選擇菜單命令：View | Show | Frame 來顯示/隱藏框架,不同位置鼠標的右擊快捷菜單,二、根據(jù)Worksheet制圖,Worksheet數(shù)據(jù)的選擇：采用鼠標及鍵盤（如Crtl等）組合可選擇需要的數(shù)據(jù)。

3、 激活Worksheet數(shù)據(jù)制圖 選中要繪制的 Worksheet數(shù)據(jù)，選擇PlotGraph類型，或直接單擊Graphs工具條中相應的制圖模板命令按鈕，就可以制圖。,三Graph模板,二維折線、散點、折線符號圖 二維柱狀、條狀圖 瀑布圖 其它類型,（1） 二維折線、散點、折線符號圖,這類圖形是Origin中的最基本的圖形，利于顯示數(shù)據(jù)之間的變換規(guī)律，包括多種類型。如折線圖、散點圖、兩端線段圖、階梯圖等。 數(shù)據(jù)要求：要求Worksheet中至少要有一個Y列（或是其中的一部分），如果沒有設定與該列相關的X列，Origin會提供X的默認值，即將行號作為X值。,Line Scatter Line

4、Symbol,,,,Spline Graph（樣條曲線圖）,（2） 二維柱狀、條狀圖,這類圖形利于顯示數(shù)據(jù)之間大小比較 數(shù)據(jù)要求：要求Worksheet中至少要有一個Y列（或是其中的一部分），如果沒有設定與該列相關的X列，Origin會提供X的默認值，即將行號作為X值。,Bar Graph（二維條狀圖 ）,PlotBar,Column Graph （二維柱狀圖 ）,PlotColumn,（3）面積圖、極地圖、瀑布圖,這類圖形利于顯示不同數(shù)據(jù)組之間的大小比較 數(shù)據(jù)要求：要求Worksheet中至少要有一個Y列（或是其中的一部分），如果沒有設定與該列相關的X列，Origin會提供X的默認值，即將行

5、號作為X值。,2D Waterfall Graph （二維瀑布圖）,PlotSpecial Line/SymbolWaterfall,Reverse Order：改變曲線排列次序,Pie Chart（餅圖）,只能有一列Y值，所有Y值相加，算出每個值的百分比，然后繪圖； 負值也算作正值。,(4) 其他類型簡介,彩色映射圖 泡沫圖,Color Mapped Graph （彩色映射圖）,兩個Y列，每一行的兩個Y值決定了數(shù)據(jù)點的顯示狀態(tài)。 左邊Y值表示數(shù)據(jù)點的位置，右邊Y值表示數(shù)據(jù)點的顏色 PlotBubble/ Color Mapped-Color Mapped,Bubble Graph（泡沫圖）,

6、兩個Y列，每一行的兩個Y值決定了數(shù)據(jù)點的顯示狀態(tài)。 左邊Y值表示數(shù)據(jù)點的位置，右邊Y值表示數(shù)據(jù)點的大小 PlotBubble/ Color Mapped- Bubble,Bubble and Color Map（彩色泡沫圖）,三個Y列，每一行的Y值決定了數(shù)據(jù)點的顯示狀態(tài)。 左邊Y值表示數(shù)據(jù)點的位置，中間Y值表示數(shù)據(jù)點的大小，右邊Y值表示數(shù)據(jù)點的顏色 PlotBubble/ Color Mapped- BubbleColor Mapped,四 個性化Graph圖形,個性化數(shù)據(jù)曲線 個性化坐標軸,個性化數(shù)據(jù)曲線,主要在Plot Detail對話框中操作 不同類型的數(shù)據(jù)曲線，Plot Details

7、對話框的內(nèi)容是不同的 打開Plot Details對話框的方法： 雙擊數(shù)據(jù)曲線或圖例中的曲線標志； Graph窗口的快捷菜單中選擇Plot Details命令 激活Graph窗口，選擇Format | Plot 激活Graph窗口，然后選擇Data中的任何一個數(shù)據(jù)組,個性化數(shù)據(jù)曲線,,Line選項卡設置說明,當曲線類型是Line或含有Line時，Plot Details對話框中出現(xiàn)Line選項卡。,Connect下拉列表中為數(shù)據(jù)點之間的連接方式 Style下拉列表中的各項為線條的類型，包括實線、虛線等 Width，調(diào)節(jié)線條寬度 Color，調(diào)節(jié)線條顏色，顏色按照一定的順序排列,Line選項卡設

8、置說明,若選中Fill Area Under Curve復選框，且從下面相應的下拉列表中選中Normal則將曲線和X軸之間的部分填充；若選中Inclusive Broken by Missing Values，Origin根據(jù)第一和最后一個點生成一條基線，填充曲線和基線之間的部分；若選中Exclusive Broken by Missing Values，恰好和第二種填充情況相反。,Symbol選項卡設置說明,當曲線類型時Scatter，Bubble或含有Scatter時，Plot Detail對話框中出現(xiàn)Symbol選項卡。,Symbol選項卡設置說明,單擊Preview后面的下三角按鈕，打

9、開符號庫，其中的符號按照一定的順序排列。,Symbol選項卡設置說明,在Size 下拉列表中可以選擇符號的大小,Edge Thickness下拉列表，當選擇的符號為空心時，該選項為符號的邊寬和半徑的比例，以百分比表示。,Symbol選項卡設置說明,Color按鈕，該按鈕根據(jù)不同的選擇，可以是符號的顏色按鈕，可以是符號邊框顏色按鈕，還可以是符號填充色按鈕，單擊可以從中選擇合適的顏色。 Overlapped Points Offset Plotting復選框，如果在曲線中有重合的數(shù)據(jù)點，選中此復選框，則重復的數(shù)據(jù)點在X方向錯位顯示。 選中Show Construction復選框，會出現(xiàn)一下相應的復

10、選框，供用戶選擇符號及相應的設置，包括幾何符號、希臘符號、遞增希臘符號、行號和自定義符號。,Drop Line選項卡,當曲線類型是Scatter或含有Scatter時，Plot Detail對話框中出現(xiàn)Drop Line選項卡。 用戶可以選中Horizontal或Vertical復選框，也可以同時選中，添加垂線和水平線。 如果選中Skip Points復選框并在后面填入數(shù)字（大于1），比如3，則只顯示第1、第4個數(shù)據(jù)點。,個性化坐標軸,坐標軸的屬性可以通過坐標軸對話框進行更改； 打開坐標軸對話框的方法有： 雙擊坐標軸、坐標軸分格、坐標軸標簽； 右擊坐標軸標簽，坐標軸分格，從快捷菜單中選擇Sca

11、le，Tick Label或Properties； 右擊坐標軸，從快捷菜單中選擇Axis； 選擇Format | Axes | Axis Type或Format | Axis Tick Labels | Axis Tick Label Type,Origin的坐標軸編輯功能,1.Tick Labels選項卡 2.Scale選項卡 3.Title & Format選項卡 4.Minor Tick Labels選項卡 5.Custom Tick Labels選項卡 6.Grid Lines選項卡 7.Break選項卡,1、Tick Labels選項卡,選擇 坐標軸,顯示主要刻度標簽,選擇合適的標簽

12、類型,標簽的前綴/后綴,Tick Labels選項卡設置說明,Selection列表中，有Bottom，Top，Left和Right（三維圖形時還會有Front和Back）選項，默認情況下，Bottom和Top為X軸，Left和Right為Y軸，F(xiàn)ront和Back為Z軸，選中某項，就可以對之進行個性化設置了。 選中Show Major Labels復選框，顯示主要刻度標簽，該項也可以在Minor Tick Labels選項卡中選擇。 從Type下列列表中選擇合適的標簽類型，包括numeric，text from data set，time，date，month，day of Week，col

13、umn headings和tick indexed，Origin默認的類型和Worksheet中的數(shù)據(jù)類型保持一致。,,Format下拉列表調(diào)整字體的格式，Type的類型不同，該下拉列表選項也不同。 Font, Color, Bold, Point是用來調(diào)整字體、顏色、加粗、大小的 標簽數(shù)字被Divide By文本框中的數(shù)字去除，將結果顯示在標簽處。,,Set Decimal Places文本框中的數(shù)字為標簽的小數(shù)點位數(shù)。 在Prefix/Suffix中鍵入字符，變?yōu)闃撕灥那熬Y/后綴，如單位mm，eV等。 在Apply組中，可以選擇將Font，Color，Point，Bold應用于This L

14、ayer（本層），This Window（本窗口）或All Windows（當前Project的所有窗口）。,2、Scale選項卡,Scale選項卡設置說明,Selection列表中，有Horizontal和Vertical（三維圖形會出現(xiàn)Z Axes）選項，默認情況下，Horizontal為X軸，Vertical為Y軸，選中某項，對之進行編輯。 在From和To文本框中分別進入坐標軸的起始點和結尾點，改變坐標軸范圍。 Type下拉列表，從中選擇坐標軸刻度的類型。,Scale選項卡設置說明,Rescale下拉列表，從中選擇坐標刻度規(guī)則 Manual，如果改變了坐標軸刻度，如使用放大工具，不重新

15、標定坐標軸刻度； Normal，使用放大工具時重新標定坐標軸刻度以滿足數(shù)據(jù)點的需要； Fixed From/Fixed To，固定坐標軸的開始/結尾點,Scale選項卡設置說明,Increment文本框，選中并鍵入坐標軸遞增步長。 Major Ticks文本框，選中并鍵入要顯示的坐標刻度數(shù)量，如鍵入5，只顯示5個主要坐標刻度。 #Minor文本框，鍵入主要坐標刻度之間要顯示的次坐標刻度的數(shù)目，如鍵入2，在兩個主要坐標刻度之間顯示2個次坐標刻度。 First文本框在大部分Graph圖形中沒有用，是針對日期刻度的，指定起始刻度的位置。,坐標軸刻度的類型,Linear為標準線性刻度； Log10為對

16、數(shù)刻度，X=lg(X)，該方式有利于顯示不同數(shù)量級之間的數(shù)據(jù)，Origin7.0不同于以前的版本，如果數(shù)據(jù)處于同一數(shù)量級，則以線性刻度顯示； Logit，logit=lnY/(100-Y)； ln，自然對數(shù)坐標。 log2，以2為底的對數(shù)坐標。 ,3、Title & Format選項卡,Title & Format選項卡設置說明,Show Axis & Ticks，選中該復選框，顯示坐標軸及刻度。 在Title文本框中鍵入坐標軸標題。 分別從Color，Thickness (pts)和Major Tick Length下拉列表中選擇坐標軸的顏色，寬帶和刻度的長度。 Major和Minor下拉列

17、表選項控制主/次刻度的顯示方式，包括里、外、無、里外。,Title & Format選項卡設置說明,Axis位置下拉列表控制坐標軸的位置，對不同的坐標軸（位置）是不同的，對Bottom來說包括： Bottom，在底部； from Bottom，偏離默認的位置，在下面的文本框中填入數(shù)字（百分比表示），正數(shù)偏離中心，負數(shù)移向中心； At Position =，指定X軸一個位置。,4、Minor Tick Labels選項卡,選中，在負數(shù)標簽前顯示“”號。,選中，在正數(shù)標簽前顯示“”號,顯示坐標軸標簽，并激活其他選項,顯示次刻度標簽,在主刻度處顯示主刻度標簽和次刻度標簽，這樣兩個標簽就重疊在一起，可

18、以在下面的Offset Major by 文本框中鍵入數(shù)字，使二者錯開。,Minor Tick Labels選項卡設置說明,選中Show Major Label復選框，顯示坐標軸標簽，并激活其他選項。 Minor Labels組中，選中Enable Minor Labels復選框，顯示次刻度標簽；選中Minor Labels on Major Ticks復選框，在主刻度處顯示主刻度標簽和次刻度標簽，這樣兩個標簽就重疊在一起，可以在下面的Offset Major by 文本框中鍵入數(shù)字，使二者錯開。 Other Options組中，選中Plus Signs復選框，在正數(shù)標簽前面顯示“”號，選中M

19、inus Signs復選框，在負數(shù)標簽前面顯示“”號。,5、Custom Tick Labels選項卡,Custom Tick Labels選項卡設置說明,Rotation文本框中的數(shù)字（單位為度）表示坐標軸標簽旋轉一定的角度，正數(shù)逆時針旋轉，負數(shù)順時針旋轉。 Tick to下拉列表為標簽的對齊方式，包括： Select Center (default)，標簽的中間對齊坐標軸刻度； Next toTicks，標簽的左邊對齊刻度； Center Between Ticks，標簽在相鄰的刻度之間。 選中Labels Stay with Axis復選框，保證刻度標簽總是鄰近坐標軸，否則標簽會在默認的

20、位置，不隨坐標軸移動。,Custom Tick Labels選項卡設置說明,在Offset in % Point Size中填入數(shù)字，控制刻度標簽和坐標軸的位置關系。 Special Ticks組控制是否顯示標簽，包括： Auto，使用默認的標簽顯示設置； Hide，隱藏指定的標簽； Show，在沒有顯示的情況下，顯示指定的標簽； Manual：顯示文本框中的坐標值。,6、Grid Lines選項卡,Grid Lines選項卡設置說明,選中Major Grids復選框，顯示主格線，即通過主刻度平行于另一坐標軸的直線，然后從下面的下拉列表選擇線的顏色、類型和寬度。 同樣可以選中Minor Gri

21、ds復選框，顯示次格線。 Additional Lines組中，選中Opposite復選框，則在選中軸的對面顯示直線。,7、Break選項卡,Break選項卡設置說明,選中Show Break復選框，在坐標軸上顯示斷點，并激活本選項卡中的其他選項。 在Break Region中填入坐標軸上斷點的起始點和結束點。 在Break Position填入斷點在坐標軸上的位置。 選中Log10 Scale After Break復選框，斷點后面的坐標為對數(shù)坐標。 在Scale Increment中分別填入斷點前后坐標刻度的遞增步長。 在Minor Ticks中分別填入斷點前后主刻度之間的次刻度的數(shù)目。,

22、Graph的輸出,FileExport Page輸出為圖片格式 Graph之間的切換：將一個Graph中的圖形復制到另一個Graph窗口中，可選擇EditMerge all Graph Windows 輸出到其他程序中:EditCopy Page粘貼到相應程序,Graph的輸出,將Graph圖形插入其他應用程序中： 如在Word中可選擇插入對象新建命令中選擇Origin Graph插入Origin的Graph或者插入對象由文件中創(chuàng)建選擇相應的文件。 打印,Origin的數(shù)據(jù)處理和分析,數(shù)據(jù)分析： 數(shù)學運算； 統(tǒng)計； 快速傅里葉變換； 數(shù)據(jù)的平滑和過濾； 基線和峰值分析。,曲線擬合： 線性擬合；

23、 多項式擬合； 非線性擬合； 自定義函數(shù)擬合,,線性擬合,多項式擬合,曲線擬合,線性擬合,線性擬合是一種特殊的曲線擬合。 如果激活了Graph窗口，則回歸分析只針對激活的數(shù)據(jù)曲線。 擬合后，Origin生成一個擬合數(shù)據(jù)隱藏的Worksheet窗口，在 Graph窗口中制圖并將擬合結果顯示在 Results Log窗口中。 當激活 Graph窗口進行線性擬合或非線性擬合時，首先激活要擬合的曲線，在菜單命令Data下面列出了窗口激活層中的所有數(shù)據(jù)組，前面帶“”的為當前激活的數(shù)據(jù)組。,,線性回歸擬合將選中的數(shù)據(jù)點擬合為直線，選擇 AnalysisFit linear，那么Origin將曲線擬合為直線

24、，以X 為自變量，Y 為因變量，回歸擬合的函數(shù)形式為：YABX，其中 A，B為參數(shù)，由最小二乘法確定。,,擬合后 Origin生成一個隱藏的擬合數(shù)據(jù) Worksheet文件 在Graph窗口中制圖，并將擬合日期、擬合方程以及一些相應的參數(shù)顯示在 Results Log窗口中。,線性擬合結果中各參數(shù)的含義,在 Results Log窗口中的每個條目都包含日期時間、文件位置、分析類型和計算結果 A: 截距值及它的標準誤差 B: 斜率值及它的標準誤差 R: 相關系數(shù) P: R=0的概率 N: 數(shù)據(jù)點個數(shù) SD: 擬合的標準偏差,,例：某種鋁合金的含鋁量為x%，其熔解溫度為y，由實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所

25、示。試用最小二乘法求一擬合曲線，使其最好地擬合這組給定的數(shù)據(jù)。,解：（1）作草圖：如圖所示。 （2）確定擬合曲線的形式。由圖所示，可用直線擬合這組實驗數(shù)據(jù)，令 p（x）abx （3）建立方程組,由上表可得：,（4）解方程得：a95.3524，b=2.2337 即所得經(jīng)驗公式為：p（x）95.35242.2337x,多項式擬合,選擇 AnalysisFit Polynomial，打開 Polynomial Fit to對話框，用戶在對話框中指定多項式的階（Order，允許值為09）、擬合曲線繪制的數(shù)據(jù)點數(shù)、擬合曲線 X的最大值和最小值以及選擇是否在 Graph窗口中顯示擬合公式。,,多項

26、式的形式是： yAB1xB2x2B3x3+Bnxn 單擊OK按鈕擬合后，生成Worksheet文件，在Graph中制圖并在Results Log窗口中顯示參數(shù)。,,例：設從某一實驗中測得兩個x和y一組數(shù)據(jù)如下表所示。求一代數(shù)多項式，使其最好地擬合這組給定的數(shù)據(jù)。,解：（1）作草圖：如圖所示。 （2）確定擬合曲線的形式。由圖所示，可用拋物線擬合這組實驗數(shù)據(jù)，令 yabx+cx2,,插值,插值,,插值,,插值,其中，“”文本框中的數(shù)值指插值運算最小的值，“”文本框中的數(shù)值指插值運算最大的值，在缺省值時，分別為當前曲線的最小和最大值。 當選擇的值超出缺省值時，將進行外推運算“”指總共的插值

27、點數(shù)。 插值運算結束后，計算結果存入一個新的工作表窗口，缺省顯示屬性為隱藏，并在當前激活的圖層內(nèi)繪制出插值曲線,插值,例：利用100，121和144得開方值求 解：利用上述得拋物線插值， x0100，y010 x1121，y111 x2144，y212 可以得到： 10.7228,插值,,,解：,,n = 1,分別利用x0, x1 以及 x1, x2 計算,利用,,sin 50 = 0.7660444,外推 /* extrapolation */ 的實際誤差 0.01001,利用,sin 50 0.76008,,,內(nèi)插 /* interpolation */ 的實際誤差 0.00596,n = 2,sin 50 = 0.7660444,2次插值的實際誤差 0.00061,,,,,,,,,