GJZ
當前流行的圖形可視化和數(shù)據(jù)分析軟件有Matlab、Mathmatica和Maple等。這些軟件功能強大,可滿足科技工作中的許多需要,但使用這些軟件需要一定的計算機編程知識和矩陣知識,并熟悉其中大量的函數(shù)和命令。而使用Origin就像使用Excel和Word那樣簡單,只需點擊鼠標,選擇菜單命令就可以完成大部分工作,獲得滿意的結(jié)果。
很多同學對于統(tǒng)計直方圖的認識還是比較局限,遇到繪制統(tǒng)計直方圖仍然是直接點擊Column圖標。實際上,點擊此圖標繪制的只是數(shù)據(jù)表中的數(shù)值大小,而不是對數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分布計數(shù)。真正的統(tǒng)計直方圖是Histogram,現(xiàn)在就用一個例子來介紹如何使用Origin軟件正確繪制統(tǒng)計直方圖。
正確繪制統(tǒng)計直方圖
我們在數(shù)據(jù)表中輸入一列統(tǒng)計數(shù)據(jù)(如圖1),我們可以看到,圖中的數(shù)據(jù)表只有一列數(shù)據(jù),我們選取這列數(shù)據(jù)之后,點擊Origin菜單欄上的Statistics(統(tǒng)計)/ Descriptive Statistics,對數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)出現(xiàn)的頻次進行統(tǒng)計計算。在彈出的Statistics\Descriptive Statistics: freqcounts對話框中,我們點擊OK(如圖2)。
在原來的數(shù)據(jù)表中會新添一個名為FreqCounts1的新數(shù)據(jù)表(如圖3),表中的第三列就是對剛才的數(shù)據(jù)進行的統(tǒng)計分布計數(shù),第一列是統(tǒng)計數(shù)據(jù)的中心值。統(tǒng)計直方圖就是根據(jù)這兩列的數(shù)據(jù)繪制的。選中表中的第一和第三列數(shù)據(jù),點擊Column圖標,就可以得到想要的統(tǒng)計直方圖了。
當然,我們也可以用另一個方法繪制統(tǒng)計直方圖,方法是:將Sheet1中的A(X)列設(shè)置成A(Y),選中數(shù)據(jù)后,點擊Origin菜單欄上的Plot/ Statistics / Histogram
對統(tǒng)計直方圖進行數(shù)據(jù)擬合
那么如何對統(tǒng)計直方圖進行數(shù)據(jù)擬合,這要用到剛才經(jīng)過統(tǒng)計頻數(shù)計數(shù)后的表格。選中表中的第三列數(shù)據(jù),然后點擊Origin菜單欄上的Analysis / Peaks and Baseline / Peak Analyzer / Open Dialog。
在彈出的Peak Analyzer對話框中的黑色流程圖列出了詳細擬合步驟,我們可以從下方的Goal(擬合目標)中選取我們需要的操作目標,比如,這里我們選擇最后一個 Fit Peaks (Pro) 擬合峰(只有Origin Professional版才有此功能),點擊之后,我們可以在上方的黑色流程框中看到針對擬合峰的操作流程,其中綠色的方塊顯示的是當前步驟,黃色方塊顯示的是待完成的步驟,紅色方塊代表的是目標。我們選定了Goal的內(nèi)容后,就可以點擊Next 進行下一步操作了(如圖4)。
點擊Next后,就來到Baseline Mode步驟,如流程圖中的綠色方塊顯示,對于我們剛才繪制的統(tǒng)計直方圖而言,它的最小值是0且沒有起伏的情況,所以其基線是一個常數(shù)0,于是我們在Baseline Mode選項中選擇常數(shù)Constant,并自己為常數(shù)賦值為0,然后點擊Next,進入下一步驟。在Baseline Treatment步驟中,我們可以對剛才設(shè)定的基線進行差減以去掉基線,但是對于我們這個例子而言,由于基線是一個為0的常數(shù),所以不需要進行差減。在Find Peaks步驟中,我們勾選Enable Auto Find讓程序自動找峰,并點擊Find按鈕,我們會在Current Number of Peaks后面看到程序自動找到的峰的個數(shù),對于我們這個例子,程序找到了2個峰,于是顯示2。在Fit Peaks步驟中,我們可以看到Peaks后面有Add 和 Modify/Del 兩個按鈕,如果我們需要添加,或者對峰的位置進行“修改/刪除”,就可以分別點擊這兩個按鍵,這里我們不作修改(如圖5)。Weight按鈕可以在擬合時添加權(quán)重,這里我們不需要,不用管它。我們點擊下方的Fit Control按鈕,會彈出對擬合具體參數(shù)的選擇。在新彈出的Peak Fit Parameters對話框中,我們可以看到兩個峰的所有擬合參數(shù),我們點擊紅框位置中的下拉列表,選Gaussion,表示我們的擬合采用Gaussion曲線,然后點擊擬合按鈕和OK。
擬合結(jié)束后,我們會看到一個擬合結(jié)果報告表(如圖6),表格中有兩個擬合的Gaussion峰以及統(tǒng)計直方圖,而在數(shù)據(jù)表中會出現(xiàn)擬合結(jié)果的多個表格,其中FitPeakCurve1表是基線Baseline、兩個擬合的Gaussion峰:FitPeak1 和 FitPeak2,以及兩個擬合的Gaussion峰的包絡(luò)線Cumulative Fit Peak、誤差等等。我們可以直接雙擊它對它進行修飾,也可以點擊Origin菜單欄上的Edit / Copy Page 將它復(fù)制粘貼到Word文檔里。
當然,我們也可以選擇利用擬合的結(jié)果表格中的數(shù)據(jù)自己將擬合的兩個Gaussion峰添加到統(tǒng)計直方圖中。方法是:點擊添加Y軸圖標,Add Right-Y Layer(如圖7)。
添加了Y軸后,我們可以在左上角圖層2標志上點擊鼠標右鍵,在新彈出的菜單中選擇Layer Contents。在彈出的Layer Contents對話框中,找到剛才在FitPeakCurve1表中的Fit Peak 1和Fit Peak 2數(shù)據(jù),然后點擊中間的“—>”將選中的數(shù)據(jù)添加到右側(cè)的繪圖欄中,點擊OK。
新添加的兩個Gaussion峰我們可以看到它們并不與原來的統(tǒng)計直方圖相符,這是由于新添的右側(cè)Y軸的標度與原來的左側(cè)Y軸的標度不統(tǒng)一造成的(如圖8)。為了將兩個擬合的Gaussian峰與統(tǒng)計直方圖用相同的幅度來顯示,我們需要對新圖層的坐標軸與原圖層的坐標統(tǒng)一一下(因為添加Y軸的時候本來就是共用的X軸,主要是統(tǒng)一Y軸的標度)。我們在圖層2的標志上點擊鼠標右鍵,在彈出的菜單列表中選擇Layer Properties圖層屬性。在彈出的Plot Details - Layer Properties對話框中,選擇左側(cè)的RightY圖層,然后在右側(cè)的Link Axes Scales選項卡中,選擇Y Axis Link選項中的 Straight(1 to 1),表示將RightY圖層的Y軸與Layer1中的Y軸標度鏈接,保持一致性。點擊OK之后,兩個擬合的Gaussian峰就與統(tǒng)計直方圖具有相同的幅度了(如圖9)。