origin制圖軟件的發(fā)展與應(yīng)用

1、計算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用期末考核 作者姓名： 趙百添 所在學(xué)院： 材化學(xué)院 專業(yè)與班級： 化學(xué) 08 學(xué) 號： 084773036 課程名稱：計算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用課 號： 262H03E03 指導(dǎo)老師： 肖通虎 完成時間： 2011 年 6 月 5 日Origin制圖軟件的發(fā)展與應(yīng)用趙百添 （寧波大學(xué) 材化學(xué)院，浙江 寧波 315211）摘要：Origin是由美國OriginLab公司開發(fā)的強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和圖表繪制軟件。由于其具有界面簡單、功能強(qiáng)大、上手容易、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，能充分滿足各種使用者的需要，因此發(fā)展迅速，已成為科學(xué)家和工程師們必備的工具，被公認(rèn)為“最快、最靈活、最容易使用的

2、工程繪制軟件”。關(guān)鍵字：origin；發(fā)展與應(yīng)用；制圖 The Development and Application of Map-making SoftwareOriginZHAO Bai-tian（School of chemistry，Ningbo University，Zhejiang Ningo 315211）Abstract: Origin software is developed by OriginLab company which has powerful function in experimental data processing and chart drawing.

3、 It is using well and developing fast for its advantage, such as simple interface; powerful function; easy to use; good compatibility and so on. It has been a necessary tool to scientists and engineers. Also it is well-known as the fastest, the most flexible, the easiest map-making software.Key word

4、s：Origin; development and application; map-making1 引言O(shè)rigin是有美國OriginLab公司（其前身是Microcal公司）開發(fā)的具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理和圖表制作功能的軟件。該軟件具有界面簡單、功能強(qiáng)大、上手容易、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。因此，自開發(fā)以來，經(jīng)過短短的幾年，就得到了迅速的發(fā)展，自推出Origin1.0版本以來，目前已經(jīng)推至Origin8.1版本。由于其巨大的優(yōu)點(diǎn)能充分滿足使用者的需要，已成為科研人員和工程師們常用的高級數(shù)據(jù)分析和圖表制作工具。本文著重對Origin軟件的發(fā)展歷程以及在化學(xué)化工中的應(yīng)用做一些簡要的介紹。2 Origin

5、制圖軟件的發(fā)展與應(yīng)用2.1 Origin的產(chǎn)生背景自從人類社會文明產(chǎn)生以來，圖形與語言、文字一樣，是人們認(rèn)識自然、表達(dá)觀點(diǎn)和交流思想的基本工具。尤其是圖學(xué)，得到了不斷的發(fā)展和完善，并且廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中, 化工、機(jī)械或建筑都是根據(jù)圖樣進(jìn)行制造和施工的。因此，圖樣成為交流傳遞技術(shù)信息、思想的媒介和工具，是工程界通用的技術(shù)語言。而好的繪圖軟件可以為繪圖工作者提供很多方便，應(yīng)社會生產(chǎn)發(fā)展的需要，美國OriginLab公司開發(fā)出具有界面簡單、功能強(qiáng)大、上手容易、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理和圖表制作功能的軟件Origin。2.2 Origin的發(fā)展歷程Origin最初是一個專門

6、為微型熱量計設(shè)計的軟件工具，是由MicroCal公司開發(fā)的，主要用來將儀器采集到的數(shù)據(jù)作圖, 進(jìn)行線性擬合以及各種參數(shù)計算。1992年，Microcal軟件公司正式公開發(fā)布Origin，公司后來改名為OriginLab。近幾年來，Origin的版本發(fā)布情況如下：時間版本2008.10Origin 8 SR42007.10Origin 82006.1Origin 7.5 SR62003.10Origin 7.52002.2Origin 7.02000.9Origin 6.11999.6Origin 6.01997.8Origin 5.02.3 Origin軟件特點(diǎn)Origin軟件與其他的軟件一樣

7、，為了適應(yīng)應(yīng)用的需求，經(jīng)歷了不斷的更新的過程，軟件的容量不斷增大，功能不斷強(qiáng)大，兼容性不斷優(yōu)化。當(dāng)前流行的圖形可視化和數(shù)據(jù)分析軟件有Matlab，Mathmatica和Maple等。這些軟件功能及其強(qiáng)大，可滿足大部分科技工作的需要，可是使用這些軟件需要一定的計算機(jī)編程知識和矩陣知識，并熟悉其中大量的函數(shù)和命令。而Origin就跟使用Excel和Word一樣簡單，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，選擇菜單命令就可以獲得滿意的結(jié)果。Origin也是個多文檔界面應(yīng)用程序。它將所有工作都保存在Project(*.OPJ)文件中。該文件可以包含多個子窗口，各子窗口之間是相互關(guān)聯(lián)的，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時更新。子窗口可以隨Pro

8、ject文件一起存盤，也可以單獨(dú)存盤，以便其他程序調(diào)用。2.4 Origin軟件功能簡介Origin具有兩大主要功能：數(shù)據(jù)分析和繪圖。Origin的數(shù)據(jù)分析主要包括統(tǒng)計、信號處理、圖像處理、峰值分析和曲線擬合等各種完善的數(shù)學(xué)分析功能。準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，只需選擇所要分析的數(shù)據(jù)，然后再選擇相應(yīng)的菜單命令即可。Origin的繪圖是基于模板的，Origin本身提供了幾十種二維和三維繪圖模板而且允許用戶自己定制模板。繪圖時,只要選擇所需要的模板就行。用戶可以自定義數(shù)學(xué)函數(shù)、圖形樣式和繪圖模板；可以和各種數(shù)據(jù)庫軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接。其中在化學(xué)化工專業(yè)主要有一下功能： 將實(shí)驗(yàn)

9、數(shù)據(jù)自動畫成在二維坐標(biāo)中的圖形，有利于對實(shí)驗(yàn)趨勢的判斷； 在同一幅圖中可以畫出多條實(shí)驗(yàn)曲線，有利于對不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比研究； 不同的實(shí)驗(yàn)曲線可以選擇不同的線型，并且可將試驗(yàn)點(diǎn)用不同的符號表示； 可對坐標(biāo)軸名稱進(jìn)行命名，并可進(jìn)行字體大小及其型號的選擇； 可將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種不同的回歸計算，自動打印出回歸方程及其各種偏差； 可將生成的圖形用多種方式保存，以便在其他文件中使用； 可使用多個坐標(biāo)軸，并可對坐標(biāo)軸位置、大小進(jìn)行自由選擇； 可將各種模擬程序計算得到的數(shù)據(jù)以一定的格式保存后直接導(dǎo)入Origin，繪制曲線； 幾乎可以繪制所有化學(xué)化工各種教科書中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)圖表。所以，Origin是一個功能非

10、常強(qiáng)大，非常適用于化工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析，回歸曲線擬合以及化工圖表繪制的軟件。2.5 Origin在化學(xué)化工作的應(yīng)用舉例單縱坐標(biāo)多曲線繪圖熒光分析是研究具有內(nèi)源熒光的生物大分子與配體小分子相互作用常見的有效手段之一。將一組熒光分析的光譜數(shù)據(jù)導(dǎo)人到Origin的工作表中，選擇要統(tǒng)計的各列數(shù)據(jù)，單擊右鍵統(tǒng)計各列命令，便可得到各列具有22個分項(xiàng)指標(biāo)的統(tǒng)計結(jié)果，操作非常方便。所得圖形如圖1所示：多縱坐標(biāo)繪圖 （多圖層繪制）在離心泵性能的測試實(shí)驗(yàn)中，會涉及到揚(yáng)程、功率、效率與流量的對應(yīng)關(guān)系，需要建立3個y軸，將3條曲線同時反映在同一張圖上。具體操作如下： 將離心泵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)復(fù)制到Origin的數(shù)據(jù)表格中；

11、繪制以流量為橫坐標(biāo)，以壓頭和管路阻力為縱坐標(biāo)的第一圖層，繪制方法和多線圖繪制相同； 點(diǎn)擊“Graph”菜單，在其下拉式菜單中選擇“New Layer”，再選擇“Right Y”； 在第二圖層，按照繪制多線圖的第二種方法，將流量選為橫坐標(biāo)，將效率選為縱坐標(biāo)； 重復(fù)第（3）步，再建立一個第三圖層，并在第三圖層上重復(fù)第（4），將流量選為橫坐標(biāo)，將功率選為縱坐標(biāo)； 第三圖層激活的狀態(tài)下，將鼠標(biāo)移至右邊的縱坐標(biāo)的數(shù)字“2”處，雙擊，彈出一個對話框，點(diǎn)擊“Title Format”，設(shè)置坐標(biāo)軸位置為“20”，點(diǎn)擊“確定”，根據(jù)得到的圖進(jìn)一步對坐標(biāo)名稱、單位、坐標(biāo)范圍等合理設(shè)置，得最后效果圖，見圖2對流傳熱

12、準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的擬合對流傳熱的核心問題是求算傳熱膜系數(shù)，通過量綱分析可知，當(dāng)流體無相變時，強(qiáng)制湍流流動的對流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式為：式中Nu為努塞爾數(shù)；Re為雷諾數(shù)；Pr為普朗特數(shù)。實(shí)驗(yàn)所用介質(zhì)為蒸氣空氣，在恒定蒸氣壓力條件下，測定了空氣被加熱時的傳熱膜系數(shù)，為簡化實(shí)驗(yàn)，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取n=04。這樣，上式即變?yōu)閱巫兞糠匠?，兩邊取對?shù)，得到直線方程為：在雙對數(shù)坐標(biāo)系中，以關(guān)系繪圖，其實(shí)驗(yàn)點(diǎn)分布如圖3所示，可選用線性擬合對數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，擬合所得直線的斜率為078，截距為一1675，相關(guān)系數(shù)R=09978，擬合效果較好，并將擬合結(jié)果轉(zhuǎn)化為對流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式：由本例可見，化工過程的經(jīng)驗(yàn)公式和模型通過量綱分析后，

13、通常表示為無量綱的數(shù)群或準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式，其系數(shù)或常數(shù)的確定大多由實(shí)驗(yàn)測定。若測得變量間的關(guān)系不是線性的，而符合某種特定曲線形式，如：冪函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、雙曲線函數(shù)或s函數(shù)等，可借助變量替換或坐標(biāo)變換的方法進(jìn)行線性化，以簡化求解過程。2.6 Origin軟件的發(fā)展趨勢 由于Origin軟件，容易入手，操作方便，功能強(qiáng)大，是化學(xué)化工繪圖首選的實(shí)用性軟件，其必將會得到進(jìn)一步的完善，與更多的軟件兼容，不但擴(kuò)增其應(yīng)用范圍，在各個領(lǐng)域內(nèi)都能展示它的特色。3 結(jié)語化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及擬合的數(shù)據(jù)量大、計算過程復(fù)雜，Origin軟件可以方便、準(zhǔn)確地對其進(jìn)行處理，取得良好的應(yīng)用效果，有效地提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和科學(xué)研究素養(yǎng)。所以，每一個化學(xué)化工工作者務(wù)必要掌握Origin的基本使用方法，從而減少很多工作量。參考文獻(xiàn)1方立國. 計算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用M. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2010年12月2 付家新. Origin在化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用J. 長江大學(xué)學(xué)報：理工卷. 2010年 1期3 王宇;胡赟;曹伸義;楊祖榮. Origin軟件在化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合中的應(yīng)用J. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2010年 27卷 1期4 王千文. 基于Origin軟件的圖形曲線數(shù)字化和數(shù)據(jù)處理J. 瓊州學(xué)院學(xué)報. 2010年