origin制图软件的发展与应用

《计算机在化学化工中的应用》期末考核作者姓名：赵百添所在学院：材化学院专业与班级：化学08学号：084773036课程名称：计算机在化学化工中的应用课号：262H03E03指导老师：肖通虎完成时间：2011年6月5日Origin制图软件的发展与应用赵百添（宁波大学材化学院，浙江宁波315211）摘要：Origin是由美国OriginLab公司开发的强大的实验数据处理和图表绘制软件。由于其具有界面简单、功能强大、上手容易、兼容性好等优点，能充分满足各种使用者的需要，因此发展迅速，已成为科学家和工程师们必备的工具，被公认为“最快、最灵活、最容易使用的工程绘制软件”。关键字：origin；发展与应用；制图TheDevelopmentandApplicationofMap-makingSoftware——OriginZHAOBai-tian（Schoolofchemistry，NingboUniversity，ZhejiangNingo315211）Abstract:OriginsoftwareisdevelopedbyOriginLabcompanywhichhaspowerfulfunctioninexperimentaldataprocessingandchartdrawing.Itisusingwellanddevelopingfastforitsadvantage,suchassimpleinterface;powerfulfunction;easytouse;goodcompatibilityandsoon.Ithasbeenanecessarytooltoscientistsandengineers.Alsoitiswell-knownasthefastest,themostflexible,theeasiestmap-makingsoftware.Keywords：Origin;developmentandapplication;map-making1引言Origin是有美国OriginLab公司（其前身是Microcal公司）开发的具有强大的数据分析处理和图表制作功能的软件。该软件具有界面简单、功能强大、上手容易、兼容性好等优点。因此，自开发以来，经过短短的几年，就得到了迅速的发展，自推出Origin1.0版本以来，目前已经推至Origin8.1版本。由于其巨大的优点能充分满足使用者的需要，已成为科研人员和工程师们常用的高级数据分析和图表制作工具。本文着重对Origin软件的发展历程以及在化学化工中的应用做一些简要的介绍。2Origin制图软件的发展与应用2.1Origin的产生背景自从人类社会文明产生以来，图形与语言、文字一样，是人们认识自然、表达观点和交流思想的基本工具。尤其是图学，得到了不断的发展和完善，并且广泛应用于生产实践。在现代工业生产中,化工、机械或建筑都是根据图样进行制造和施工的。因此，图样成为交流传递技术信息、思想的媒介和工具，是工程界通用的技术语言。而好的绘图软件可以为绘图工作者提供很多方便，应社会生产发展的需要，美国OriginLab公司开发出具有界面简单、功能强大、上手容易、兼容性好等优点的强大的数据分析处理和图表制作功能的软件——Origin。2.2Origin的发展历程Origin最初是一个专门为微型热量计设计的软件工具，是由MicroCal公司开发的，主要用来将仪器采集到的数据作图,进行线性拟合以及各种参数计算。1992年，Microcal软件公司正式公开发布Origin，公司后来改名为OriginLab。近几年来，Origin的版本发布情况如下：时间版本2008.10Origin8SR42007.10Origin82006.1Origin7.5SR62003.10Origin7.52002.2Origin7.02000.9Origin6.11999.6Origin6.01997.8Origin5.0…………2.3Origin软件特点Origin软件与其他的软件一样，为了适应应用的需求，经历了不断的更新的过程，软件的容量不断增大，功能不断强大，兼容性不断优化。当前流行的图形可视化和数据分析软件有Matlab，Mathmatica和Maple等。这些软件功能及其强大，可满足大部分科技工作的需要，可是使用这些软件需要一定的计算机编程知识和矩阵知识，并熟悉其中大量的函数和命令。而Origin就跟使用Excel和Word一样简单，只需点击鼠标，选择菜单命令就可以获得满意的结果。Origin也是个多文档界面应用程序。它将所有工作都保存在Project(*.OPJ)文件中。该文件可以包含多个子窗口，各子窗口之间是相互关联的，可以实现数据的即时更新。子窗口可以随Project文件一起存盘，也可以单独存盘，以便其他程序调用。2.4Origin软件功能简介Origin具有两大主要功能：数据分析和绘图。Origin的数据分析主要包括统计、信号处理、图像处理、峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后，进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制模板。绘图时,只要选择所需要的模板就行。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接。其中在化学化工专业主要有一下功能：①将实验数据自动画成在二维坐标中的图形，有利于对实验趋势的判断；②在同一幅图中可以画出多条实验曲线，有利于对不同的实验数据进行对比研究；③不同的实验曲线可以选择不同的线型，并且可将试验点用不同的符号表示；④可对坐标轴名称进行命名，并可进行字体大小及其型号的选择；⑤可将实验数据进行各种不同的回归计算，自动打印出回归方程及其各种偏差；⑥可将生成的图形用多种方式保存，以便在其他文件中使用；⑦可使用多个坐标轴，并可对坐标轴位置、大小进行自由选择；⑧可将各种模拟程序计算得到的数据以一定的格式保存后直接导入Origin，绘制曲线；⑨几乎可以绘制所有化学化工各种教科书中出现的数据图表。所以，Origin是一个功能非常强大，非常适用于化工实验数据处理分析，回归曲线拟合以及化工图表绘制的软件。2.5Origin在化学化工作的应用举例⑴单纵坐标多曲线绘图荧光分析是研究具有内源荧光的生物大分子与配体小分子相互作用常见的有效手段之一。将一组荧光分析的光谱数据导人到Origin的工作表中，选择要统计的各列数据，单击右键统计各列命令，便可得到各列具有22个分项指标的统计结果，操作非常方便。所得图形如图1所示：⑵多纵坐标绘图（多图层绘制）在离心泵性能的测试实验中，会涉及到扬程、功率、效率与流量的对应关系，需要建立3个y轴，将3条曲线同时反映在同一张图上。具体操作如下：①将离心泵实验数据复制到Origin的数据表格中；②绘制以流量为横坐标，以压头和管路阻力为纵坐标的第一图层，绘制方法和多线图绘制相同；③点击“Graph”菜单，在其下拉式菜单中选择“NewLayer”，再选择“RightY”；④在第二图层，按照绘制多线图的第二种方法，将流量选为横坐标，将效率选为纵坐标；⑤重复第（3）步，再建立一个第三图层，并在第三图层上重复第（4），将流量选为横坐标，将功率选为纵坐标；⑥第三图层激活的状态下，将鼠标移至右边的纵坐标的数字“2”处，双击，弹出一个对话框，点击“Title＆Format”，设置坐标轴位置为“20”，点击“确定”，根据得到的图进一步对坐标名称、单位、坐标范围等合理设置，得最后效果图，见图2⑶对流传热准数关联式的拟合对流传热的核心问题是求算传热膜系数，通过量纲分析可知，当流体无相变时，强制湍流流动的对流传热准数关联式为：式中Nu为努塞尔数；Re为雷诺数；Pr为普朗特数。实验所用介质为蒸气空气，在恒定蒸气压力条件下，测定了空气被加热时的传热膜系数，为简化实验，依据经验值取n=0．4。这样，上式即变为单变量方程，两边取对数，得到直线方程为：在双对数坐标系中，以关系绘图，其实验点分布如图3所示，可选用线性拟合对数据进一步处理，拟合所得直线的斜率为0．78，截距为一1．675，相关系数R=0．9978，拟合效果较好，并将拟合结果转化为对流传热准数关联式：由本例可见，化工过程的经验公式和模型通过量纲分析后，通常表示为无量纲的数群或准数关联式，其系数或常数的确定大多由实验测定。若测得变量间的关系不是线性的，而符合某种特定曲线形式，如：幂函数、对数函数、双曲线函数或s函数等，可借助变量替换或坐标变换的方法进行线性化，以简化求解过程。2.6Origin软件的发展趋势由于Origin软件，容易入手，操作方便，功能强大，是化学化工绘图首选的实用性软件，其必将会得到进一步的完善，与更多的软件兼容，不但扩增其应用范围，在各个领域内都能展示它的特色。3结语化工原理实验数据处理及拟合的数据量大、计算过程复杂，Origin软件可以方便、准确地对其进行处理，取得良好的应用效果，有效地提高学生的综合应用能力和科学研究素养。所以，每一个化学化工工作者务必要掌握Origin的基本使用方法，从而减少很多工作量。参考文献[1]方立国.计算机在化学化工中的应用[M].化学工业出版社.2010年12月[2]付家新.Origin在化学化工实验数据处理中的应用[J].长江大学学报：理工卷.2010年1期[3]王宇;胡赟;曹伸义;杨祖荣.Origin软件在化工原理实验数据拟合中的应用[J].实验技术与管理.2010年27卷1期[4]王千文.基于Origin软件的图形曲线数字化和数据处理[J].琼州学院学报.2010年5期[5]刘硕;崔正伟;李晓.浅谈Origin在化工基础实验中的应用[J].化学工程与装备.2010年10期[6]王小华;曾翠连;刘志雄;高峰;强静.Origin处理化工原理实验数据[J].化学工程与装备.2009年7期[7]胡建军;孔建华.Origin7．5在软土地基增长曲线沉降计算模型中的拟合实现[J].中国新技术新产品.2009年18期[8]陈虹锦，张卫.Origin在求解化学模型参数中的应用[J].2004,23(11)