第四部分-绘图软件.ppt

四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 1 88 科学绘图软件 Origin化工设备装配图 AutoCADInternet上的化学化工信息ChemwindowVISIOChemCAD 主要内容Origin软件应用 Viso软件应用 Chemwindow的应用 ChemOffice的应用等常用化学化工软件的应用 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 2 88 科学绘图软件 Origin 1实验数据的数据处理方法 采用如图所示的实验装置 对文氏流量进行标定 实验所得的数据表示方法通常有 列表法 图示法 回归法 列表法 通过实验测定并计算得流量与文氏流量计压差计读数的数据 概述 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 3 88 科学绘图软件 Origin 图示法 采用图形来表示文氏流量计压差计的读数与流量之间的关系 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 4 88 科学绘图软件 Origin 回归法 采用适当的数学模型 利用最小二乘法的原理将实验数据进行回归 用数学方程来表示实验结果 式中Vs m3 s R mmHg 回归式的相关系数为 0 98708 实验数据表示方法的比较 列表法适用于数据量小的 能在一定程度上反映实验数据的变化趋势 图示法能直管形象的描述实验数据的变化情况 但通过查图进行计算的误差教大 回归法 能准确表述实验结果 且实验结果便于使用 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 5 88 科学绘图软件 Origin 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 6 88 科学绘图软件 Origin Excel的优点 1 属于Office的一部分 与word的兼容性好 2 作图步骤简单 缺点 1 进行数据分析的功能比较弱 2 不能绘都层图形 在同一张上绘制不同标度的曲线 3 不适合绘制数据量的情况 4 对曲线的拟和功能弱 只能拟和简单形式的曲线 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 7 88 科学绘图软件 Origin Origin是美国Microcal公司出的数据分析和绘图软件 现在的最高版本为7 0 两大类功能 数据分析和绘图 数据分析包括数据的排序 调整 计算 统计 频谱变换 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 然后再选择响应的菜单命令就可 Origin的绘图是基于膜板的 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 只要选择所需要的膜版就行 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 可以用C等高级语言编写数据分析程序 还可以用内置的LabTalk语言编程等 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 8 88 科学绘图软件 Origin Origin软件的准备 Origin是MicrocalSoftware公司推出的一个功能强大的数据分析 科学绘图软件 作为Windows应用程序 具备了Windows所提供的诸多方便直观的特点 尤其适用于那些经常进行大量数据处理及科学绘图的人员使用 现流行的版本为5 0 6 0 运行Origin中的setup exe进行安装 数据准备 实验的原始数据经过计算处理 将需要用图示表示的实验结果数据以自变量 因变量 因变量 为列保存 dat txt xls等形式 当数据量不大时 也可以将需要用图示表示的实验结果数据直接在Origin中的worksheet或Matrix中输入 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 9 88 科学绘图软件 Origin Origin简介1Origin6 1的界面 从开始按钮 程序 Origin6 1 Origin6 1图标启动 界面组成 菜单 工具栏 绘图区 项目管理器 状态栏等组成 菜单栏 当前窗口为工作表窗口 绘图窗口 矩阵窗口时 主菜单和各子菜单的内容并不完全相同 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 10 88 科学绘图软件 Origin Origin基础知识 工作环境综述 类似Office的多文档界面 主要包括以下几个部分 1 菜单栏顶部一般可以实现大部分功能 2 工具栏菜单栏下面一般最常用的功能都可以通过此实现 3 绘图区中部所有工作表 绘图子窗口等都在此 4 项目管理器下部类似资源管理器 可以方便切换各个窗口等 5 状态栏底部标出当前的工作内容以及鼠标指到某些菜单按钮时的说明 菜单栏 菜单栏的结构取决于当前的活动窗口工作表菜单 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 11 88 科学绘图软件 Origin File 文件功能操作打开文件 输入输出数据图形等 Edit 编辑功能操作包括数据和图像的编辑等 比如复制粘贴清除等 特别注意undo功能 View 视图功能操作控制屏幕显示 Plot 绘图功能 二维绘图 直线 描点 直线加符号 特殊线 符号 条形图 柱形图 特殊条形图 柱形图和饼图 三维绘图 气泡 彩色映射图 统计图和图形版面布局 特种绘图 面积图 极坐标图和向量 膜板 把选中的工作表数据到如绘图模板 Column 列功能操作比如设置列的属性 增加删除列等 Graph 图形功能操作主要功能包括增加误差栏 函数图 缩放坐标轴 交换X Y轴等 绘图菜单 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 12 88 科学绘图软件 Origin Data 数据功能操作 Analysis 分析功能操作 Tools 工具功能操作 Format 格式功能操作 Window 窗口功能操作控制窗口显示 Help 帮助 基本操作 作图的一般需要一个项目Project来完成 File New 保存项目的缺省后缀为 OPJ 自动备份功能 Tools Option Open Close选项卡 BackupProjectBeforeSaving 添加项目 File Append 刷新子窗口 如果修改了工作表或者绘图子窗口的内容 一般会自动刷新 如果没有请Window Refresh 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 13 88 科学绘图软件 Origin 简单二维图 输入数据数据输入方式有三种 1 直接在Workskeet中输入 使用数据不大的情况 2 以file菜单下的InportASCII输入 dat txt 3 将excel文件打开作为worksheet 绘制简单二维图按住鼠标左键拖动选定这两列数据 用下图最下面一排按钮就可以绘制简单的图形 设置列属性双击A列或者点右键选则Properties 这里可以设置一些列的属性 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 14 88 科学绘图软件 Origin 数据浏览DataDisplay 动态显示所选数据点或屏幕点的XY坐标值 DataSelector 选择一段数据曲线 作出标志一是鼠标 而是利用Ctrl Ctrl Shift与左右箭头的组合 DataReader 读取数据曲线上的选定点的XY值 ScreenReader 读取绘图窗口内选定点的XY值 Enlarger局部放大曲线Zoom 缩放 定制图形 定制数据曲线用鼠标双击图线掉出下面窗口 选择图形中数据点符号及大小 线型 线宽 颜色及连接方式 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 15 88 科学绘图软件 Origin 定制坐标轴 双击坐标轴得到 坐标轴的编辑对话框 编辑坐标轴的数值范围 分度 色彩等 添加文本说明 用左侧按纽T 如果想移动位置 可以用鼠标拖动 注意特殊字符的添加 添加日期和时间标记 Graph工具栏上的 特殊设置 利用左侧的菜单可以作出很多特殊要求的图像 比如两点线段图三点线段图等 水平 垂直 阶梯图 样条曲线图 垂线图等 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 16 88 科学绘图软件 Origin 数据管理 导入数据文件主要利用Import输入文件中的数据 也支持直接数据粘贴等 变换数列在前面的基础上 增加一列 这不需要另算数据而利用Origin本身就可以做到 请看下面做法 在数据表上点右键选择AddNewColumn 对准A Y 列点右键选择SetColumnValues 并设置下面输入框中相应函数 点击OK得到 双击刚建立的列或者点右键选则Properties 这里可以设置一些列的属性 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 17 88 科学绘图软件 Origin 数据排序Origin可以做到单列 多列甚至整个工作表数据排序 从 Analysis 命令为 sort 排序方式有升序 降序 频率记数FrequencyCount统计一个数列或其中一段中数据出现的频率 做法对准某一列或者选定的一段点右键FrequencyCount BinCtr数据区间的中心值 Count落入该区间的数据个数 即频率计数值 BinEnd数据区间右边界值 Sum频率计数值的累计和 规格化数据选择某一列 右键 Normalize 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 18 88 科学绘图软件 Origin 选择数据范围作图如果想跳到某一行可以用View GoToRaw 这里如果发现你设定的行之前的都没了 这仅仅是没显示出来而不失删除了 想要看到的话 Edit ResetToFullRange 找到你想要的开始行 点右键 SetAsBegin 同理设定结束行 然后作图 屏蔽曲线中的数据点Mask工具栏默认不显示 可以从View Toolbars设置出来 这样可以用设置屏蔽区间或者点的颜色等 曲线拟合即用各种曲线拟合数据 在Analysis菜单里 常用的有线性拟合 多项式拟合等 还可以利用Analysis Non LinearCurveFit里的两个选项做一些特殊的拟和 默认为整条曲线拟合 但可以设置为部分拟和 和mask配合使用会得到很好的效果 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 19 88 科学绘图软件 Origin 绘制多层图形图层是Origin中的一个很重要的概念 一个绘图窗口中可以有多个图层 从而可以方便的创建和管理多个曲线或图形对象 打开项目文件例子为 Tutorial Tutorial 3 opj Origin的多层图形模板Origin自带了几个多图层膜板 这些模板允许你能够在取得数据以后 只需单击 2DGraphsExtended 工具栏上相应的命令按钮 就可以在一个绘图窗口把数据绘制为多层图 在项目 Tutorial Tutorial 3 opj中四个绘图窗口即为四个图形模板 它们分别为双Y轴 DoubleYAxis 水平双屏 Horizontal2Panel 垂直双屏 Vertical2Panel 和四屏 4Panel 图形模板 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 20 88 科学绘图软件 Origin 在工作表中指定多个X列 创建多层图形Origun允许用户自己定制图形模板 如果你已经创建了一个绘图窗口 并将它存为膜板 以后就可以直接基于此模板绘图 而不必每次都一步步创建并定制同样的绘图窗口 i 创建双层图步骤 1 激活 Layers 的工作表窗口 2 单击 sinx 列的标题栏 使其高亮 表示该列被选中 3 作出单层图 4 在激活Layer窗口的前题下 Tools Layer 如下图 这个工具包含两类 Add图层和Arrange图层 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 21 88 科学绘图软件 Origin ii 关联坐标轴Origin可以在各图层之间的坐标轴建立关联 如果改变某一图层的坐标轴比例 那么其它图层的也相应改变 做法双击 Layer上的2图标 在调出的Layer对话框中点LayerProperties 然后选择LinkAxesScales 存为模板File SaveTemplateAs 以后就可以用此模版 调用模板用此上的最后一个 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 22 88 科学绘图软件 Origin 非线性拟合拟合曲线的目的为要根据已知数据照出响应函数的系数 使用菜单命令拟合首先激活绘图窗口 选择菜单命令Analysis 则可以看到 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 23 88 科学绘图软件 Origin 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 24 88 科学绘图软件 Origin 使用拟合工具拟合为了给用户提供更大的拟合控制空间 Origin提供了三种拟合工具 即线性拟合工具 多项式拟合工具 S拟和工具 非线性最小平方拟合NLSF这是Origin提供的功能最强大 使用也最复杂的拟合工具 方法是Analysis Non LinearCurveFit AdvancedFittingTools或者FittingWizad高级模式利用Function new可以自定义拟合函数基本模式 利用new可以自定义拟合函数 高级模式中利用Action Dataset设置 在基本模式中用SelectDataset设置 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 25 88 科学绘图软件 Origin 数据分析数据分析主要包含下面几个功能 1 简单数学运算 SimpleMath 2 统计 Statistics 3 快速傅里叶变换 FFT 4 平滑和滤波 SmoothingandFiltering 5 基线和峰值分析 BaselineandPeakAnalysis 1 简单数学运算数据来自Tutorial Tutorial 1 dat 它的背景是对同一物理量进行三次测量得到的结果 为清楚起见我们舍弃三个误差数列 并只绘制中间数据段的曲线 算术运算这是实现Y Y1 Y2的运算 其中Y和Y1为数列 Y2为数列或者数字 命令为 Analysis SimpleMath 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 26 88 科学绘图软件 Origin 减去参考直线激活曲线Test3 Analysis Subtrart StraightLine 垂直和水平移动垂直移动指选定的数据曲线沿Y轴垂直移动 步骤如下 激活数据曲线Test3选择est3 Analysis Translate Vertical这时光标自动变为双击曲线Test3上的一个数据点 将其设为起点 这是光标形状变为 双击屏幕上任意点将其设为终点 水平移动和次类似 插值插值是指在当前激活的数据曲线的数据点之间利用某种方法估计信的数据点 Analysis InterpolateandExtrapolate 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 27 88 科学绘图软件 Origin 微分 也就是求当前曲线的导数 命令为 Analysis Calculus Differentiate 积分 对当前激活的数据曲线用梯形法进行积分 命令为 Analysis Calculus Integrate2 统计包括 平均值 Mean 标准差 StandardDeviation Std SD 标准误差 StandardErroroftheMean 最小值 Minimum 最大值 Maximum 百分位数 Percentiles 直方图 Histogram T检验 T testforOneorTwoPopulations 方差分析 One wayANOVA 线性 多项式和多元回归分析 Linear PolynomialandMultipleRegressionAnalysis 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 28 88 科学绘图软件 Origin 3 傅立叶分析对函数f x 进行傅立叶变换 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 29 88 科学绘图软件 Origin y sin 2 t sin 20 t sin 40 t 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 30 88 科学绘图软件 Origin 快速傅里叶变换 傅里叶分析把信号分解成不同频率的正弦函数的叠加 在信号是最重要的最基本的工具之一 一般包括FFT及定制频谱图 采样频率 相关 卷积和去卷积4 平滑和滤波包括用Savitzky Golay滤波器平滑 用相邻平均法平滑 用FFT滤波器平滑 数字滤波器 如低通 高通 带通 带阻和门限滤波器 5 基线和峰值分析仅仅说一下Origin提供用来读取图形窗口上的数据和坐标的几个工具 它们为 屏幕读取工具数据读取工具数据选择工具 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 31 88 2 科学绘图软件 Origin 创建版面页版面页 Layout 用于创建图形外观 项目中的任何绘图窗口和工作表窗口的图片都页面中显示和排序 另外也可以向版面页中加入图形目标和文本 以加强外观的表现效果 利用File new Layout或者工具栏上的新建版面页 添加的方法为在Layout上点右键 ADD 或者从Layout菜单执行 数据的输入输出 数据导入导出导入数据用Import命令 注意调开窗口中的Option这个选项 这里可设置倒入数据的很多选项 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 32 88 2 科学绘图软件 Origin 图形和版面的导出激活绘图窗口 Edit CopyPage就可以复制图像 而File ExportPage可以把图像存为图像文件 在其它应用程序中使用Origin在装有Origin的机子上 Word中可以直接插入Origin图像 并可以直接在Word中通过双击这个图形来调用Origin来编辑图片 插入方法 插入 对象 OriginGraph 这将新建一个空白的Origin图形 或者利用插入 从文件创建 把以前做好的Origin文件插入进来 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 33 88 分子绘图软件 Chemwindow 2D ChemWindow和CSChemDraw 3D CSChem3D HyperChem WebLab ViewerPro和RasMol等 ChemWindow简介 软件安装 工具 常用工具 自定义工具栏 CustomPaletteee 提供可选择工具按钮 命令工具栏 Commands 保存 打印 编辑 图形关系操作按钮 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 34 88 分子绘图软件 Chemwindow 键工具栏 Bondtools 提供化学键按钮 图形工具栏 GraphicTools 提供文字 表格 箭头和自由绘图工具等按钮 轨道工具栏 OrbitalTools 提供各种轨道图形按钮 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 35 88 分子绘图软件 Chemwindow 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 36 88 分子绘图软件 Chemwindow 模板工具栏 TempleteTools 提供模板按钮 格式工条 StyleBar 提供分子结构的样式 字体 字号 颜色以及其它格式按钮 图形格式条 GraphicsStyleBar 提供图形样式按钮缩放工具条 ZoomBar 提供缩放工具按 4 2化学键绘制 4 3环的绘制与原子标记 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 37 88 分子绘图软件 Chemwindow 4 4与箭头相关的工具使用 4 5编辑工具的使用 4 6框 括号 画线工具的使用 4 7组合与层次工具 4 8库的使用 4 9三维绘图 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 38 88 工程图表制作 VISIO 1visio2000的版本标准版 专业版 技术版和企业版 标准版 适合于一般业务团体 具有弹出式灵巧图形提示 推式工具 可定制工具栏和强大的绘图功能 可作为销售 市场及人力资源等部门的绘图工具 专业版 提供了改进的网络图形和目录服务编程 该软件中所提供的绘图程序可使软件设计人员 网络管理人员和数据系统分析人员在制作网络解决方案时更加容易 其维护也更加方便 它非常适用于创建IT图表和产生数据系统分析 特别是软件开发人员和系统分析人员可使用其统一的建模语言方案来处理各种编程语言 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 39 88 工程图表制作 VISIO 技术版 该版本是市场上最高级的2D技术绘图程序之一 它提供了4000多种灵巧图形 并同Autodesk的AutoCAD IntelliCAD BentleySystemsMicrostation兼容 用户可使用它所提供的网络绘图功能把大量复杂的电子表格数据和数据库信息链接到图表中 企业版 该版本是由专业版发展而来 它可以使IT专家有效地建立文档并修改数据系统 该软件中包含有18000多个与生产商相关的Visio网络设备图形 他的自动发现技术支持交换式 帧中断和IP网络环境 此外 用户还可以把微软活动目录 Novell目录服务和基于LDAP目录中的目录结构导入到Visio2000企业版中 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 40 88 工程图表制作 VISIO 2Visio2000的功能 制作办公室或居民楼的平面图 设计某区域的地图 利用样板制作名片 传真封面和日志安排 制作详细的计划进度表 制作工作流程图 使用MSExcel文件中的数据创建审计图表 辅助Web创作页面 编辑AutoCAD绘图 更加方便地制作网络解决方案 使用统一建模语言方案处理各种编程语言 将电子表格数据和数据库信息进行方便链接 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 41 88 工程图表制作 VISIO 3Visio2000的特点 易于使用 与微软公司技术的紧密结合 更强大的功能 方便升级 4基本下拉菜单 文件 编辑 视图 插入 格式 工具 形状 帮助 5基本工具栏按钮 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 42 88 工程图表制作 VISIO 6典型的SmartShape模板 Web图表 表格和图 地图 电子工程 工艺工程 机械工程 建筑设计图 框图 流程图 软件 数据库 网络 项目计划图 组织结构图 7Visio中的图形 根据状态可分为封闭图形和开放图形 根据维数可分为一维图形和二维图形 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 43 88 工程图表制作 VISIO 8Visio2000操作基础 文件操作 打开 保存 另存 文件保护 菜单和工具栏 添加按钮 自定义工具栏等 自定义菜单 视图调整 缩 放按钮或下拉菜单 利用视图菜单进行调整 绘图页面 插入新页 重命名页面 文件 页面设置 页属性 页面切换 编辑 转到 页面排列 拖动或右键 删除 旋转 前景页与背景页 页面参数 颜色 标尺 网格 连接点 页面大小 页边距 绘图比例 页眉与页脚 图纸输出 打印预览 打印 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 44 88 工程图表制作 VISIO 绘图工具 一维图形工具 二维图形工具 填充 文本工具 格式工具 线型 线宽 箭头 字体 字号 上下标 对齐方式 颜色 指相工具 编辑 组合与分解 图层 复制 粘贴 剪切等9 实例 四川理工学院材化系化学工程教研室 计算机在化学化工中的应用 45 88 过程模拟 ChemCAD 1常用工艺模拟软件 CHEMCAD 最简单 最易学 PRO 适合石油化工 包含大量的石化生产过程的经验数据 ASPENPLUS 模拟的效果好 但使用复杂 HYSYS DESIGN ANSYS 有限元 FLUENT 流场与温度场 化工之星 汉语版 四川理工