Как построить график в origin

Как построить график в origin

1. Цель работы

1. Освоить работу программного пакета Origin.

2. Обработать результаты измерения, представленные в виде входного массива данных.

3. Построить графики зависимостей и определить дополнительные параметры.

ВАЖНО: Перед началом работы сформируйте файл отчета. Для этого запустите на Рабочем столе пиктограмму файла «Отчет» и заполните предлагаемую форму. Затем сохраните ее, нажав клавишу . Дождитесь момента закрытия формы.

2. Введение в пакет origin

Originпредставляет собой мощное программное средство научной и технической графики, совместимое с программными продуктамиMicrosoft, в частности, сWordиExcel. Это позволяет использовать его как для создания качественных иллюстраций книг, статей, отчетов, инструкций, так и для обработки массивов данных.

В следующем далее тексте приводится вид окон Origin Pro версии 8.0, соответствующий средеWindows.

Запуск Origin и завершение сеанса работы

Запуск Origin осуществляется двойным щелчком мыши на ярлыке (пиктограмме)Origin 8. После загрузки появляется окно, приведенное на рис.1. На рисунке видно несколько областей. Область меню, область быстрого запуска команд вверху, внизу и слева, рабочая область в центре, слева — область содержания проекта, которая называетсяProject Explorer(менеджер проекта). С его помощью можно реорганизовать содержимое текущего проекта.

Завершение сеанса работы с Originможно осуществить одним из следующих способов:

последовательным выбором команд: File,Exitв верхнем меню;

закрытием окна Originсоответствующей кнопкой.

Рис. 1. ОкноOriginпосле загрузки

Ввод табличных данных в ручном режиме

В основном окне Originпосле загрузки имеется отдельное окно данных со стандартным именемBook1 (Книга 1). Оно содержит рабочую таблицу или рабочий лист (Worksheet) со столбцамиA(X)иB(Y), гдеX,Yуказывают тип колонки. Кроме этого, рабочий лист содержит три строки пояснений. В клетки таблицы рабочего листа можно вносить данные в ручном режиме. Нужная клетка выбирается курсором мыши или клавишами со стрелками. Число строк таблицы первоначально составляет 32, но автоматически увеличивается при вводе данных.ВАЖНО:Книга может содержать несколько рабочих листов.

Число столбцов можно добавлять командами меню: Column,Add NewColumns. Удалить лишний столбец можно командами меню:Edit,Delete, предварительно выделив столбец щелчком мыши на его заголовке. Редактирование числа столбцов возможно с помощью меню мыши, появляющееся по правой кнопке (рис.2). Рисунок 2а содержит меню для работы с рабочим листом (необходимо указатель мыши навести на чистое место рабочего листа). Рисунок 2б содержит меню для работы с выделенной колонкой (необходимо навести указатель на колонку для ее выделения).

Ввод табличных данных из файла

Originпозволяет считывать и обрабатывать данные, предварительно записанные в кодахASCIIв файл данных. Файл должен иметь расширитель *.dat, *.txtили *.csv.

Рис. 2. ОкноOriginс меню работы с рабочим листом

Для считывания данных следует последовательно выполнить команды меню: File,Import,Single ASCII. После этого откроется стандартное окноWindowsдля поиска и открытия файлов. Движение по каталогам и открытие файла производится как обычно. Перед открытием файла появляется окно импорта данных, где указываются свойства импорта. После открытия файла числовые данные оказываются в таблице. Они могут подвергаться изменению и редактированию. Также можно воспользоваться кнопкой меню для быстрого запуска команды:.

Построение двумерных графиков

Для построения функциональных зависимостей в системе двух координат следует в таблице данных щелчком мыши на заголовке выделить столбец, содержащий значения функции. Далее следует выполнить команды меню: Plot,Line, Line (Нарисовать, Линия, Простая линия). После этого появляется окно со стандартным именемGraph1, в котором построен график зависимости. Кроме построения сплошных линий, в пакете предусмотрены еще два вида графиков:Scatter (Отдельные точки), Line+Symbol (Точки, соединенные линиями).

Рассмотрим пример построения графика зависимости y = x 2 . Для этого зададим область измененияX: 1≤X≤ 10 следующим образом: навести мышь на колонкуA(X) (эта колонка естьX- координата), выделить ее, нажать правую кнопку, выбрать командуSet Column Values. Появится окно задания величины для выбранной колонки. В рабочей области, обозначеннойCol(A)=набрать параметр строкиi, а вверху задать количество элементов от 1 до 10 (ПолеRow(i) (Строка (i))). Нажмите кнопкуApply(Применить). Тогда колонкеAприсвоятся значения элементовi от 1 до 10 (рис. 3а). В окне задания значений колонке дополнительно имеется набор арифметических функций и список колонок рабочего листа. Таким образом, можно осуществлять математическую обработку данных в колонке или формировать данные, задавая соотношения между соседними колонками, если они находятся в функциональной связи.

Теперь зададим значения функции (колонка B(Y)). Для этого необходимо либо повторить предыдущие операции с новым выделением следующей колонки, либо использовать уже открытое окно задания значений, но переключив кнопкой>>активный столбец сАнаВ. Далее в рабочей области задания значений вместо параметраiнеобходимо установитьcol(A)*col(A). Для этого открыть в верхнем меню окна список всех колонок рабочего листа и выбрать колонкуAиз списка. Выбранная колонка появится в области задания значений. Символ умножения набирается на клавиатуре. Количество элементов в этом случае можно оставить .

В итоге получаем заполненную рабочую таблицу (рис.3б)

Построим три вида графиков данной функции. Выделим функцию колонка В. В меню выбрать командыPlot, Line;Lineпотом, перейдя снова к

Рис. 3. Задание значений элементам рабочей таблицы

таблице, Plot, Symbol, Scatter; после этого, перейдя опять к таблице Plot, Line+Symbol, Line+Symbol. В итоге получим три окна с разными видами графиков (рис. 4).

На рисунке показаны основные области окна графики. Для перехода в меню этих областей необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на соответствующих областях.

Рис. 4. Три вида графиков функции

Оформим наши графики. Сделаем подписи осей. Для этого выделите область подписи оси YокнаGraf3. Щелкните правой кнопкой мыши, в появившемся меню запустите командуProperties(Свойства) (рис. 5а). Появится окно редактирования подписей (рис. 5б). Введите новый текст в окне ввода:Функция Ω, мкВ. Для введения русского текста необходимо в списке шрифтов установитьArial CYR. Для введения греческих букв необходимо нажать кнопкуи в скобках ввести латинский эквивалент. Справа от окна выбора шрифтов стоят традиционные команды редактирования текста.

Читайте также:  Lenovo b590 intel pentium 2020m

Аналогично подпишите ось X, введя текст:Расстояние R, м. Для перехода от русского шрифта к латинскому используйте комбинацию клавиш переключения клавиатуры.

Рис. 5. Окно редактирования подписей

Замечание: Редактирование подписей в окне графика можно провести с помощью кнопок запуска команд верхнего меню. Сделаем это на примере редактирования области поясняющей подписи. Для редактирования выделите эту область и дважды щелкните левой кнопкой мыши на букве. Строка перейдет в режим редактирования и будет состоять из двух частей: (символ рисования) %(1) (символ подписи). Далее введите на место символов подписи введите y = x 2 . Заметим, что в режиме редактирования подписей в верхнем меню команд становится доступной набор кнопок редактирования, включающий выбор шрифта и его размера, тип шрифта, подстрочные и надстрочные символы, греческие буквы. Поэтому, для ввода верхнего индекса необходимо нажать кнопку этого меню команд и набрать 2.

Рассмотрим окно редактирования графика. Для редактирования графика, т.е. изменения его стиля, цвета, символов, необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой на элементе графика (символе или линии). Появится окно редактирования графика (рис. 6). В нем три вкладки для редактирования символа, линии и спадающих линий в трехмерных графиках. Слева область содержания окна графика, где отражены все зависимости. Так как у нас только одна зависимость, то мы имеем таблицу Data1и столбцыA(X), B(Y). Заменим символ на «О». Выберите из меню символов символ «пустой круг». Он отразится в окне. Далее, изменим тип линии. Перейдите на вкладкуLine. Выберите в менюStyleстильDash, а толщину линии замените с 0.5 на 1.5 в окнеWidth. Для введения изменений нажмите кнопкуApplyи выхода из режима редактированияOk. В итоге получим график, изображенный на рис. 7.

Рис. 6. Окно редактирования графика

Рис. 7. ОкноGraph3 после редактирования

В этом пункте рассмотрим кратко способы анализа данных, которые будут использоваться в лабораторных работах. Во-первых, для нашей функции построим набор линейных аппроксимаций точек. Для этого, необходимо все данные разбить на интервалы, которые мы будем аппроксимировать. Пусть первый интервал по Х это первые две точки – 1-2, второй интервал 2-4, а последний интервал с 4-10 мы аппроксимируем с помощью нелинейной функции Гаусса.

Выделим столбец B(Y)таблицы и построим графикScatter(для его построения достаточно нажать кнопку запуска команд нижнего меню).

После появления графика в строке главного меню необходимо выбрать команду Analysis/Fitting (рис. 8а). Для выбора линейной аппроксимации, выберете командуFit Linear/Open Dialog. Откроется окно задания данных на аппроксимацию. В нем необходимо задать входные параметрыInput Data. Можно видеть, что в данный момент у нас имеется только один диапазон значенийRange1, который занимает весь диапазон изменения аргумента, т.е. 1≤X ≥10. Для установления разных интервалов, необходимо нажать кнопку, расположенной на строке параметраInput Data, появится меню выбора команд, в котором выбирается командаAdd Plot(1)*:B (Добавить интервал). Раскроется подменю первого диапазонаRange1и добавится второй диапазонRange2. Для задания наших интервалов аппроксимаций необходимо в раскрывшемся подменю первого диапазонаRange1 выбрать строкуRows, поставив галочку в окне выбора. Появятся строки задания диапазона по Х. В строкеFrom (От)укажем 1 (от первой строки), в строкеTo (До)укажем 2. Аналогично раскройте подменю второго диапазонаRange2, выделитеRows задайте изменение от 2 до 4. В итоге окно задания значений линейных аппроксимаций будет выглядеть, как на рис. 8(в). Нажав кнопкуOk, получим на графике две аппроксимации (рис. 9):Y1=A1+B1*X1;Y2=A2+B2*X2.Замечание: при появлении окна сообщений Do you want to switch to the report sheet? выберите ответ No.

Рис. 8. ОкноOriginдля задания линейной аппроксимации

Рис. 9. ОкноOriginс линейными аппроксимациями

При выполнении аппроксимаций создаются два рабочих листа, содержащих информацию о параметрах функций (FitLinear1)и таблицу данных(FitLinearCurve1). Кроме этого, на графике также появляется окно данных аппроксимации. Его можно удалить, т.к. вся информация содержится вBook1. Открыв рабочий листFitLinear1можно видеть, чтоIntercept(Точка пересечения функции с осьюY) = -2; -8.33333,Slope(Наклон) = 3; 6 и, соответственно,Y1 = -2+3*X1,Y2 = -8.33333+6*X2.

Последний интервал аппроксимируем с помощью нелинейной функции Гаусса. Для этого, выделив окно графика, выберите команду меню Analysis/Fitting/Nonlinear Curve Fit/Open Dialog. Появится окно задания нелинейной аппроксимации. В данном окне необходимо выбрать функциюGaussAmp(см. рис. 10а). После этого, указать область изменения параметраX, перейдя для этого на вкладкуData Selection (Выбор данных)и указав в первом диапазонеRange1строкиRowsот 4 до 10 (рис. 10б).Замечание: используйте прокрутку для отображения строки Rows.После командыFit (Аппроксимировать), получим следующий вид графика (рис. 11).

Далее на графике удалим таблицу данных функции Гаусса и оформим график. Сначала измените тип линий функций аппроксимаций. Для этого необходимо вызвать окно редактирования, щелкнув дважды каждую их кривых. Линию первого интервала установите на тип Dot, толщину линииWidth1.5 и цветBlack(Черный), второй интервал на типDash, толщину линииWidth1.5 и цветBlack(Черный) и последний интервал типSolid, толщину линииWidth1.5 и цветBlack(Черный). Цвет остается одинаковым для того, чтобы при печати все линии оказались одной яркости. И, наконец, внесем подписи к графикам в окно подписей. Откройте его, выделив курсором, и дважды нажав левую кнопку. В области ввода (см. рис. 5) в первой строке введем основную функциюy=x 2 , далее для первой аппроксимации функциюy = -2+3*x, для второй аппроксимацииy = -8.33+6*x(для просмотра параметров функций посмотрите рабочий листFitLinear1). И для последней аппроксимации наберите текст:функция Гаусса (измените шрифт наArialCYRв окне редактирования типа шрифта). В заключение, вычислим коэффициент, определяющий наклон на первом интервале, где функция близка к линейной. Но возьмем этот коэффициент в размерности мкВ/мм. Для этого, выбираем коэффициентB (Slope)первой аппроксимированной функции. Он равен +3. Таким образом наклон Е = 3 мкВ/м в координатах нашего графика. Преобразование его в мкВ/мм заключается в умножении его на 10 -3 . Итого Е = 3*10 -3 мкВ/мм. Внесем эту величину в область графика. Для этого создадим еще одну область подписей с помощью кнопки левого меню. В новом окне введите Е = 0.003 мкВ/мм.

Читайте также:  Как зайти на роутер через telnet

Итоговое окно должно выглядеть как на рис. 12.

Рис. 10. ОкноOriginдля задания условий нелинейной аппроксимации

Рис. 11. ОкноOriginпосле аппроксимаций

Рис. 12. Итоговое окноGraph4после обработки функцииy=x 2

Теперь осталось скопировать его в буфер обмена и вставить в отчет. Для этого откройте файл отчета _0.doc. Файл находится в папкеМиЭЭТ/ . Найдите место для вставки рис.1. Перейдите в окноOrigin, поставьте курсор на свободное место поля графика окнаGraph4(слева от вертикальной оси) и по правой кнопке мыши запустите командуCopy Page. График скопируется в буфер обмена. Перейдите в окноMSWord, поставьте курсор в местоположение графика и по правой кнопке мыши запустите командуPaste. График должен появиться на странице. Скопируйте также соответствующие значения в таблицу 1. Копирование осуществляйте по столбцам.

Замечание: для построения графика нелинейной функции вместо аппроксимации удобно использовать специальную команду Spline (Сплайн) для сглаживания линий, соединяющих соседние точки. Эта команда находится в пункте меню Plot, Line/Spline (рис. 13). По умолчанию команда оставляет разрыв линии графика в местах точек, который можно убрать в окне редактирования линии графика на вкладке Line (рис. 6, 14), сбросив команду Gap to Symbol в меню параметра Line/Symbol Interface. По умолчанию параметр Line/Symbol Interface будет иметь значение Draw Line Behind.

Рис. 14. Окно редактирования графика. ВкладкаLine

Рис. 1.16. Окно, позволяющее задать вид отображаемой функции

Рис. 1.17. Зависимость полезной мощности от сопротивления

Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю., 2007

Соответствующим образом изменить параметры графика и его легенду (рис. 1.18).

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

Рис. 1.18. Зависимость КПД источника от сопротивления

1.3. Сложные графики. Слои

Необходимо изобразить зависимости мощности и КПД от силы тока

Пакет Origin позволяет в пределах одних координатных осей создавать и размещать множество графиков. Для отображения кривой N = N(I)

(рис. 1.19) в таблице выделите колонки E и B, постройте график указанным выше способом, и воспользовавшись формулой (1.8), задайте вид функции

Теперь на этих же осях нужно отобразить кривую полезной мощности N R = N R (I) .

Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю., 2007

Рис.1.19. График зависимости мощности от силы тока

Как известно, для построения графика необходимы по крайней мере три элемента: координатные оси, набор данных (их может быть несколько) и графические метки (легенды). Origin объединяет эти три элемента в одном значительном объекте, называемом слоем. Слои добавляются на график по следующим причинам:

• нужно отобразить один и тот же график, но в разных координатных осях;

• необходимо создать и разместить множество графиков в пределах одного окна;

• требуется вставить график (или фрагмент графика) в пределах этого

Слой является фундаментальным блоком для графиков в Origin. Создавая графики, вы можете устанавливать вплоть до 50 слоев на одной странице, при этом слои могут быть независимыми друг от друга. Выполнение каких-либо действий (построение графика, добавление текста и др.) всегда производится в активном слое, и в данный момент времени может быть активным только один слой. В пакете Origin каждый слой имеет связанную иконку слоя в верхнем левом углу окна графа. Иконка появляется как небольшой серый прямоугольник, содержащий номер слоя. Иконки Слоя сообщают Вам какой слой является активным. Когда слой активен, иконка слоя «вдавлена». Для построения графика полезной мощности на

Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю., 2007

иконке слоя 1 необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши, появится подменю, в котором нужно выбрать пункт Plot Associations (рис.1.20).

Рис.1.20. Добавление нового слоя на график

В появившемся окне Select Columns for Plotting из предлагаемого списка выбрать Data1. Среди перечисленных колонок таблицы следует выбрать лишь те, которые понадобятся для построения кривой, в данном случае это колонки B и D. Роль колонок (B(X), D(Y)) задается в столбце Column (столбец). После этого нажать кнопки Add (добавить) и OK (рис.1.21 а, б).

На графике отобразятся точки. Затем в ранее упомянутом пункте Add Function Graph (добавить функцию) необходимо, воспользовавшись формулой (1.16), задать вид функции

Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю., 2007

Рис.1.21а. В этом окне можно назначить роль каждому столбцу таблицы данных в создаваемом графике

Рис. 1.21б. Новый набор данных создан

Исакова О.П., Тарасевич Ю.Ю., 2007

Появится график зависимости полезной мощности от силы тока (рис.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4

Рис. 10. Ручное заполнение таблицы

Вышеприведенный способ введения данных может быть использован при оформлении практикумов или проведении экспериментальных исследований, выполняемых в отсутствие автоматических систем записи результатов эксперимента.

3.3. Расчет значений ячеек таблицы

Читайте также:  Защита ip67 и ip68 в чем разница

В Origin предусмотрена возможность рассчитывать значения ячеек рабочей таблицы, используя различные математические выражения при выборе команды Column=>Set Column Values (рис. 11). В диалоговом окне вы должны указать диапазон ячеек и расчетную формулу (рис. 12), в которой может быть использовано множество различных функций: abs(), sin(), cos(), ln(), sqrt(), int() и др.

Рис. 12. Диалоговое окно Set Values для введения расчетной формулы

В расчетных выражениях можно пользоваться как арифметическими (+, -, *, /, ^), так и логическими ( , =, ==, &&, ||) операторами. При записи расчетных выражений используются имена колонок и, при необходимости, индексы i их рядов. В случае использования наборов данных из одной и той же таблицы имена соответствующих колонок или их порядковые номера, отсчитываемые от первой левой колонки, записываются в круглых скобках, а индексы – в квадратных.

3.4. Статистика данных

Origin позволяет проводить различного рода статистические вычисления табличных данных. Используя данную функцию, можно узнать среднее, максимальное и минимальное значение, сумму и другое.

Остановимся на статистике по колонкам таблицы. Для начала выделите нужные колонки с данными. Далее выберите Statistics > Descriptive Statistics > Statistics on Columns (рис. 13), после которой появится диалоговое окно Statistics on Columns (рис. 14). Укажите в нем необходимые вам математические операции и нажмите кнопку OK. В итоге вы получите таблицу, содержащую результаты статистических вычислений (рис. 15).

Рис. 13. Команда Statistics > Descriptive Statistics > Statistics on Columns для проведения статистики по колонкам таблицы

Рис. 14. Диалоговое окно Statistics on Columns для статистики по колонкам

Рис. 15. Таблица с результатами статистических вычислений по колонкам

4. Графическое отображение данных

Пакет Origin обладает массой вариантов построения и оформления графиков. В этой главе разберем часть из них подробнее.

Для начала рассмотрим следующий пример. Предположим, что мы изучаем некий физический процесс, который хорошо описывается параболическим законом. Но в результате статистических явлений у нас имеется небольшое отклонение экспериментальных данных от теоретических значений.

Импортируем данные нашего эксперимента в проект одним из ранее описанных способов. В появившейся таблице (рис. 16) первая колонка представляет собой значения некоторой величины X, а во второй, третьей и четвертой колонках приведены распределения величины Y при различных условиях проведения эксперимента.

Рис. 16. Таблица с экспериментальными данными. Первая колонка представляет собой значения некоторой величины X, а во второй, третьей и четвертой колонках приведены распределения величины Y при различных условиях проведения эксперимента

4.1. Построение графиков

Теперь построим соответствующие графики для импортированных экспериментальных данных. Отобразим их по отдельности в разных графических окнах. Для этого воспользуйтесь командой Plot=>Line=>Line (рис. 17) или одной из пиктограмм, представленных на панели инструментов в нижней области экрана (рис. 18). В открывшемся диалоговом окне Plot Setup: Select Data to Create New Plot (рис. 19, а) укажите один из типов отображения графика в списке Plot Type (Line, Symbol, Line + Symbol и т. д.) и определите координатным осям X и Y колонки, соответствующие данным первого эксперимента. Далее повторите процедуру построения графика для второго и третьего эксперимента (рис. 19, б и в) и в результате получите графики, представленные на рисунках 20, а, б и в.

Рис. 18. Пиктограммы 2D-графики

Рис. 20, а, б и в. Графики экспериментальных данных, представленные в виде точек

Для построения сразу нескольких графиков в одном графическом окне (рис. 21) в диалоговом окне Plot Setup: Select Data to Create New Plot задайте координатам X и Y те колонки таблицы, которые необходимо отобразить. В этом случае необязательно выбирать колонки по порядку, т. е. A→X, B→Y, C→X, D→Y и т. д. Возможны случаи, когда, например, данным, откладываемым по оси X, соответствует только одна колонка для всех графиков, а по оси Y – все остальные, тогда порядок выбора колонок может быть следующим: A→X, B→Y, C→Y, D→Y (рис. 22).

Рис. 21. Графики в одном графическом окне

4.2. Оформление графика и редактирование координатных осей

Далее вы можете оформить построенные графики по своему усмотрению.

Начнем с редактирования страницы Page. Она служит местом размещения различных графических элементов: слоев, осей, текста, данных, – и на графике по умолчанию представляется простым белым фоном. Параметры этой страницы (ее цвет и размер) можно настраивать, вызвав диалоговое окно Plot Details (рис. 23) командой Format=>Page.

Рис. 23. Изменение параметров страницы Page

Слой Layer является основным строительным блоком в графике Origin и включает в себя координатные оси X и Y, один или более графиков и связанные с ними текстовые подписи или графические символы. Если вас не устраивает внешний вид слоя, то вы можете ее изменить в диалоговом окне Plot Details (рис. 24) после выбора команды Format=>Layer.

Рис. 24. Изменение внешнего вида слоя Layer

Перейдем к редактированию самого графика. Выберите команду Format=>Plot, чтобы открыть окно редактирования графика. В строке Plot Type в левом нижнем углу диалогового окна вы можете изменить тип отображения график (рис. 25): линия (Line), точки (Scatter), точки, соединенные линией (Line+Symbol), или колонки (Column / Bar). Для каждого типа отображения графика имеется собственный набор настраиваемых параметров. При отображении данных в точечном виде (Scatter) во вкладке Symbol диалогового окна Plot Details можно изменить вид символов, нажав черную треугольную стрелку в строке Preview, а также задать размер символов в строке Size, цвет – в строке Color, и толщину линий – в строке Edge Thickness.

Ссылка на основную публикацию
Как поставить темную тему на яндекс браузер
Многие разработчики программ и сервисов стараются добавлять альтернативное оформление в виде темного интерфейса. Замена белого цвета удобна тем, кто много...
Как пользоваться пультом управления телевизора lg
Стандартный пульт дистанционного управления Вашего ТВ может выглядеть так: 2 ответа к вопросу “Пульт дистанционного управления (описание кнопок)” как найти...
Как пользоваться рут правами на андроиде
Kingo Android Root – это программа для быстрого получения root прав практически на любом устройстве, которое находится под управлением ОС...
Как поставить фото в телеграмме на аватарку
Как в Телеграмме поставить фото на аву (аватар) — ведь трудно недооценить ее значение, картинка в профиле не только формирует...
Adblock detector