Excel处理实验数据举例
任务:测绘实验数据的曲线,计算曲线的回归方程及线性相关系数,电压对位置的变化率即灵敏度dXdU
第一步:打开和建立excel数据表格(见图1),并按照测量精度填入测量数据,表格项目应该清楚明了。
图1 画表格填数据
如果数据精度没有对齐,可以选取数据区间后按鼠标右键选择设置单元格格式(见图2),再点击数字中的数值
类型选项,选择合适的小数位数或者用科学记数类型选择合适的有效数字(其整数是一位,小数位可选择)。原
则上要选择可负号的格式(这样才能可以输入负数)。(见图3)
图2
图3
第二步:选中表格外任意空白单元,点击“插入菜单”中图表向导及“X散点图”(见图4)
图4
点击下一步,选取“系列”选项,点击“添加(A)”,在名称框写上“U1-X”(见图5)
图5
点击X值(x)后,选中数据表中X列数据,即曲线的横坐标值,点击框的右端即可输入X值(见图5);再点
击Y值(y)选中数据表中U1列数据,即曲线的纵坐标值,点击框的右端输入Y值,出现曲线U1-X(见图6)。
如果添加U2-X曲线可以再点击“添加(A)”,按上述步骤可完成U2-X曲线。
图6
第三步:点击“下一步”,在标题选项中填入坐标名称和单位X(mm)、U(v),在网络线选项中去掉网络线的勾
“V” 。(见图7)
图7
第四步:
点击“下一步”,和“完成” ,完成基本测绘图。再进行测绘图的规范,将X(mm)、U(v)拖到坐标轴
合适位置,鼠标移到绘图区,按 “右键”,菜单选中“删除”,可以将背景色改为无色。鼠标移到Y轴附近,
出现数值(y)轴标记(见图8),点击“右键”出现“坐标轴格式” ,在“刻度”选项中根据实验数据范围和
精度,设置最大值为0,最小值为-4,主要刻度单位为1,次要刻度单位为0.2(见图9) ;“图案”中选择“主
要刻度线”和“次要刻度线”为“内部” 。最后点击“确定”,则坐标轴刻度重新标度了(见图10、11)。
图8
图9
图10
图11
第五步:完成测绘图后,将鼠标移到曲线附件,出现“系列‘U1-X‘引用”(见 图11
)后,按鼠标右键,再在
选项中选“添加趋势线”,根据曲线变化趋势,类型选“多项式”,阶数取“2”(曲线如果不光滑有折断线可提
供阶数),(见 图12),“选项”卡中选中“显示公式”“显示R的平方值(线性回归系数)”(见 图13),“确定”
后,得到曲线的回归方程及线性相关系数U1 = 0.1183x2 - 1.352x + 0.4299, R2 = 0.9993(见图14),并选中y
字母将其改为变量名称U1。值得注意的是U1列前三列数值都是0.01,我们可以在画图时去掉前面两个,使得
曲线更平滑些(见图15),算出来的回归方程曲线和线性相关系数更接近实际曲线。
图12
图13
图14
图15
第六步:
已知回归方程U1 = 0.1183x2 - 1.352x + 0.4299,求电压UI对位置X的变化率即灵敏度dXdU。先方
程两边求导得到电压对位置的变化率= 0.1183x2 - 1.352x。点击铁灵敏度下面第一个单元,将公式写到单元或在
编辑栏中 写入“=2*0.1183*A4-1.352”,这里A4是x变量对应单元值的名称。回车或点击编辑栏旁的“输入V”,
即完成公式编辑(见图16)。再将鼠标移到该单元右下角出现符号“+”,拖动鼠标可以将公式复制到别的单元,
得出各点的灵敏度。在平均值旁的单元写入等号=和选择求平均值函数=AVERAGE(E4:E24)及数据范围,按“确
定”,则得到铁的灵敏度在0~4毫米的平均灵敏度(见图17)。
特别注意的是单元在建立或复制公式、函数时,里面变量的数据区都必须有对应数据才能进行计算,写公式或
输入函数时,第一个符号必须是“=”,否则出现错误。程序写好后保存,以后改变数据,程序将自动更新结果。
图16
图17