《试验设计与数据处理》中复式线图的绘制

牛海丽 胡术刚 张同环

（山东科技大学化工学院 山东青岛 266590）

《试验设计与数据处理》中复式线图的绘制

牛海丽 胡术刚 张同环

（山东科技大学化工学院 山东青岛 266590）

文章针对《试验设计与数据处理》课程教学中存在的用Excel软件绘制复式线图的缺点，介绍了使用Origin 9.64绘制单纵坐标轴多曲线图和双坐标轴复式线图的方法,简单直观，方法可靠。

数据处理；Origin软件；复式线图

《试验设计与数据处理》是学习如何合理设计试验与正确处理试验数据的一门实用性较强的课程。对于试验设计方法的介绍，多数教材大同小异，而在数据处理方面，大多数教材所涉及的Excel软件虽然具有数据处理、曲线拟合功能，但对非线性数据处理、拟合等方面不能提供很多相关信息以及参数，对很多实验数据分析具有局限性。而由Origin Lab公司制作发布的Origin软件在这一问题上能够提供迅速、准确的信息和参数以及图形。经过Origin软件处理的实验数据图形或表格在Word文档可实现自由编辑，十分方便，深受期刊编辑和科研人员欢迎。但《试验设计与数据处理》教材编者因篇幅所限，对软件在数据处理方面的应用基本上是寥寥几笔带过，让学生在实际处理数据应用中无论是对Excel还是Origin的应用都感到很生疏。对于理工科专业学生而言，在校期间会根据专业要求开设不同实验课，在实验过程中必须将所测得的数据加以整理归纳，科学地分析并寻求被研究的变量间的规律。实验数据繁多，一般的处理方法事倍功半，不仅人为带来的误差较大，而且同样的数据由不同实验人员处理的结果不尽相同[1]。因此，选择科学合理的处理数据的方法显得尤为重要。使用Origin软件处理实验数据就能方便、准确和快速，减小实验误差，在数据处理时采用复式线图分析变量之间的关系，更能简洁明了。本文以Origin9.64为例说明该软件在画复式线图方面的应用。

一、单纵坐标多曲线绘制

教材[2]例题1：为了比较微波法和常规法制备的高吸水性树脂的保水性能，测定了两种产品在60℃时的失水率V[ kg水/(kg树脂·h)]，实验数据如表1所示。

表1 不同方法下的失水率

续表：

用Origin 9.64作图步骤如下：

（一）首先看表1，知道有三列数据，所以打开Origin 9.64软件对话框后会出现一个两列的工作表，点击窗口上面按钮，可根据需要添加列数（左单击全选所在列，再右单击此列，选择下拉菜单“Set as”按钮就可根据需要把列设为X轴、Y轴或Z轴），把数据复制到当前工作表1，再点击窗口下方可以画出曲线图1。在Origin软件中双击A、B、C可根据实验内容编辑坐标轴内容或数据线图标或右单击坐标轴编辑坐标轴的起始坐标、刻度间隔、刻度类型和名称等。

（二）在Origin软件里绘制好的图形可以左单击曲线上的任一数据点，再单右击“Gotobook 1”即可回到数据点原来的工作表，当然也可根据需要点击曲线上的任一数据点进行编辑；点击窗口左上方按钮下拉菜单“Copypage”可把图形复制到Word文档，在Word文档中左双击图形可在Origin软件里打开进行编辑，非常方便。图2为完整的输出图形。

图1 未编辑的图形

图2 已编辑的图形

二、双坐标轴复式线图的绘制

（一）双坐标轴（双Y轴）复式线图的绘制。以教材离心泵性能实验数据为例，如表2所示。

表2 离心泵流量（qv）、效率η与扬程He的实验数据[2]

绘制过程如下：

把上述数据复制到Origin 9.64窗口中所示的工作表中，全选该工作表中的数据，再点击窗口下方的左下方双Y轴图形按钮，即可输出双Y轴数据图如图3，右单击各坐标轴根据下拉菜单即可对其根据需要编辑或隐藏数据点和坐标轴，编辑图形，然后在“Etid”下选择“Copy page”把图形复制到文档中，如图4所示。

图3 双Y轴数据工作表

图4 已编辑的双Y轴图形

（二）双坐标轴（双X轴）复式线图的绘制。假设有一组温度变化数据，如表3所示，其中A（X）列数据为温度（℃），B（Y)列数据为温度的某特征数据，借用此表数据来讨论温度在不同的X坐标轴刻度下(摄氏度和华氏度)显示相同的图形绘制过程。

表3双X轴数据[3]

绘制过程如下:

1.双击Origin9.64快捷方式，可见有一个工作表book 1，把数据复制过去，选中B（Y），点击屏幕左下方Scatter按钮，可得Graph1 layer 1；在layer 1图层空白处右单击可看到“New Layer（Axes）”下拉菜单“Top-X（Linked Y Scale and Dimension）”，左击之，即可在顶部添加X轴，如图5 Layer 2所示。

图5 Layer2

2.按住Ctrl键双击Layer 2标签，可打开layer 2的“Plot Details”对话框，按照图6进行设计，点击“OK”，可输出未编辑的图，最后再双击该图坐标轴，可编辑坐标轴刻度大小和起始点、轴标题等内容，编辑完后，可点击“Etid”工具下拉菜单“Copypage”把编辑好的layer 2图层复制到Word文档，在文档中双击该图随时可以Origin软件进行编辑，十分方便。图7为已编辑好的双X轴图。

图6 Layer 2 的PlotDetails 对话框

图7 已编辑的双X轴图

用Origin软件处理数据，分析变量关系，绘图只是其中重要的第一步，而后才是数据之间的关联性分析等。因篇幅所限，用Origin软件绘制复式线图只能简单介绍上述几例，希望能对广大师生在处理实际实验数据方面有所帮助。

[1]谢郢.Origin8.0在过氧化氢分解实验中数据处理的应用[J].河南教育学院学报(自然科学版),2013,22（3）：30-32.

[2]李云雁,胡传荣.试验设计与数据处理（第二版）[M].北京：化学工业出版社,2008:53.

[3]王秀峰,江红涛,程冰,等.数据分析与科学绘图软件ORIGIN详解[M].北京：化学工业出版社,2008：143-145.

[责任编辑 郑丽娟]

G642

A

2095-0438（2017）09-0121-03

2017-04-11

牛海丽（1977-），女，山东菏泽人，山东科技大学化工学院讲师，博士，研究方向：功能材料及氢催化材料的制备。