Origin軟件在實驗數據及圖形處理中的應用

邢琳 楊威 余林坡 張春燕

(中原工學院理學院 物理實驗中心，河南 鄭州 450007)

0 引言

Origin軟件是美國OriginLab公司推出的數據分析和科技作圖軟件，其功能強大、操作簡便、易學易用，不僅適合于一般的作圖需求，而且能夠滿足復雜的數據分析、圖形處理、函數擬合等，是科學研究的必備軟件之一，因此深受科技工作者的歡迎。

但是筆者近年來通過帶理工科的大學生參與科研項目的研究時發現，如此重要及實用的Origin軟件而理工科的大學生們竟然沒有聽說過，以至于他們在參與教師的科研項目時，不會利用此軟件進行數據的分析和圖形的處理。基于此，本文根據研究中常見的圖形處理要求，實例闡述了Origin 8畫圖軟件在數據比較和曲線擬合中的典型運用。

1 實例分析

1.1 數據比較

數據比較是實驗中常用的方法，有時候將多個數據放在同一個坐標軸中進行比較，有時候需要將不同的數據分別畫圖并放在同一圖中進行比較。如果將待比較的數據以圖形的形式直觀、形象、清晰的呈現出來，需要以下操作：（1）導入數據。首先打開Origin 8軟件，然后單擊標準工具欄中的第3個按鈕Import Multiple ASCII，在出現的對話框中選中需要比較的多個數據文件依次單擊 “Add Files”添加（如果發現剛添加的數據需要刪除的話則直接選中不需要的文件單擊“Remove Files”刪除即可），之后單擊OK鍵進入參數設置頁面，這里大部分選項保留默認值即可，但數據需要比較時，通常在“Import Mode”對應的下拉菜單中選擇“Start New Columns”，最后單擊OK鍵就可以導入數據。（2）畫圖。首先需要將導入的數據確定列屬性（X、Y、Z屬性）。方法是選中某列，右鍵單擊該列，在“Set As”對應的下拉菜單中選擇相應的列屬性。之后開始作圖。如果將多個數據放在同一坐標軸中進行比較，那么首先需要選中要操作的列，然后點擊2D Graphs中的這些按鈕進行相應的二維圖形操作，如圖1。如果將不同的數據分別畫圖并放在同一圖中進行比較，則直接點擊2D Graphs中的按鈕就可以作出相應的圖形，如圖2和圖3。

圖1 多個數據放在同一坐標軸中的比較圖

圖2 水平放置的兩個圖

圖3 雙Y坐標軸圖

1.2 曲線擬合

曲線擬合是數據分析中常用且非常重要的一種分析方法。Origin軟件為曲線擬合提供了非常強大的功能，支持大量的函數模塊，甚至可以自定義函數擬合。

1.2.1 線性擬合

在線性擬合中，首先打開Origin 8軟件導入要進行分析的數據，然后選中要分析的各列數據生成散點圖，再依次通過Analysis→Fitting→Fit Linear打開Linear Fit對話框，設置相關參數后，單擊OK鍵就可以生成線性擬合曲線和相應的分析報表，最后根據報表數據進行相關的計算，如圖4所示。

1.2.2 非線性擬合

除線性擬合外，大部分實驗數據都不能處理成直線關系，這就需要使用非線性函數進行擬合。非線性擬合有多種擬合方式，在擬合時都是通過Nonlinear Fitting（NLFit）對話框進行設置最后生成擬合結果，他們的區別只是擬合函數不同。下面以指數擬合為例，首先在Origin 8軟件中導入數據生成散點圖，然后依次選擇Analysis→Fitting→Nonlinear Curve Fit打開NLFit對話框，在Category對應的下拉菜單中選擇函數種類（如e指數），再在Function對應的下拉菜單中選擇一個合適的擬合函數，單擊Fit即可生成擬合曲線和相應的分析報表，如圖5所示。

圖4 多數據線性擬合圖

圖5 非線性擬合圖

1.2.3 多峰值擬合

在實驗中，有時候樣品會產生多個峰，當這些峰疊加在一起時，便會形成一個包絡線，因此需要采用多峰值擬合把這些重疊的峰分離開來。首先在Origin 8軟件中導入數據生成曲線圖，再依次選擇Analysis→Fitting→Fit Multi-peak打開Fitting:Fit peaks對話框，設置Peak Type（如 Guassian）、Number of Peaks（如 2）、輸入輸出參數后單擊OK鍵，然后在曲線圖上尋找指定數目的峰值雙擊，多峰值擬合結果即可擬合出來，如圖6所示。

圖6 多峰值擬合圖

2 結語

本文實例闡述了Origin 8軟件能簡便快捷進行數據處理和繪出直觀精美的圖形，展現了Origin 8軟件操作的簡易性和功能的全面性。因此只要方法選擇適當，就可以用Origin超強的功能完成其它不同類型的實驗數據分析和圖形處理。

［1］肖信.Origin 8.0實用教程：科技作圖與數據分析[M].北京:中國電力出版社,2009.

［2］方安平,葉衛平，等.Origin 8.0實用指南[M].北京:機械工業出版社,2009.