Origin 9.0数据处理分析数据处理分析1Experiment Design and Data ProcessingContent 1前言2Origin的基本介绍3软件功能4工作空间概述52D图形绘制6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 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。 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。 Origin Origin 绘图工作流程绘图工作流程绘图工作流程绘图工作流程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图形形定定制制数据拟合数据拟合美美化化论文或者分析论文或者分析应应 用用应应用用四、工作空间概述项目目管管理理2D图形工具形工具栏工作表工作表绘图窗口窗口菜菜单工具工具栏状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输入入窗窗口口显示示窗窗口口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【Line 】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12【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( 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 Mapped ) 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( 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( 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 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ZoomMulti-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 Processing 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平滑平滑平滑平滑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 Fit 】 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，2024/9/6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【Analysis 】 【Fitting 】 【Fit Exponential. . 】打开【NLFit】对话框， 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2024/9/6非线性曲线拟合非线性曲线拟合拟合结果和报告 NonLinealFit 】对话框对话框【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。2024/9/6非线性曲线拟合非线性曲线拟合【Code】标签卡用于显示拟合函数代码【Parameters】标签卡设定需要固定值的拟合参数【Bounds】标签卡用于设定拟合参数的边界【Residual】标签卡用来显示残差示例，【Formula】标签卡显示拟合函数的数学形式【Sample】Curve】标签卡显示拟合函数曲线【Messages】标签卡显示拟合过程信息【FunctionFile】标签卡显示拟合函数的详细信息2024/9/6非线性曲线拟合非线性曲线拟合Origin还提供自定义函数拟合还提供自定义函数拟合如果需要的拟合函数比较特殊而Origin 中没有内置， 这种情况下就需要自定义拟合函数。例：假定该数据反映的是某流体的粘度对剪切速率关系， 可用Cross 模型描述。2024/9/64.2.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63