《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》中復(fù)式線圖的繪制

牛海麗 胡術(shù)剛 張同環(huán)

（山東科技大學(xué)化工學(xué)院 山東青島 266590）

《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》中復(fù)式線圖的繪制

牛海麗 胡術(shù)剛 張同環(huán)

（山東科技大學(xué)化工學(xué)院 山東青島 266590）

文章針對《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》課程教學(xué)中存在的用Excel軟件繪制復(fù)式線圖的缺點，介紹了使用Origin 9.64繪制單縱坐標(biāo)軸多曲線圖和雙坐標(biāo)軸復(fù)式線圖的方法,簡單直觀，方法可靠。

數(shù)據(jù)處理；Origin軟件；復(fù)式線圖

《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》是學(xué)習(xí)如何合理設(shè)計試驗與正確處理試驗數(shù)據(jù)的一門實用性較強的課程。對于試驗設(shè)計方法的介紹，多數(shù)教材大同小異，而在數(shù)據(jù)處理方面，大多數(shù)教材所涉及的Excel軟件雖然具有數(shù)據(jù)處理、曲線擬合功能，但對非線性數(shù)據(jù)處理、擬合等方面不能提供很多相關(guān)信息以及參數(shù)，對很多實驗數(shù)據(jù)分析具有局限性。而由Origin Lab公司制作發(fā)布的Origin軟件在這一問題上能夠提供迅速、準(zhǔn)確的信息和參數(shù)以及圖形。經(jīng)過Origin軟件處理的實驗數(shù)據(jù)圖形或表格在Word文檔可實現(xiàn)自由編輯，十分方便，深受期刊編輯和科研人員歡迎。但《試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理》教材編者因篇幅所限，對軟件在數(shù)據(jù)處理方面的應(yīng)用基本上是寥寥幾筆帶過，讓學(xué)生在實際處理數(shù)據(jù)應(yīng)用中無論是對Excel還是Origin的應(yīng)用都感到很生疏。對于理工科專業(yè)學(xué)生而言，在校期間會根據(jù)專業(yè)要求開設(shè)不同實驗課，在實驗過程中必須將所測得的數(shù)據(jù)加以整理歸納，科學(xué)地分析并尋求被研究的變量間的規(guī)律。實驗數(shù)據(jù)繁多，一般的處理方法事倍功半，不僅人為帶來的誤差較大，而且同樣的數(shù)據(jù)由不同實驗人員處理的結(jié)果不盡相同[1]。因此，選擇科學(xué)合理的處理數(shù)據(jù)的方法顯得尤為重要。使用Origin軟件處理實驗數(shù)據(jù)就能方便、準(zhǔn)確和快速，減小實驗誤差，在數(shù)據(jù)處理時采用復(fù)式線圖分析變量之間的關(guān)系，更能簡潔明了。本文以O(shè)rigin9.64為例說明該軟件在畫復(fù)式線圖方面的應(yīng)用。

一、單縱坐標(biāo)多曲線繪制

教材[2]例題1：為了比較微波法和常規(guī)法制備的高吸水性樹脂的保水性能，測定了兩種產(chǎn)品在60℃時的失水率V[ kg水/(kg樹脂·h)]，實驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同方法下的失水率

續(xù)表：

用Origin 9.64作圖步驟如下：

（一）首先看表1，知道有三列數(shù)據(jù)，所以打開Origin 9.64軟件對話框后會出現(xiàn)一個兩列的工作表，點擊窗口上面按鈕，可根據(jù)需要添加列數(shù)（左單擊全選所在列，再右單擊此列，選擇下拉菜單“Set as”按鈕就可根據(jù)需要把列設(shè)為X軸、Y軸或Z軸），把數(shù)據(jù)復(fù)制到當(dāng)前工作表1，再點擊窗口下方可以畫出曲線圖1。在Origin軟件中雙擊A、B、C可根據(jù)實驗內(nèi)容編輯坐標(biāo)軸內(nèi)容或數(shù)據(jù)線圖標(biāo)或右單擊坐標(biāo)軸編輯坐標(biāo)軸的起始坐標(biāo)、刻度間隔、刻度類型和名稱等。

（二）在Origin軟件里繪制好的圖形可以左單擊曲線上的任一數(shù)據(jù)點，再單右擊“Gotobook 1”即可回到數(shù)據(jù)點原來的工作表，當(dāng)然也可根據(jù)需要點擊曲線上的任一數(shù)據(jù)點進行編輯；點擊窗口左上方按鈕下拉菜單“Copypage”可把圖形復(fù)制到Word文檔，在Word文檔中左雙擊圖形可在Origin軟件里打開進行編輯，非常方便。圖2為完整的輸出圖形。

圖1 未編輯的圖形

圖2 已編輯的圖形

二、雙坐標(biāo)軸復(fù)式線圖的繪制

（一）雙坐標(biāo)軸（雙Y軸）復(fù)式線圖的繪制。以教材離心泵性能實驗數(shù)據(jù)為例，如表2所示。

表2 離心泵流量（qv）、效率η與揚程He的實驗數(shù)據(jù)[2]

繪制過程如下：

把上述數(shù)據(jù)復(fù)制到Origin 9.64窗口中所示的工作表中，全選該工作表中的數(shù)據(jù)，再點擊窗口下方的左下方雙Y軸圖形按鈕，即可輸出雙Y軸數(shù)據(jù)圖如圖3，右單擊各坐標(biāo)軸根據(jù)下拉菜單即可對其根據(jù)需要編輯或隱藏數(shù)據(jù)點和坐標(biāo)軸，編輯圖形，然后在“Etid”下選擇“Copy page”把圖形復(fù)制到文檔中，如圖4所示。

圖3 雙Y軸數(shù)據(jù)工作表

圖4 已編輯的雙Y軸圖形

（二）雙坐標(biāo)軸（雙X軸）復(fù)式線圖的繪制。假設(shè)有一組溫度變化數(shù)據(jù)，如表3所示，其中A（X）列數(shù)據(jù)為溫度（℃），B（Y)列數(shù)據(jù)為溫度的某特征數(shù)據(jù)，借用此表數(shù)據(jù)來討論溫度在不同的X坐標(biāo)軸刻度下(攝氏度和華氏度)顯示相同的圖形繪制過程。

表3雙X軸數(shù)據(jù)[3]

繪制過程如下:

1.雙擊Origin9.64快捷方式，可見有一個工作表book 1，把數(shù)據(jù)復(fù)制過去，選中B（Y），點擊屏幕左下方Scatter按鈕，可得Graph1 layer 1；在layer 1圖層空白處右單擊可看到“New Layer（Axes）”下拉菜單“Top-X（Linked Y Scale and Dimension）”，左擊之，即可在頂部添加X軸，如圖5 Layer 2所示。

圖5 Layer2

2.按住Ctrl鍵雙擊Layer 2標(biāo)簽，可打開layer 2的“Plot Details”對話框，按照圖6進行設(shè)計，點擊“OK”，可輸出未編輯的圖，最后再雙擊該圖坐標(biāo)軸，可編輯坐標(biāo)軸刻度大小和起始點、軸標(biāo)題等內(nèi)容，編輯完后，可點擊“Etid”工具下拉菜單“Copypage”把編輯好的layer 2圖層復(fù)制到Word文檔，在文檔中雙擊該圖隨時可以O(shè)rigin軟件進行編輯，十分方便。圖7為已編輯好的雙X軸圖。

圖6 Layer 2 的PlotDetails 對話框

圖7 已編輯的雙X軸圖

用Origin軟件處理數(shù)據(jù)，分析變量關(guān)系，繪圖只是其中重要的第一步，而后才是數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性分析等。因篇幅所限，用Origin軟件繪制復(fù)式線圖只能簡單介紹上述幾例，希望能對廣大師生在處理實際實驗數(shù)據(jù)方面有所幫助。

[1]謝郢.Origin8.0在過氧化氫分解實驗中數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用[J].河南教育學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,22（3）：30-32.

[2]李云雁,胡傳榮.試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理（第二版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008:53.

[3]王秀峰,江紅濤,程冰,等.數(shù)據(jù)分析與科學(xué)繪圖軟件ORIGIN詳解[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008：143-145.

[責(zé)任編輯 鄭麗娟]

G642

A

2095-0438（2017）09-0121-03

2017-04-11

牛海麗（1977-），女，山東菏澤人，山東科技大學(xué)化工學(xué)院講師，博士，研究方向：功能材料及氫催化材料的制備。