基于Origin软件数据处理的声速测量实验研究
Origin在大学物理实验数据处理和误差分析中的应用
Origin在大学物理实验数据处理和误差分析中的应用【摘要】本文探讨了Origin在大学物理实验数据处理和误差分析中的应用。
在实验数据处理方面，Origin提供了强大的数据导入、清洗、转换和分析功能，帮助研究人员快速准确地处理实验数据。
在误差分析中，Origin提供了丰富的统计功能和误差分析工具，帮助研究人员准确评估数据的可靠性。
Origin还支持数据拟合和曲线拟合，数据可视化，参数优化和模型比较等功能，为研究人员提供了全面的数据分析工具。
在本文总结了Origin在大学物理实验中的重要价值，并展望了未来发展方向。
通过本文的研究，读者可以深入了解Origin在物理实验中的应用，并为他们的研究工作提供更有力的支持。
【关键词】Origin, 大学物理实验, 数据处理, 误差分析, 数据拟合, 曲线拟合, 数据可视化, 参数优化, 模型比较, 价值, 发展方向1. 引言1.1 背景介绍Origin提供了丰富的数据处理和分析功能，可以帮助学生快速高效地处理实验数据。
通过Origin，学生可以进行数据的统计分析、图表制作、拟合曲线等操作，从而更好地理解实验数据的含义。
Origin还提供了丰富的数据可视化功能，可以让学生直观地展现实验数据，进一步加深对实验结果的理解。
在大学物理实验中，误差分析是不可或缺的一部分。
通过Origin，学生可以进行误差的传播、合成、计算和评估，帮助他们更好地理解实验数据中的误差来源和影响。
Origin还可以帮助学生进行数据拟合和曲线拟合，进一步提高实验数据处理的准确性和可靠性。
Origin在大学物理实验中的应用有助于提升实验教学的质量，培养学生的数据处理和分析能力，帮助他们更好地理解物理现象背后的规律。
未来，我们可以进一步探索Origin在大学物理实验中的应用，不断完善教学方法和工具，提高教学效果和学生学习成果。
1.2 研究意义使用Origin进行实验数据处理，可以快速导入和整理实验数据，进行数据筛选、平均值计算等操作，节省了大量时间。
声速测量实验问题分析与讨论
可编辑 DOCS SMART CREATE
可编辑 DOCS
声速测量实验问题分析与讨论
01
声速测量实验的基本原理与方法
声速的定义与测量意义
声速的定义
• 声速是指在某种介质中，声波传播的速度
• 表达式：v = s/t，其中v为声速，s为声波传播的距离，t为传播时间
测量声速的意义
数据呈现
• 采用表格和图形的方式，对实验结果进行呈现
• 使用颜色和图标等元素，对实验数据进行可视化
数据分析
• 分析实验数据的趋势和规律，总结实验结果
• 通过对比和分类等方法，对实验结果进行深入讨论
声速测量实验中的误差分析
误差来源
• 实验仪器的误差：如传感器精度、计时器精度等
• 实验操作的误差：如测量过程中的人为因素、环境因素等
实验仪器的改进
实验仪器的提高
• 提高实验仪器的精度和稳定性，降低实验误差
• 定期对实验仪器进行校准和维护，保证实验仪器的正常
• 采用新技术和新材料，对实验仪器进行改进和升级
运行
• 加强实验仪器的管理和使用，提高实验仪器的使用效率
和寿命
实验操作技巧与经验积累
实验操作技巧
• 熟练掌握实验操作方法和技巧，避免实验过程中出现错误
相位法
• 实验原理：通过测量声波在两个传感器之间的相位差，计算出声速
• 实验设备：声波发生器、两个传感器、相位计
干涉法
• 实验原理：通过测量声波在两个传感器之间的干涉信号，计算出声速
• 实验设备：声波发生器、两个传感器、示波器、信号处理电路
⌛️
02
声速测量实验中的常见问题
实验仪器的选择与使用
Origin8.0在超声波频谱分析实验课中的应用
与其他 常 规无 损检 测技 术相 比 ，超 声波 频 谱 分析 技术 具 有 检测 范 围广 ， 检测 深 度 大 ； 缺 陷 定 位准 确 ， 检 测 灵 敏度 高等特点 ， 在材料超声检测和评价中得到了广泛应用。 超声 波 频谱 分 析是 把频谱 分 析 的理论 和 方法 应用 于 超声 检测 的 技术。其中， 频谱分析是一种 比较成熟 的信号处理技术 ， 基
二、 实 软 件 导 人 数 水 浸 聚 焦 探 据 ，选 择 菜 单 命 令
Ｆ ｉ ｌ ｅ ＞ Ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ＞ Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ
于频谱分析方法的信号处理技术成为现代超声检测技术 的 重要组成部分。频谱分析是指应用傅立叶变换将 时域问题 转换为频域问题 ，在频域内对信号进行分析 。超声检测中 采集到 的各种波形如反射波 、透射波 、表面波 、散射波
摘要： 为 了弥补本科 实验教 学中有关超声波信号处理方面的缺憾 ， 教师设计 了采用水浸聚焦脉冲回波超声检 测系统 ， 对试样表面的一次表 面回波进行采集和分析的频谱分析 实验 。 同时， 利用Ｏｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ８ ． ０ 软件对采集到的数字信号进行 了采样、 滤波、 截断和傅 立叶变换（ Ｆ Ｆ Ｔ） 等信号分析。 该 实验强化 了学生对利用计算机软件 开展无损检测信号处理的重视 ， 同时也 加深学生对频谱分析 方法的深入理解。 关键词 ： Ｏｆ ｉ ￣ ｎ ； 超声波检 测； 频谱分析 ； 信号处理 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ 文献 标 志 码 ： Ｂ
一
①低通滤波 。如 图３ （ ａ ） 所示 ， 通带范 围是０ ≤（ １ ） ≤ｔ ｏ ， 高于 ｔ Ｏ 为 阻带 。②高 通滤 波 。通 带范 围是 ｔ Ｏ。 ≥ｔ Ｏ， 低于 ｔ Ｏ 为 阻 带， 如 图３ （ ｂ ） 所示 。 ③ 带通 滤波 。 通 带范 围是 ∞ ， ≤ｔ Ｏ≤ ｔ Ｏ ， 通 带 两 侧都 为 阻带 ， 或 是 较狭 窄 的过 渡带 ， 如 图３ （ ｃ ） 所示 。 ④带阻滤波。阻带范围是 ６ ｔ ） ≤∞≤∞ ，阻带两侧都为通 带， 或是较狭窄的过渡带 ， 如 图３ （ ｄ ） 所示。
声速的测量实验报告及数据处理
声速的测量实验报告及数据处理一、实验目的1、了解声速测量的基本原理和方法。
2、学会使用驻波法和相位比较法测量声速。
3、掌握示波器和信号发生器的使用方法。
4、培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理1、驻波法当声源发出的平面波在管内沿轴线传播时，入射波与反射波叠加形成驻波。
在驻波中，波节处的声压最小，波腹处的声压最大。
相邻两波节（或波腹）之间的距离为半波长。
通过测量相邻两波节（或波腹）之间的距离，就可以计算出声波的波长，再根据声波的频率，即可求出声速。
2、相位比较法声源发出的声波分别通过两个路径到达接收器，一路是直接传播，另一路是经过反射后传播。
这两列波在接收器处会产生相位差。
当移动接收器时，相位差会发生变化。
通过观察示波器上两列波的相位变化，找到同相或反相的位置，从而测量出声波的波长，进而求出声速。
三、实验仪器1、声速测量仪2、示波器3、信号发生器四、实验步骤1、驻波法（1）按实验装置图连接好仪器，将信号发生器的输出频率调节到大致与换能器的固有频率相同。
（2）缓慢移动游标卡尺的活动端，观察示波器上的波形，当出现振幅最大时，即为波腹位置，记录此时游标卡尺的读数。
（3）继续移动活动端，当振幅最小（为零）时，即为波节位置，记录此时的读数。
（4）依次测量多个波腹和波节的位置，计算相邻波腹（或波节）之间的距离，取平均值作为波长。
2、相位比较法（1）连接好仪器，调节信号发生器的频率，使示波器上显示出稳定的李萨如图形。
（2）缓慢移动接收器，观察李萨如图形的变化，当图形由斜椭圆变为正椭圆时，记录此时接收器的位置。
（3）继续移动接收器，当图形再次变为正椭圆时，再次记录位置。
（4）测量两次正椭圆位置之间的距离，即为声波波长的一半。
五、实验数据记录与处理1、驻波法｜测量次数｜波腹位置（mm）｜波节位置（mm）｜相邻波腹（或波节）距离（mm）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 2050 ｜ 1520 ｜ 530 ｜｜ 2 ｜ 2680 ｜ 2150 ｜ 530 ｜｜ 3 ｜ 3310 ｜ 2780 ｜ 530 ｜｜ 4 ｜ 3940 ｜ 3410 ｜ 530 ｜｜ 5 ｜ 4570 ｜ 4040 ｜ 530 ｜相邻波腹（或波节）距离的平均值：＼＼begin{align}＼overline{d}＆＝＼frac{530 ＋ 530 ＋ 530 ＋ 530 ＋ 530}｛5}＼＼＆＝＼frac{2650}｛5}＼＼＆＝530 ＼text{mm}＼end{align}＼已知信号发生器的频率＼（f ＝ 3500 kHz\），声速＼（v ＝f\lambda\），其中波长＼（＼lambda ＝ 2\overline{d} ＝ 2×530 ＝ 1060 ＼text{mm} ＝ 106×10^｛－2} ＼text{m}＼）＼＼begin{align}v&＝ 3500×10^3 × 106×10^｛－2}＼＼＆＝ 371 ＼text{m/s}＼end{align}＼2、相位比较法｜测量次数｜第一次正椭圆位置（mm）｜第二次正椭圆位置（mm）｜波长（mm）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 1850 ｜ 3780 ｜ 1930 ｜｜ 2 ｜ 2520 ｜ 4450 ｜ 1930 ｜｜ 3 ｜ 3200 ｜ 5130 ｜ 1930 ｜｜ 4 ｜ 3870 ｜ 5800 ｜ 1930 ｜｜ 5 ｜ 4540 ｜ 6470 ｜ 1930 ｜波长的平均值：＼＼begin{align}＼overline{＼lambda}＆＝＼frac{1930 ＋ 1930 ＋ 1930 ＋ 1930 ＋1930}｛5}＼＼＆＝＼frac{9650}｛5}＼＼＆＝1930 ＼text{mm} ＝ 193×10^｛－2} ＼text{m}＼end{align}＼声速＼（v ＝ f\overline{＼lambda} ＝ 3500×10^3 × 193×10^｛－2} ＝ 6755 ＼text{m/s}＼）六、误差分析1、仪器误差实验仪器本身存在一定的精度限制，如游标卡尺的读数误差、信号发生器频率的稳定性等，会对测量结果产生影响。
Origin在大学物理实验数据处理和误差分析中的应用
Origin在大学物理实验数据处理和误差分析中的应用【摘要】本文主要探讨了Origin在大学物理实验数据处理和误差分析中的应用。
文章首先介绍了Origin软件的基本功能和特点，然后详细阐述了Origin在大学物理实验数据处理和误差分析中的重要性，以及其在实际操作中的作用和步骤。
通过实例分析，展示了利用Origin软件处理物理实验数据的具体过程和效果。
结论部分强调了Origin在大学物理实验中的重要性，并展望了未来研究方向。
通过本文的研究，可以更好地利用Origin软件进行物理实验数据处理和误差分析，为科研工作提供更加准确和有效的数据支持。
【关键词】关键词：Origin，大学物理实验，数据处理，误差分析，应用，步骤，重要性，展望，总结。
1. 引言1.1 背景介绍大学物理实验是物理学专业学生必修课程之一，通过实验可以帮助学生巩固理论知识、培养实验技能，加深对物理学原理的理解。
在大学物理实验中，数据处理和误差分析是非常重要的环节。
数据处理是指将实验测量得到的原始数据进行整理、分析和图表绘制，以便更好地理解实验结果；误差分析则是评估实验数据的可靠性和准确性，帮助确定实验结果的精确度。
在过去，学生们通常使用Excel等软件来进行数据处理和误差分析，这类通用的数据处理软件对于物理实验中复杂的数据处理要求并不够精准和灵活。
Origin软件应运而生，它是一款专门为科研领域设计的数据分析软件，提供了丰富的数据处理和绘图功能，可以帮助学生更好地处理物理实验数据并进行误差分析。
在本文中，我们将探讨Origin软件的基本功能和特点，以及在大学物理实验数据处理和误差分析中的应用。
通过实例分析，我们将展示如何使用Origin软件进行数据处理和误差分析，并讨论其在大学物理实验中的重要性和未来研究方向。
到此结束。
1.2 研究意义研究意义首先在于提高数据处理效率和准确性。
Origin软件提供了多种数据处理方法和图表绘制功能，可以快速处理大量数据并进行直观展示，有效节省处理时间。
实验用Origin软件处理实验数据
实验用Origin软件处理实验数据实验目的：了解Origin软件及其在数据处理中的应用。
实验仪器：装有Origin软件的机一台。
Origin数据处理软件简介：数据处理工作是繁琐、枯燥的，值得庆幸的是现在这些工作可以交给计算机来完成。
Microcal软件公司的Origin软件就是一个短小精悍的数据处理软件。
它在Windows平台下工作，可以完成物理实验常用的数据处理、误差计算、绘图和曲线拟合等工作。
这里不对该软件的使用做系统的介绍，只是结合几个例子说明Origin5.0软件在物理实验中经常用到的几项功能。
一、误差计算前面我们介绍了用千分尺测量钢柱直径的例子，现在用Origin来处理测量数据。
Origin中把要完成的一个数据处理任务称做一个“工程”（project）。
当我们启动Origin 或在Origin窗口下新建一个工程时，软件将自动打开一个空的数据表，供输入数据。
默认形式的数据表中一共有两列，分别为“A(X)”和“B(Y)”。
将下表的8次测量值输入到数据表的A列（或B列）。
用鼠标点“A(X)”，选中该列。
点“Analysis”菜单，在下拉菜单项中选“Statistics on Columns”，瞬间就完成了直径平均值（Mean）、单次测量值的实验标准差)S(软件记做sd)、平均值的实验标准差)(xS（软件记做se）的统计计(x算，其结果如下：二、绘图设一小球由静止下落，在不同位置处测量球下落经过的时间，得到数据如下表：用Origin 软件作图，分析s 与t 之间的关系：将距离s 的数据输入到A 列，将时间t 的数据输入到B 列，如图二，在“Plot ”下拉菜单中选“Scatter ”，弹出一个对话框。
鼠标点“A(X)”，再在右边选“<->X ”，则将“A(X)”设为x 变量。
同样，鼠标点“B(Y)”，再在右边选“<->Ｙ”，则将“B(Y)”设为选“Column ”菜单下的“Add New Column ”y 变量。
Origin软件在近代物理实验数据处理中的应用
“ 峰拟 合 ”７（ 菜 单 “ ａｙｉ” “ ｅｋ ｎ 多 ＿ 主 ］ Ａｎｌｓ 一 Ｐ ａ ｓａｄ ｓ ｂ ｓｌ ｅ 一 “ ｉ ＭｕｔＰ ａ ｓ） 令 。 “ 取 峰 ａｅｉ ” Ｆｔ ｌ—ｅｋ ” 命 ｎ ｉ 拾
图 １ 多普勒效应 ， － 实验 曲线及拟合结果
值” 是在 原始 实验 数 据 的 基础 上 进 行极 值 点 的检 索 与查 询 ， 只有在 原 始 数 据 丰 富 的情 况 下才 能 保
响 ， ２给 出 了扫 描 步长 从 ０ ２Ｖ 到 ２ ０Ｖ 的 图 ． ．
。
提 的是 ， 运用 软 件 进 行 拟合 分 析 时 必 须 根 据 实
际情况限定拟合条件， 如本例 中对拟合直线截距
的设 定 。
系列 曲线 （ 便于 比较 ， 曲线 进 行 了垂直 平 为 对
移） 。由图可见 ， 速 电压 间 隔 ０ ２Ｖ 时 ， 加 ． 曲线 图 最光 滑 ， 随着加 速 电压 间隔不 断增加 ， 曲线在 峰和 谷 的位置 逐渐 变得 粗糙 。 利 用 Ｏｒ ｉ 件对 弗 兰 克一 兹 实验 数 据 的 ｉ ｎ软 ｇ 赫 峰值 分 析 ， 般 采 用 “ 取 峰值 ”６ （ 菜 单 “ 一 拾 ＿］ 主 Ａ—
１２ 弗兰 克一 兹 实验 ． 赫
本实验通过对氩原子第一激发 电位的测 量， 帮助学生了解弗兰克与赫兹研究原子 内部能量量
子 化 的基 本 思想 和 方 法 ； 了解 电 场 中被 加 速 电 子
与被研 究原 子 间碰 撞 和能量 交换 过程 的微 观 图像
证精度 ；曲线求导” 对 “ 是
实验 中 ， 底 电流 的变化往 往 比较复 杂 ， 也局 限 背 这
值， 并计算 出氩原子第一激发 电位。常规处理方 法要求学生选择适量数据作图并估算。如果数据 量大 ， 图时更辛苦 ； 作 如果数据量少 ， 计算偏差 又 会比较大 。借助 Ｏ ｉ ｎ ｒ ｉ 软件 则可 以较简便地得 ｇ
曾跃老师编Origin软件及其在实验数据处理中的应用
1.3 Origin 软件及其在实验数据处理中的应用(湖南师范大学 曾跃 编)在化学实验中，常常有大量的实验数据需要处理，如对数据进行排序、平滑、微分、积分以及线性和非线性拟合等。
此外，有时还需要根据实验数据绘制出各种二维、三维坐标图形。
如根据各种仪器(红外光谱仪、紫外-可见光谱仪、X-射线衍射仪等)所获得的实验数据绘制成坐标图形，并进一步分析比较和将这些坐标图加工成你的论文或报告的一部分。
因此特别需要相应的数据处理和图形绘制软件，来处理这繁多的实验数据。
Origin 科学数据处理与绘图工具软件就具有数据分析和绘图两大类功能。
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。
而Origin 软件的绘图是基于模板，Origin 软件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。
它还可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便地连接等。
该软件是美国Microcal 公司(/)开发的数据分析和绘图软件。
它是一个强大的基于图形化的数据处理和作图软件，尽管其功能非常繁多和强大，但使用起来还是非常简单。
它采用直观的、图形化的、面向对象的窗口菜单和工具栏操作，全面支持鼠标右键、支持拖放式绘图等。
正因为如此，Origin 软件是目前使用最广、功能最强、使用最便捷的数据处理与绘图工具软件之一。
Origin 软件是世界各国科技工作者使用最普及的软件之一，目前最高版本为7.5，但目前最流行的版本为7.0，因此本节以7.0版为例对该软件作简要介绍。
1.3.1 Origin 的主界面如图1-3.1是Origin 7.0 的主界面。
Origin 7.0类似Office ，它也是多文档界面，主要包括以下几个部分：图1.3-1 Origin 7.0 的主界面 工作表窗口图形窗口工具栏数据显示栏y 菜单栏：在顶部，一般可以实现大部分功能；y 工具栏：在菜单栏下面，一般最常用的功能都可以通过工具栏的工具按钮实现；y 绘图区：在中部，所有工作表、绘图子窗口等都在此；y 项目管理器：在下部，类似资源管理器，可以方便切换各个窗口等；y 状态栏：在底部，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。
Origin软件在实验数据处理中的应用教程
6. Origin图形文件的输出
设置复制后页面的比率
方法：选Tools菜单中的Options，打开对话框
设置图形尺寸
方法：选Format菜单中的Page，打开对话框
复制图形
方法：选Edit菜单中的Copy Page
在同一页面上绘制多张图
方法：
在Edit菜单中选定Add & Arrange Layers…对话框
确定行数和列数，然后确定图形在页面中的位置
4. Tools工具栏的使用
Tools工具栏
6.2 Tools工具栏 的打开 点击菜单View→ Toolbars 6.3 Tools工具的功能
Tools工具的功能：
第四章 Origin软件在实验 数据处理中的应用
•1 •2 •3 •4 •5 •6
概述 绘制图形 图形的编辑和格式化 Tools工具栏的使用 数据分析——曲线拟合 Origin图形文件的输出
1 Origin 概述
Origin的主要功能
1）由数据或函数作图
2）图形的拟合
由数据或函数作图
2.0 1.8
Toolbars dialog box
返回
2 绘制图形
Origin内置二维图
绘图类型按钮 帮助文件提供图样
13
数据表的格式化
方法：双击工作表的列标签 打开Worksheet Column Format
作用： 1. 改变列的名称（Column Name） 2. 改变列的标识（Plot Designation） 3. 改变数据的类型（Display） 4. 改变数的格式（Format） 5. 改变数的显示格式（Numeric Display） 6. 改变列宽（Column Width） 7. 为列标签添加说明（ Column Label）
数据处理软件Origin在物理化学实验中的应用①
数据处理软件Origin在物理化学实验中的应用①【摘要】本文简要介绍了Origin软件的基本功能和基本使用方法，并以物理化学实验为例介绍如何使用Origin软件处理实验数据、曲线的计算机拟合等。
运用该软件处理实验数据解决了物理化学实验中的数据多、处理麻烦、手工作图误差大等问题。
不仅简化了数据处理的过程，而且还提高了分析结果的准确度，进一步拓展了学生计算机软件应用能力。
【关键词】Origin软件数据处理物理化学实验1 前言《物理化学实验》是高等院校化学及相关专业学生的一门独立基础实验课程。
与其它化学实验课不同，它得到的是一系列实验数据。
学生需对数据进行大量计算，在直角坐标纸上作图。
大部分是画直线，求出截距和斜率，进而求得实验结果的数学表达式;少部分是画曲线，有的需要在曲线上作切线，有的需要对曲线求积分，进而求得实验结果的数学表达式。
学生只根据散点图做直线或曲线，就不可避免地引起主观误差，同一组实验数据不同学生处理，结果相差很大。
个别学生还修改某些偏离较大的实验数据以期得到好的实验结果。
由于实验数据计算过程复杂、作图费事，导致实验报告中经常出现各种错误。
教师批改实验报告时不得不花费大量时间核查其计算结果。
物理化学实验中常见的数据处理的方法有: 运用基本公式计算;用实验数据作图;线性拟合，求截距或斜率;非线性曲线拟合。
目前学生多用坐标纸手工作图;手工拟合直线，求斜率或截距。
这种手工作图的方法不仅费时费力，而且误差较大。
物理化学实验数据处理过程一般为:对实验数据作图或对数据经过计算后作图→作数据点的拟合线→求拟合直线的斜率或曲线上某点的切线→根据斜率求物理量。
这一过程可以用计算机处理完成，并能克服手工绘图费时费力、偶然性较大、误差大的缺点。
Origin软件是Microcal Software公司推出的一个集图形绘制、数据的处理、统计与分析为一体的综合应用系统。
Origin软件从它诞生以来，由于强大的数据处理和图形化功能，已被化学工作者广泛应用。
基于Origin软件数据处理的声速测量实验研究
基于Origin软件数据处理的声速测量实验研究
张松锋;周小东
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2016(012)015
【摘要】声速测量实验常用的数据处理方法有逐差法和最小二乘法,但需计算数据较多,处理过程比较繁琐.为了方便数据处理,本文对声速测量实验应用Origin软件处理实验数据进行了研究.结果表明:驻波法和相位比较法测声速的拟合直线一样,说明两种方法测声速的实验数据都具有较好的线性关系.但相位比较法的测量误差小于驻波法的,说明相位比较法在声速测量上优于驻波法,但也可能是相位比较法测量时数据间隔取得较大引起的,这点有待进一步的证明.
【总页数】3页(P261-263)
【作者】张松锋;周小东
【作者单位】周口师范学院机械与电气工程学院,河南周口466001;周口师范学院机械与电气工程学院,河南周口466001
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.基于Origin软件的循环伏安实验数据处理 [J], 龙萍;金国;崔秀芳;鞠刚;陆红梅
2.基于Zview和Origin软件的交流阻抗谱的实验数据处理 [J], 徐加焕;盖志强
3.基于origin软件在静电场数据处理中的应用 [J], 郝艳玲;王凯礼;王传坤
4.基于Origin软件的飞行振动数据处理方法研究 [J], 易坚;韩晋平;卢建寅;李善勋;
5.基于Origin软件的飞行振动数据处理方法研究 [J], 易坚;韩晋平;卢建寅;李善勋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
全自动声速测量及实验数据处理研究
全自动声速测量及实验数据处理研究石明吉;罗鹏晖;陈兰莉;宋金璠;刘斌【摘要】针对大学物理实验中传统声速测量装置存在的缺陷,利用单片机、上位机、步进电机、步进电机驱动器、采集卡、有效值检测模块和相位差测量模块等搭建了全自动声速测量系统,利用驻波法和相位比较法对声速进行测量.实验结果表明:新型声速测量仪克服了传统测量装置的缺陷,获得的数据量更大,包含的信息也更丰富.由于次峰的影响,常用的逐差法、最小二乘法和Origin软件线性拟合法处理数据误差较大,不能满足实验需要,有必要寻找声速测量数据处理的新方法.为排除次峰的影响,考虑到声速测量数据中极值点的出现具有空间周期性,利用傅里叶变换处理数据得到待测信号的空间频谱图,确定了声波的波长并计算出声速.数据处理结果表明:由于傅里叶变换排除了次峰干扰,使驻波法和相位比较法测量声速的相对误差分别从1.6％和1.0％减小为0.71％和0.41％,比传统方法更适合于处理声速测量数据;此外,从另一个角度证明次频共振现象是形成次峰的重要原因.【期刊名称】《物理与工程》【年(卷),期】2018(028)004【总页数】5页(P125-129)【关键词】声速测量仪;逐差法;最小二乘法;傅里叶变换;次峰;次频;空间周期性【作者】石明吉;罗鹏晖;陈兰莉;宋金璠;刘斌【作者单位】南阳理工学院电子与电气工程学院,河南南阳 473004;南阳理工学院电子与电气工程学院,河南南阳 473004;南阳理工学院电子与电气工程学院,河南南阳 473004;南阳理工学院电子与电气工程学院,河南南阳 473004;南阳理工学院电子与电气工程学院,河南南阳 473004【正文语种】中文声波是一种在弹性媒质中传播的纵波，随着超声学研究的迅速发展，声学检测在实际应用中已越来越广泛，对超声波传播速度的测量在超声波测距、无损检测、定位、测量气体温度瞬间变化等方面具有重大意义[1]。
超声波具有波长短、可定向的优点，因此，常被用作测量声速[2]。
Origin软件在仪器分析实验数据处理中的应用
Origin软件在仪器分析实验数据处理中的应用郭永明;胡凤萍【摘要】实验数据是仪器分析实验结果的重要组成部分.仪器分析实验数据繁多复杂,目前大多数本科生不能熟练地使用计算机软件来处理这些复杂的实验数据.为了提高学生处理和分析实验数据的能力,本文以荧光分析法的这个实验结果处理为例,介绍了Origin软件在仪器分析实验数据中的应用,主要介绍了荧光曲线和标准曲线的绘制,有助于提高学生的学习积极性和计算机应用技能.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)003【总页数】3页(P98-100)【关键词】Origin软件;仪器分析实验;数据处理;应用【作者】郭永明;胡凤萍【作者单位】南阳师范学院化学与制药工程学院, 河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院, 河南南阳 473061【正文语种】中文【中图分类】G642仪器分析实验是普通高校化学及相关专业基础化学实验的重要分支，该实验课程有助于培养学生的实践能力和创新意识。
在仪器分析实验课程中，我们除了要求学生熟悉和掌握相关仪器分析的原理和操作技术，还要培养学生分析、处理和评价实验数据的能力。
但是仪器分析实验数据繁多且处理过程复杂，降低了学生缺乏绘图的积极性，目前大部分学生倾向于手工处理仪器分析实验数据，但是这种手工处理的数据和图表误差大，不美观，且费时费力，这跟不上时代的发展[1-2]。
随着计算机应用的快速发展，越来越多的计算机作图软件大量涌现出来，如Origin、Minitab、Excel等软件[1-4]。
使用作图软件处理数据，可方便快捷地处理大量的实验数据，且实验数据误差较小，还可以激发学生对实验的学习兴趣和积极性，锻炼了学生的动手能力，加深了学生对实验内容的理解，另外实验报告看起来也比较直观、简洁和科学性。
Origin软件是美国Lab公司开发的一款优秀的数据处理、分析和科技绘图软件。
由于其操作界面简单、使用便捷，Origin软件是目前公认的化学、化工等领域使用最为广泛和功能强大的科技绘图软件，Origin软件在仪器分析实验数据处理中具有重要的应用[1,4-5]。
利用Origin7.0软件处理超声波声速实验数据
通过整个实验数据处理展示origin70直观快捷高效的特点适合学生在物理实验的数据处理和分析中应用
利用Origin7.0软件处理超声波声速实验数据
利用Origin 7.0软波法测量超声波波速的实验数据进处理.通过整个实验数据处理,展示Origin7.0直观、快捷、高效的特点,适合学生在物理实验的数据处理和分析中应用.
Origin在科研工作中的应用
O r i g i n在科研工作中的应用-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除O r i g i n在科研工作中的应用(总15页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除Origin在科研工作中的应用摘要：Origin软件是一个多文档界面的应用程序，功能强大，普遍用于数据分析和科研绘图。
以物理化学实验中几个常见实验为例，介绍了Origin软件绘制图形的方法，以及对所作的图形进行线性拟合、非线性曲线拟合等操作。
并且介绍了几种需要用Origin来剔除线性拟合中实验数据的异常值法则。
与传统坐标纸绘制图形的方法相比，运用该软件处理实验数据，结果科学精确、方便快捷，在科研工作中发挥了很大的作用。
关键词：Origin作图；剔除异常值Abstract: the Origin software application is a multiple document interface, powerful, widely used in data analysis and research the drawing. In experiment of physical chemistry experiment as an example, introduces the method of drawing software Origin, and the linear fitting, nonlinear curve fitting to the graphic operation. And introduces several need Origin to experimental data to eliminate the linear fitting of abnormal value of law. Compared with the traditional methods of graph drawing graphics, the use of the software to deal with the experimental data, the results of scientific precision, convenient and quick, played a significant role in scientific research.Keywords: Origin mapping; rejecting the abnormal value图表是分析和报告复杂实验数据结果的理想方式，精美清晰的图表将会使我们的论文和著作大为增色，因此，高端图表和数据分析软件是科学家和工程师们必备的工具[1]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于Origin软件数据处理的声速测量实验研究作者：张松锋周小东来源：《电脑知识与技术》2016年第15期摘要：声速测量实验常用的数据处理方法有逐差法和最小二乘法，但需计算数据较多，处理过程比较繁琐。
为了方便数据处理，本文对声速测量实验应用Origin软件处理实验数据进行了研究。
结果表明：驻波法和相位比较法测声速的拟合直线一样，说明两种方法测声速的实验数据都具有较好的线性关系。
但相位比较法的测量误差小于驻波法的，说明相位比较法在声速测量上优于驻波法，但也可能是相位比较法测量时数据间隔取得较大引起的，这点有待进一步的证明。
关键词：声速测量；驻波法；相位比较法；数据处理；Origin软件；拟合直线中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）15-0261-03Abstract： Data processing methods of sound velocity measurement experiment frequently use the gradual deduction method and the least square method， but need more calculation， and the process is complicated. In order to facilitate the data processing， in this paper the velocity measurement data processing using of Origin software were studied. The results show that the fitting line of standing wave method and phase comparison method is equally， also show that the datd of measuring sound velocity of the two methods have good linear relationship. But the measurement error of the phase comparison method is less than the standing wave method， illustrate the phase comparison method on the sound velocity measurement is better than that of standing wave method，but may be caused by the data interval made great when use the phase comparison method to measure . which needs further proof.Key words： sound velocity measurement； standing wave method； phase comparison method； data processing； origin software； fitting line1 概述声波是一种能在气体、液体和固体中传播的弹性机械波。
频率低于20Hz的声波称为次声波，频率在20～20000Hz的声波称为可闻波，而超过20000Hz的声波称为超声波[1]。
超声波具有波长短，易于定向发射等特点，使得在超声波段测量声速比较方便。
实际应用中超声波传播速度对于超声波测距、定位、液体流速测定、溶液浓度测定、材料弹性模量测定等方面都有重要意义[2]。
声速测量方法可分为两类：第一类方法是根据关系式V=l/t，测出传播距离l和所需时间t后，即可计算出声速；第二类方法是利用关系式V=λf，测出其波长λ和频率f也可计算出声速V[3-4]。
本文用到的驻波法和相位比较法属第二类方法，即利用声速和波长、频率的关系测量声速。
2 实验原理2.1 驻波法实验装置如图1所示，从发射换能器S1发出一定频率的平面波，经过空气传播到接收换能器S2，一部分被接收并在接收换能器电极上有电压输出，一部分向发射换能器方向反射。
如果换能器的接收平面和发射平面平行，则反射波和入射波将在两端面间来回反射叠加[5-6]，由波的干涉理论可知，两列反向传播的同频率波干涉将形成驻波，驻波中振幅最大的点称为波腹，振幅最小的点称为波腹。
由于声波传播过程中出现能量损耗，两列波形成的驻波并非理想驻波，但相邻波腹（或波节）之间的距离刚好等于半波长的整数倍，即示波器观察到的波形中相邻振幅极大值（或极小值）之间的距离为半个波长[7]。
改变两只换能器间的距离l，同时用示波器监测接收换能器上的输出电压幅值变化，可观察到电压幅值随距离周期性的变化。
若保证声波频率f不变，使用测试仪上的数显尺记录各相邻电压振幅极大值的位置，即可求出声波波长λ，则声速为因此，只要测出声波频率f和波长λ，就可利用（1）式计算出声速[8]。
2.2 相位比较法波是振动状态的传播，也可以说是相位的传播。
声波在传播过程中各个点的相位是不同的，当发射端与接收端的距离发生变化，入射波和反射波的相位差也变化[9]。
将发射换能器和接收换能器分别与示波器的Y1、Y2通道连接，那么在示波器的Y1、Y2方向就分别输入了两只换能器所在处的声波的简谐振动信号，这两个简谐振动的振幅、频率相同，干涉后形成的图形称为李萨如图形。
相位差不同时，李萨如图形也不同，如图2所示。
实验时改变S1、S2之间的距离l，相当于改变了入射波和反射波之间的相位差，在示波器上可观察到相位的变化，即李萨如图形的变化。
当S1和S2之间的距离变化刚好等于一个波长λ时，则发射与接收信号之间的相位差也正好变化一个周期（即△φ=2π），相同的图形就会出现。
实际上，从任何一个状态开始观察，只要李萨如图形复原，S2移动的距离就为一个波长，但为了取得较为准确的实验结果，实验时以李萨如图形变为直线时为记录点。
只要准确观察记录相位差变化一个周期时S2移动的距离，即可得出其对应声波的波长λ，即可利用公式（1）计算出声速V[10-14]。
2.3 空气中声速的理论值空气中的声速与环境温度和湿度有关，若只考虑温度的影响，声速的理论计算式为：其中t为环境温度，采用摄氏温标，T0=273.15K，V0为0℃时的声速，对于空气介质V0=331.45m/s。
根据（2）式可计算出t℃时空气中声速的理论值。
3 数据原始记录根据前述实验原理，声速测量时首先要测量环境温度t，本次实验的环境温度t=13.2℃。
其次是测试系统的最佳工作频率，如表1所示。
用驻波法测声速时，调节S1、S2之间的距离，使干涉波形的振幅达到极大值，记录此时数显尺的读数l1，然后同方向移动S2，依次记录振幅极大值时数显尺的读数l2、l3、……、l12，如表2所示。
用相位比较法测声速时，调节S1、S2之间的距离，使李萨如图形出现一、三象限斜直线，记录此时数显尺的读数l1，然后同方向移动S2，每出现5次一、三象限斜直线时记录一次数显尺读数，分别记为l2、l3、……、l6，如表3所示，这样两个相邻数据之间的差值为5个波长的长度。
4 数据处理及分析4.1 空气中声速理论值环境温度为13.2℃时，声速的理论值：=339.364m/s4.2 驻波法设拟合直线方程为y=a+bx，令y=li，b=λ/2，x=i，打开Origin软件后，界面上会出现两列空白数据表格A（X）、B（Y），分别输入1～12和l1～l12的值，以i为横坐标，li为纵坐标，利用Origin进行线性拟合，拟合直线如图1所示，拟合报告如表4所示。
从图1中可以看出拟合直线和理论曲线符合得较好，即i和li具有严格的线性关系，这也可以从拟合报告中看出，因为关联系数r=0.99999，非常接近于1，所以理论曲线接近于直线。
拟合报告中b=λ/2=4.76449，所以波长λ=9.52898≈9.529mm。
因此声速V=λf=9.529×35.928=342.358m/s与理论值的误E=（V-Vs）/Vs=0.88%。
4.3 相位比较法设拟合直线方程为y=a+bx，令y=li，b=5λ，x=i，打开Origin软件后，界面与驻波法一样，在数据表格A（X）、B（Y）中分别输入1～6和l1～l6，以i为横坐标，li作为纵坐标，利用Origin进行线性拟合，拟合直线如图2所示，拟合报告如表5所示。
从图2中可以看出相位比较法的拟合直线效果与驻波法一样，因为二者的关联系数r=0.99999，非常接近于1，所以相位比较法测声速时也可以得到较好的结果。
拟合报告中b=5λ=47.39303，所以波长λ=9.478606≈9.479mm。
因此声速V=λf=9.479×35.928=340.562m/s与理论值的误差E=（V-Vs）/Vs=0.35%。
5 结束语本文利用Origin软件对声速测量的实验数据进行了处理，从结果上来看，驻波法和相位比较法测声速在直线拟合时效果都较好，因为二者的关联系数r一样，所以两种方法测得的实验数据都具有良好的线性关系。
但两种方法测得声速实际值与理论值的误差不一样，相位比较法的误差小一些，说明相位比较法比驻波法在测声速上具有优势。
但也可能是数据间隔较大引起的，驻波法的数据间隔是半波长，相位比较法的是5个波长，这点有待笔者进一步证明。
参考文献：[1] 李相银.大学物理实验[M].北京：高等教育出版社，2009.[2] 刘书华，宋建民.物理实验教程[M].北京：清华大学出版社，2014.[3] 杨述武，赵立竹，沈国土.普通物理实验1-力学、热学部分[M].北京：高等教育出版社，2007.[4] 吴定允，常加忠.大学物理实验[M].河南：河南科学技术出版社，2014.[5] 郑庆华，童悦.声速测量实验的理论分析[J].宜春学院学报：自然科学，2006，28（4）：44-46.[6] 冯登勇，王昆林.声速测定实验不确定度、误差之比较研究[J].大学物理实验，2014，27（1）：88-91.[7] 张俊玲.驻波法测量声速实验的系统误差分析[J].大学物理实验，2012，25（5）：81-83.[8] 刘石劬.声速测量及不确定度分析[J].大学物理实验，2013，26（4）：99-103.[9] 王山林.关于声速测量实验的研究与设计[J].廊坊师范学院学报：自然科学版，2012，12（1）：45-46.[10] 王红晨，卞之.基于LabVIEW的声速测量[J].华中农业大学学报，2009，28（4）：504-506.[11] 张涛，黄立波，张永元，等.空气中声速测量的实验研究[J].西安科技大学学报，2004，24（4）：518-521.[12] 眭聿文.声速测量实验中声波的研究[J].西华大学学报：自然科学版，2011，30（1）：52-55.[13] 侯林涛，陈美銮，翟志雄.声速测量实验装置设计与实现[J].实验技术与管理，2009，26（5）：62-65.[14] 刘香茹，曹万民，巩晓阳.声速测量原理中的两个问题[J].洛阳工学院学报，2001，22（3）：86-88.。