origin quick start

29
Origin 快速入门 Origin 是美国 OriginLab 公司开发的图表制作和数 据分析软件,下载试用和技术支持可访问 http://www.originlab.com/河南大学 李润明 20080701

Upload: hsienwang

Post on 12-Apr-2017

1.874 views

Category:

Education


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Origin Quick Start

Origin快速入门  Origin是美国 OriginLab公司开发的图表制作和数

据分析软件,下载试用和技术支持可访问

http://www.originlab.com/。  河南大学  李润明 2008‐07‐01  

Page 2: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

ii

目录

1 Origin 功能简介 ............................................................................................................................. 1 2 Origin 8.0 的图形界面 ................................................................................................................... 3 

2.1 Origin 项目文件 .................................................................................................................. 3 2.2 子窗口 ................................................................................................................................ 4 2.3 菜单栏 ................................................................................................................................ 6 

3 工作簿和数据录入 ........................................................................................................................ 6 3.1 手动输入............................................................................................................................. 6 3.2 通过剪切板传送 ................................................................................................................. 6 3.3 由数据文件导入 ................................................................................................................. 6 

4 绘图 ............................................................................................................................................... 8 4.1 二维图形............................................................................................................................. 8 4.2 多层图形............................................................................................................................. 9 4.3 图形定制........................................................................................................................... 12 4.4 三维图形........................................................................................................................... 15 

5 图形操作 ..................................................................................................................................... 16 5.1 局部放大和恢复 ............................................................................................................... 16 5.2 图形区坐标点读取 ........................................................................................................... 17 5.3 数据读取........................................................................................................................... 17 5.4 数据区域的选择 ............................................................................................................... 17 5.5 数据点的屏蔽 ................................................................................................................... 17 5.6 在图形区直接画点 ........................................................................................................... 17 5.7 添加文本说明 ................................................................................................................... 18 5.8 添加其它绘图元素 ........................................................................................................... 18 

6 数据拟合 ..................................................................................................................................... 18 6.1 线性拟合........................................................................................................................... 18 6.2 多项式拟合 ....................................................................................................................... 18 6.3 非线性拟合 ....................................................................................................................... 20 6.4 自定义函数拟合 ............................................................................................................... 21 

7 数据及图形导出.......................................................................................................................... 24 7.1 数据导出........................................................................................................................... 24 7.2 图形输出........................................................................................................................... 25 

8 结语 ............................................................................................................................................. 27 参考文献 ......................................................................................................................................... 27 

Page 3: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

Origin 快速入门 实验数据的图形化是显示和分析复杂数据的理想方式,因此,熟练掌握图表制

作和数据分析是科学研究人员和工程技术人员必须具备的工作技能。传统的手工图

表绘制因为不够精确且效率低下已远远不能满足科学和技术发展的需要,这使得熟

练应用计算机制作图表和分析数据成为科技工作者基本的科学素养。

目前常用的科技绘图及数据处理软件有 Excel、Origin、SigmaPlot 等。这些软件

在功能上各有千秋,其中 Origin 因为容易掌握且兼容性好,成为科技工作者图表制

作及数据分析时的首选。Origin 是美国 OriginLab 公司开发的图表制作和数据分析软

件,下载试用和技术支持可访问 http://www.originlab.com/。

1 Origin功能简介

Origin 主要有两大类功能:图表绘制和数据分析。Origin 的绘图是基于模板

的,Origin 本身提供了各种各样的二维和三维绘图模板。绘图时,用户只要选择所

需要的模板即可。数据分析包括数据的排序、调整、计算、统计、频谱变换、函数

拟合等各种数学分析功能。准备好数据进行分析时,只需选择相应命令即可。

下面以一个快速入门的例子来简要演示 Origin 的图表制作和数据分析功能。

打开 Origin,进入如下界面:

图1 Origin 8.0 主界面

点击【Insert Single ASCII】工具按钮,进入导入数据文件界面:

1

Page 4: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

图2 导入单个 ASCII 文件窗口

打开 Origin8 安装目录中“Samples\Curve Fitting”下的“Linear Fit.dat”,导入后的结

果为:

图3 ASCII 文件导入后的工作簿

选中 B 列数据并点击【2D Graphs】工具栏中的【Scatter】按钮,即可绘出散点图:

0 2 4 6 8 10 12

0

2

4

6

8

10

12

14

B

B

A 图4 散点图

通过菜单【Analysis>Fitting>Fit Linear】打开【Linear Fit】对话框:

2

Page 5: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

图5 【Linear Fit】对话框

接受默认设定直接确定,得到如下分析结果:

0 2 4 6 8 10 12

0

2

4

6

8

10

12

14

B Linear Fit of B

B

A 图6 拟合后的图形

并将拟合所用公式及得到的参数用表格列出:

表 1 拟合结果列表

Equation y = a + b*x Weight No Weighting Residual Sum of Squares 29.9643 Adj. R-Square 0.8922 Value Standard Error

B Intercept -0.24317 0.64366 Slope 1.25883 0.10007

通过菜单【Edit>Copy Page】即可将该图复制到 Windows 的剪切板;打开其它

应用程序如 Word 等在【粘贴】就可将图传递到其它应用程序。

可以看出,Origin 绘制图表和分析数据的操作非常简单。

2 Origin 8.0 的图形界面

2.1 Origin项目文件

Origin 8.0 用工作簿(Workbook,)、图形(Graph)和矩阵(Matrix)等子窗口

存放不同的对象(数据、图形等),并把这些子窗口集中在一个 Origin 项目文件保

存。在该项目文件中,可以建立子文件夹对各子窗口进行分类存放;子文件夹和子

窗口的创建、移动、改名和删除等操作通过项目管理器(Project Explorer)的右键快

3

Page 6: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

捷菜单完成。

图7 项目管理器(Project Explorer)

注意:在同一项目文件中,子窗口即使处于不同的子文件夹或其所属类型不同

也不可以重名。

2.2 子窗口

1)工作簿(Workbook)

Origin 8.0 用工作簿(Workbook)取代先前版本中的工作表(Worksheet)组织

数据,一个工作簿中可以包含多个工作表。

图8 工作簿(Workbook)窗口

工作簿的创建可通过工具栏的【New Workbook】工具( )完

成。工作表的添加、复制、移动、改名和删除等操作通过在位于工作簿下部的工作

表标签上右击打开快捷菜单完成。

工作表数据列的添加、设置、删除等操作可通过菜单【Column】完成,也可通

过在该工作表内打开右键快捷菜单完成。

工作表中的多个 Y 列既可与共同的 X 列关联也可与多个 X 列各自关联(每个 Y

列与其前面最为临近的一个 X 列关联)。数据列可以设置为 Z 列、标签列(Label)、

误差列(Error)等。数据列的设置通过【Column】菜单的【Set as…】或右键快捷

菜单的【Set As】完成。

4

Page 7: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

(a)多个 Y 列与共同的 X 列关联 (b)多个 Y 列与多个 X 列各自关联

(c)Z 列(XYZ 坐标) (d)标签列(Label) (e)误差列(Error)

图9 工作簿(Workbook)的数据列

2)图形窗口

图形窗口用于显示和存储绘制的图形。图形窗口包含了图层、坐标轴、图形化

数据、注释等内容,图形的定制和操作均在该窗口内完成。

图10 图形(Graph)窗口

3)矩阵窗口

与工作簿不同,矩阵窗口用特定的行和列来存储数据。通过该窗口可以方便地

进行矩阵运算,也可以利用该窗口的数据绘制三维图形。

图11 矩阵(Matrix)窗口

5

Page 8: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

2.3 菜单栏

Origin 菜单栏的组成结构取决于当前的子活动窗口,即当前子活动窗口分别为

工作簿、图形和矩阵时,主菜单及其子菜单的内容并不完全相同。

a)工作簿为活动窗口时

b)图形为活动窗口时

c)矩阵为活动窗口时

图12 主菜单的不同组成结构

3 工作簿和数据录入

在 Origin 中,数据录入的方法有手动输入、通过剪切板传送、和由数据文件导

入等。

3.1 手动输入

当数据较少时,可以手动输入。当需要的输入的数据可以通过数学公式计算得

到的话,可以用菜单项【Set Column Values…】来完成(见下图)。

图13 设置列数据对话框

3.2 通过剪切板传送

通过 Windows 操作系统剪切板的【复制→粘贴】操作可以把其它应用软件的数

据传送的 Origin 中。

3.3 由数据文件导入

Origin 提供了丰富的接口资源,通过菜单【File>Import】或工具栏【Import】按

钮可以把一个或多个各种类型的数据文件导入到 Origin 工作表。另外,现在大部分

可以输出 XY 图的现代仪器(如 FT-IR、NMR、XRD 等)操控软件会提供可供

6

Page 9: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

Origin 导入的 ASCII 码数据文件。

下面以导入“Samples\Import and Export”文件夹下的多个 ASCII 码数据文件为

例简要说明导入文件的操作过程。

单击工具栏【Import Multiple ASCII】按钮,打开导入多个 ASCII 码数据文件对

话框:

图14 导入多个 ASCII 文件的对话框

找到【Import and Export】文件夹,选中要导入的数据文件并单击【Add File(s)】将

选定的文件添加到列表框(反之,在列表框中选中不希望导入的文件并点击

【Remove File(s)】可以将该文件从列表框中移除),之后点击【OK】按钮即可导

入,结果如下:

图15 多个 ASCII 文件导入得到的工作簿

7

Page 10: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

4 绘图

4.1 二维图形

1)二维图形绘制

导入“Samples\Curve Fitting”下的“Linear Fit.dat”,选中要作图的数据列或区

域(这里选取 B 列),然后点击二维图形工具栏上的【 Line + Symbol 】

( )按钮,所绘结果如下:

0 2 4 6 8 10 12

0

2

4

6

8

10

12

14

B

B

A 图16 二维点线图

2)图形数据添加

如果要在已经绘制的图形中添加数据,可采用如下方法:

A)如果要添加的是整列数据,那么在图形窗口区左上角图层标号(参加下

文)处右击打开快捷菜单,选择【Layer Contents…】打开【Layer Contents】对话

框:

图17 【Layer Contents】对话框

在左侧【Available Data】列表框中选中要添加的数据列,将其添加到右侧【Layer

Contents】列表框;点击【OK】即可。

B)如果要添加的时数据列中的部分数据,那么选中要添加的数据后,将鼠标指

针置于列边界处,鼠标指针会变下图的形状,直接拖动到图形窗口,即可将选中的

数据添加到图形。

8

Page 11: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

图18 拖曳添加数据

3)二维图形模板

Origin 内置了多种二维图形模板如线图、散点图、点线图、柱形图以及饼图等

图形模板,可以绘制出各种各样的二维图形。

注意:在二维线图和点线图中,Origin 提供了多种线的连接方法(如 Straight、

B-Spline、Spline 等),每种连接都是基于一定的插值方法的(例如 Straight 依据的是

分段线性插值而 Spline 则对应于样条插值),因此,在做图时线连接的选择不要仅仅

为了好看而任意选择,应根据实际需选取。

4.2 多层图形

在 Origin 中,一个绘图窗口中可以包含多个图层。当需要在同一个绘图窗口中

绘制坐标轴范围不同或度量单位不同的图形时,为了更清晰地显示曲线特征就可以

通过绘制多层图形来实现。

1)多层图形模板

Origin 附带了多个多图层图形模板,它们分别为双 Y 轴(Double-Y)、垂直两栏

(Vertical 2 Panel)、水平两栏(Horizontal 2 Panel)、四栏(4 Panel)、九栏(9

Panel)等。

A)双 Y 轴图形

导入“Samples\Curve Fitting”文件下的“Linear Fit.dat”,选中 B、C 列,通过

菜单【Plot>Multi-Curve>Double-Y】得到双 Y 轴图形。

9

Page 12: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

图19 双 Y 轴图

可以看出,Origin 将 B、C 列数据分别关联到左、右坐标轴,尽管两 Y 轴的数

值范围不同,却均可特征地显示。

图形窗口左上角的阿拉伯数字是图层的标识,哪个数字高亮显示,则该图层处

于活动状态。

如果两个 Y 列数据关联不同的 X 列数据,可以将各自的 X 列数据置于上、下坐

标轴。

B)垂直两栏(Vertical 2 Panel)和水平两栏(Horizontal 2 Panel)

仍以“Samples\Curve Fitting”文件下的“Linear Fit.dat”数据文件为例。选中

B、C 列后如果选择的是菜单【Plot>Multi-Curve>Vertical 2 Panel】或【Horizontal 2

Panel】命令得到垂直两栏或水平两栏图形。

图20 垂直双栏和水平双栏图

2)图层管理

图层的添加、排列、大小和位置以及坐标轴的关联通过【Layer Management】

对话框完成。

通过菜单【Graph>Layer Management…】命令可打开【Layer Management】。图

层管理主要通过【Add】、【Arrange】、【Size/Position】和【Link】四个选项卡来完

10

Page 13: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

成。

A)【Add】选项卡

【Add Layer】用于添加图层;【Modify Axes】用于更改坐标轴出现的位置及坐

标形式(线性、对数等),设定后点击【Modify】使修改生效;【Color】用于设定图

层背景、填充、边界等的颜色,设定后点击【Fill】使修改生效。

B)【Arrange】选项卡

【 Column 】和【 Row 】设定图形窗口中的分栏,即图层的排列分布;

【Spacing】设定空白间隙的大小,设定后点击【Arrange】使修改生效。

C)【Size/Position】选项卡

【Resize】设定图层在图形窗口中所占的比例,设定后点击【Resize】使修改生

效;【Move】设定图层在图形窗口的位置,设定后点击【Move】使修改生效。

D)【Link】选项卡

【Link】用于设定各图层之间坐标轴的关联。关联之后,如果某一图层的坐标

轴比例改变,那么与之关联的其它图层也相应改变。【Unlike】用于取消关联。

A)【Add】 B)【Arrange】

图21 图层管理选项卡

11

Page 14: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

C)【Size/Position】 D)【Link】

图22 图层管理选项卡

4.3 图形定制

Origin 默认模板所绘的图形通常不能满足某些具体的要求,因此还要对所绘的

图形做进一步的定制。

1)线、符号的定制

在所绘图形的线或符号上双击,打开【Plot Details】选项卡:

图23 【Plot Details】选项卡

在【Line】标签项中可以设置线的连接方式(Connect)、样式(Style)、宽度

(Width)、颜色(Color)以及曲线下区域填充(Fill Area Under Curve)等。

在【Symbol】标签项中可以设置符号的样式、大小、颜色等。

注:对于线图则只有【Line】标签项;对于散点图则只有【Symbol】和【Drop

Lines】标签项。

2)坐标轴的定制

在所绘图形的坐标轴上双击,打开坐标轴选项卡,该选项卡包含【Tick

Labels】、【Minor Tick Labels】、【Custom Tick Labels】、【Title & Format】、【Scale】、

【Grid Lines】和【Break】标签项。

12

Page 15: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

A)【Tick Labels】 B)【Minor Tick Labels】

C)【Custom Tick Labels】 D)【Title & Format】

图24 坐标轴定制选项卡

A)通过【Tick Labels】、【Minor Tick Labels】、【Custom Tick Labels】以及

【Title & Format】标签项可以对坐标轴的刻度、标识等进行定制。

图25 【Scale】标签项

B)【Scale】标签项用于定制所绘图形的坐标轴范围、坐标轴类型(线性、对

数)等。例如用“ Samples\Curve Fitting ”文件下的“ Dose Response - No

Inhibitor.dat”的 B 列数据所绘的图形在线性(左)坐标和半对数坐标下的显示结果

如下:

13

Page 16: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

0.00000 0.00004 0.000080

20

40

60

80

100 Response 1

Res

pons

e 1

Dose 1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4

0

20

40

60

80

100 Response 1

Res

pons

e 1

Dose 图26 线性坐标与对数坐标的效果比较

可以看出,当数据跨越多个数量级时,对数坐标更为常用。

C)【Grid Lines】标签项用于设定网格线。

A)【Grid Lines】 B)【Break】

图27 坐标轴定制选项卡

其中【Opposite】选项可以将图形设定为矩形框图。上面半对数图选定水平和垂

直的【Opposite】后结果如下:

1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-40

20

40

60

80

100 Response 1

Res

pons

e 1

Dose 图28 坐标轴【Opposite】选项勾选后的效果

D)通过【Break】标签项可以将不希望显示的坐标区域隐藏起来。

14

Page 17: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

4.4 三维图形

Origin 支持 XYY、XYZ 和 Matrix(矩阵)三种类型数据的三维制图功能。

1)XYY 型数据三维图

导入“Samples\Graphing”文件下的“Waterfall.dat”数据文件,选中 B、C1 和

C2 数据列;通过菜单【Plot>3D XYY>3D Waterfall】即可得到效果如下的 XYY 型数

据三维图。

900 1000 1100 1200 1300

0200400600

80010001200

BC1

C2

B C1 C2

X Axis

Y A

xis

图29 XYY 型数据三维图

2)XYZ 型数据三维图

导入“Samples\Graphing”文件下的“3D Scatter 2.dat”数据文件,将 C 数据列

设定为 Z 轴;通过菜单【Plot>3D XYZ>3D Scatter】即可得到效果如下的 XYZ 型数

据三维图。

020

4060

80

0

5

10

15

20

25

15

16

17

Z A

xis

Y AxisX Axis

图30 XYZ 型数据三维图

3)矩阵三维图

导入“Samples\Matrix Conversion and Gridding”文件下的“XYZ Random

Gaussian.dat”数据文件,并将 C 数据列设定为 Z 轴;通过菜单【Convert to

Matrix>XYZ Griding】打开【XYZ Griding:Convert to Matrix】对话框:

15

Page 18: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

图31 【XYZ Griding:Convert to Matrix】对话框

接受默认设定后得到如下转换结果:

图32 转换后得到的矩阵

上面两种显示效果可通过菜单【View>Show Column/Row】和【Show X/Y】相互切

换。

选中整个矩阵表,通过菜单【Plot>3D Wires and Bars>Wire Frame】即可得到效

果如下的 Matrix 型数据三维图。

1012

1416

1820

0

2

4

6

8

10

12

1012

1416

1820

Z A

xis

Y AxisX Axis

图33 Matrix 型数据三维图

5 图形操作

图形的操作通过工具栏( )来完成。

5.1 局部放大和恢复

有时需要仔细观察图形的某一局部,可以利用【Tools】工具栏中的【Zoom

16

Page 19: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

In】工具。单击该工具后,按住左键在图形中拖动即可将图形的局部区域放大。要

恢复到原来的视图,双击【Tools】工具栏中的【Zoom Out】工具即可。

如果要在新窗口中显示放大的图形,按住 Ctrl 键拖动即可。Origin 以 Enlarged

图形窗口显示放大部分,并在原图中将放大部分用阴影显示。如果想改变放大部分

的位置或放大区域的大小,用鼠标拖动矩形或调整其大小即可。

5.2 图形区坐标点读取

【Screen Reader】(屏幕读取器)工具的功能是显示图形区任意点的坐标。

单击【Tools】工具栏中的【Screen Reader】命令按钮,然后在绘图窗口中单

击,弹出的【Data Display】框即显示指定点的坐标。

5.3 数据读取

【Data Reader】(数据读取器)工具的功能是显示曲线上选定点的坐标。

单击【Tools】工具栏中的【Data Reader】命令按钮,用鼠标点选图形区的数据

点,在【Data Display】框和【Data Info】框内显示选定点的坐标。

5.4 数据区域的选择

【Data Selector】(数据选择器)工具的功能是选择图形区的数据区域,以便进

行分析处理。

单击【Tools】工具栏中的【Data Selector】,数据选择标志会出现在整个数据区

域的两端,此时选择的是全部数据。用鼠标拖动数据选择标志,可以改变选择的数

据区域,此后的数据分析操作只对选中的数据范围起作用。

5.5 数据点的屏蔽

如果个别数据点在分析或拟合过程中想去掉,而又不想删除,或只分析图形中

的部分数据,可以用【Mask】工具将不参与分析的数据屏蔽掉。

用【Add Mask Points】工具点选想要屏蔽的数据点即可将该数据点屏蔽;要接触屏

蔽,用【Remove Mask Points】工具点选被屏蔽的数据点即可。

5.6 在图形区直接画点

【Tools】工具栏上的【Draw Data】工具可在图形区直接画点。

选取【Draw Data】工具后,在图形区依次双击可以直接在图形上人为地添加数

据点,所画的点的坐标用名为【Draw】开头的工作簿存放。

17

Page 20: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

5.7 添加文本说明

【Tools】工具栏上的【Text Tool】工具可以在图形上添加文本说明。

5.8 添加其它绘图元素

如果要在图形上添加其它的绘图元素如箭头、线、区域等,用【Tools】工具栏

中相应的工具在图形区直接绘制即可。

6 数据拟合

在科学实验或统计研究中,经常需要从一组测定的数据(例如 N 个点( )

去求得自变量

ii yx ,

x和因变量 的一个近似解析表达式,这就是数据拟合。Origin 提供了

线性、多项式、指数等多种数据拟合模块可以方便地对数据进行拟合分析。

y

6.1 线性拟合

导入 Origin 安装目录中“Samples\Curve Fitting”下的“Linear Fit.dat”数据文

件;回到主界面选中 B 列后做二维散点图,所作图形参见本章开始部分。

通过菜单【Analysis>Fitting>Fit Linear>Open Dialog…】打开【Linear Fit】对话

框:

图34 【Linear Fit】对话框

在【Fit Options】中,选择希望固定的参数如截距或斜率(也可以不设定拟合参

数),点击【OK】即可得到拟合结果(本章开始部分例子)。

6.2 多项式拟合

导入 Origin 安装目录中“Samples\Curve Fitting”下的“Polynomial Fit.dat”数据

文件;回到主界面选中 B 列后做二维散点图:

18

Page 21: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

0 5 10 15 20 25-50

0

50

100

150

200

250

300

350 B

B

A 图35 散点图

通过菜单【Analysis>Fitting>Fit Polynomial>Open Dialog…】打开【Polynomial

Fit】对话框:

图36 【Polynomial Fit】对话框

在【Polynomial Order】选项处选择多项式的次数(这里选择 2 次多项式)后确

定即可得到如下拟合结果:

0 5 10 15 20 25-50

0

50

100

150

200

250

300

350

B Polynomial Fit of B

B

A 图37 二次多项式拟合后的图形

19

Page 22: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

并将拟合所用公式及得到的参数用表格列出:

表 2 拟合结果列表 Model Polynomial Equation y = Intercept + B1*x^1 + B2*x^2 Weight No Weighting Residual Sum of Squares 170.29797 Adj. R-Square 0.99923 Value Standard Error

B Intercept 79.65561 1.28871 B1 -22.21818 0.27428 B2 1.50716 0.01219

6.3 非线性拟合

导入 Origin 安装目录中“Samples\Curve Fitting”下的“Exponential Decay.dat”

数据文件,选中 B 数据列作图:

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

100

150

200

250

300

Decay 1

Dec

ay 1

(a.u

.)

Time (sec) 图38 指数衰减例子散点图

通过菜单【Analysis>Fitting>Fit Exponential>Open Dialog…】,打开【NLFit】对

话框:

图39 【NLFit】对话框

【Settings】标签项的【Function】下拉菜单可选择非线性拟合的函数;【Code】

20

Page 23: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

标签项用于显示拟合函数的代码;【Formula】标签项用于显示拟合函数的数学形

式。

点击【Fit】即可得到如下拟合结果:

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

100

150

200

250

300

Decay 1 ExpDec1 of Decay 1

Dec

ay 1

(a.u

.)

Time (sec) 图40 指数衰减拟合结果

并将拟合所用公式及得到的参数用表格列出:

表 3 拟合结果列表

Equation y = A1*exp(-x/t1) + y0 Reduced Chi-Sqr 24.63406 Adj. R-Square 0.98475 Value Standard Error Decay 1 y0 104.86031 0.68926 Decay 1 A1 193.32685 3.11077 Decay 1 t1 0.12087 0.00319

6.4 自定义函数拟合

虽然 Origin 内置了大量的拟合函数,但在有些情况下还是不能某些科研中建立

数学模型的需要,这种情况下就需要自定义拟合函数。Origin 提供了非常方便的自

定义拟合函数工具,无需编程就可建立拟合函数。

下面以一个例子说明自定义函数拟合的应用。下表表给出了某种流体的剪切粘

度(η)与剪切速率(γ )之间的关系。

表 4 某种流体的剪切粘度(η)与剪切速率(γ )之间的关系

剪切速率 (1/s) 0.997 1.56 2.48 3.89 19 9.89 15.8 24.7

粘度 (Pa⋅s) 17.2 17.1 17 19 17 12 15.4 14

剪切速率 (1/s) 39.3 62.6 99.6 158 249 400 640 1010

粘度 (Pa⋅s) 12 9.86 7.98 54 5.4 4.39 3.68 3.12

剪切速率 (1/s) 1270 1610 2030 2560 3230 4010 4020 4990

粘度 (Pa⋅s) 3.06 2.67 2.64 2.28 2.15 2.05 1.94 1.88

剪切速率 (1/s) 6300 8080 10000 12700 15700 20200 25500 32100

粘度 (Pa⋅s) 1.67 1.6 1.47 1.4 1.3 1.21 1.14 1.12

剪切速率 (1/s) 40500 50300 63400 79900 127000 202000 317000 504000

粘度 (Pa⋅s) 1.09 1.03 0.999 0.973 0.92 0.867 0.85 0.797

剪切速率 (1/s) 814000 1270000 1990000 3170000 814000

粘度 (Pa⋅s) 0.781 0.727 0.746 0.73 0.781

该流体的剪切粘度与剪切速率关系的图形表示为:

21

Page 24: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

10-1 100 101 102 103 104 105 106 107 108

1

10

Viscosity

Vis

cosi

ty (P

a s)

Shear rate (1/s) 图41 剪切粘度与剪切速率关系的散点图

由图可以看出,该实验数据用 Carreau-Yasuda 模型拟合较为合适。Carreau-

Yasuda 模型的数学形式为

( )[ ] an

a−

+=

−−

10 1

1

γληηηη

式中γ 为自变量,η为因变量,其它均为待定参数。

可以将该公式的 Origin 代码写为

( ) ( )( ) ( )( )axlambdaetaetaetay /n-1^a^*1/inf0inf +−+=

这里 Origin 代码与上述公式的对应关系为: η→y ; ∞→ηinfeta ; 00 η→eta ;

λ→lambda ; γ→x ; ; 。 aa → nn →

通过菜单【Analysis>Fitting>Nonlinear Curve Fit>Open Dialog…】打开【NLFit】

对话框;点击【 Create/Edit Fitting Functions 】按钮,打开【 Fitting Function

Organizer】对话框:

图42 【Fitting Function Organizer】对话框

在左边列表框中选中【NewCategory】后,点击【New Function】按钮打开创建函数

界面:

22

Page 25: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

图43 创建函数界面

依次设定【Function Name】、【 Independent Variables】、【Dependent Variables】、

【Parameter Names】、【Function】和【Parameter Settings】等。参数设置通过点击其

右侧按钮打开的对话框完成(参数的初值和边界根据参数的实际物理意义设定)。

图44 【Parameter Settings】对话框

定义好函数后,依次点击【Save】和【OK】返回【NLFit】对话框:

图45 自定义函数【NLFit】对话框

23

Page 26: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

此时,【Fit Curve】栏粗略显示初值模拟的结果;点击【Fit】即可得到拟合结果:

10-1 100 101 102 103 104 105 106 107 108

1

10

Viscosity Fit Curve 1

Vis

cosi

ty (P

a s)

Shear rate (1/s) 图46 剪切粘度与剪切速率关系拟合结果

拟合所用公式及得到的参数用表格一并列出:

表 4 拟合结果列表 Model CarreauYasuda (User) Equation y=etainf+(eta0-etainf)/(1+(lambda*x)^a)^((1-n)/a) Reduced Chi-Sqr 0.00638 Adj. R-Square 0.99982 Value Standard Error

Viscosity

etainf 0.68684 0.02781 eta0 17.05505 0.04182 lambda 0.05122 0.00136 a 2.2006 0.10282 n 0.51789 0.00679

7 数据及图形导出

7.1 数据导出

数据导出主要有通过剪切板传递和导出数据文件两种形式。

1)通过剪切板传递

选择要传递的数据后,选择菜单【Edit>Copy】或右键快捷菜单【Copy】将数据

复制到剪切板,再到其它应用程序中粘贴即可。

2)导出数据文件

Origin 可以把数据导出为 ASCII 码文件,文件的扩展名可以为【dat】、【txt】、

【csv】等。

在工作簿中选中要导出的数据后,通过菜单【File>Export>ASCII…】打开

【ASCIIEXP】对话框:

24

Page 27: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

图47 【ASCIIEXP】对话框

选择存放位置,命名(从保存类型下拉菜单可选择导出文件的扩展名),点击

【保存】即可。如果【ASCIIEXP】对话框中的【Show Options Dialog】勾选,点击

【保存】后弹出【Import and Export: expASC】对话框:

图48 【Import and Export: expASC】对话框

在这里可以数据分割符和标题等,设定好后点击【OK】即可。

7.2 图形输出

Origin 的图形输出主要有通过剪切板输出和输出图像文件两种方式。

1)通过剪切板输出

在图形窗口激活的状态下,通过菜单【Edit>Copy Page】或右键快捷菜单

【Copy Page】可以将 Origin 图形复制到剪切板;再到其它应用程序如 Word 等中粘

贴即可。该方法是将 Origin 图形嵌入到其它应用程序,因此,可以在其它程序里双

击嵌入的图形打开 Origin 程序进行图形的定制。

2)输出图像文件

Origin 还支持把图形输出为矢量图或位图,这样,图形文件就被保存为图像文

25

Page 28: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

件,便于出版印刷等。

在图形窗口激活的状态下,通过菜单【File>Export Graphs…】打开【Import and

Export: expGraph】对话框:

图49 【Import and Export: expGraph】对话框

在【Image Type】选项中可选择拟保存的图像格式,Origin 可供的输出图像格式有:

图50 Origin 可供的输出图像格式

这里选择图像类型为【Tag Image File】,即 tif 格式。

展开【Image Size】选项:

图51 【Image Size】选项

在该选项中可以设定输出图像的尺寸等。

展开【Image Settings】选项:

图52 【Image Settings】选项

在该选项中可以设定输出图像的分辨率、颜色等。

设定完成后即可指定的保存位置输出图像,输出图像的文件名与 Origin 中图形

26

Page 29: Origin Quick Start

河南大学 李润明——Origin 快速入门

27

窗口的名字一致。

注:选定输出的图像格式不同, 【Export Settings】、【Image Size】和【Image

Settings】选项的子项目会有所不同。

8 结语

本章只是较为系统地介绍了 Origin 8.0 的基本应用,限于篇幅,Origin 的很多高级应用如编

程等没有介绍,有兴趣和需要的读者请参阅本章所列文献。

参考文献

1) OriginLab Corporation, Origin 8 User Guide, 2007

2) 叶卫平,方安平,于本方,《Origin 7.0 科技绘图及数据分析》,北京:机械工业

出版社,2003

3) 周剑平,《精通 Origin 7.0》,北京:北京航空航天大学出版社,2003