用用 Excel 软件作图软件作图及及数据数据拟合拟合 通过半导体磁阻效应实验的数据处理过程, 向大家讲解如何用 Excel 软件来作图和对离 散的数据点做数据拟合,得到经验公式 一、一、励磁电流与磁场强度的关系励磁电流与磁场强度的关系(作图)(作图) 1、在 Excel 中输入数据,见图 1 图 1 2、选中作图的数据,见图 1 中的黑色方框 3、点击“图表向导”按钮,见图 2 图 2 4、点击后出现图 3,选择“XY 散点图” ,子图表类型选择“平滑线散点图” (如箭头所 指) ,点击“按下不放看查看示例”按钮则显示所作的图形(图 4 所示) 图 3 图 4 5、点击“下一步”出现图 5,给图取一个名称(如励磁电流与磁场强度) 图 5 6、图 5 中点击“下一步”出现图 6,这里设置的参数较多,可以边设置边看右边显示 的图形是不是你所需要的这里其实就是进行设置,作出一个美观、科学的图形大家可以 多试试 图 6 7、点击“完成” ,可以得到图 7 图 7 8、对图进行进一步美化,可以对图进行修改,或删除不要的部分。
双击图中的坐标轴(x 或 y 轴) ,弹出图 8,可以进行相应的设置多试试就熟练了如我进行的修改,见图 9,对 比图 7 可以发现横轴的差异 图 8 图 9 9、双击图 9 中绘图区的“灰色小方块”部分,弹出“绘图区格式” (见图 10) 选择区 域颜色为“无” ,则不出现图 9 中的一大片灰色区域,见图 11 图 10 图 11 10、将图复制到 word 即可打印出数据处理结果 二、二、完整的磁阻效应曲线完整的磁阻效应曲线(((0)RBR曲线曲线))与上面介绍的“励磁电流与与上面介绍的“励磁电流与磁场强度的关系”类似,这里不说了磁场强度的关系”类似,这里不说了 (作图)(作图) 三三、、线性段的作图和拟合过程线性段的作图和拟合过程(拟合)(拟合) 1、输入数据;选择数据;点击“图表向导”按钮 2、选择子图类型为“散点图” (图 12 中的箭头所示) ,后面的“下一步”与上面介绍 的类似,这里就不说了完成后可以得到图 13 图 12 磁阻效应线性段的拟合00.20.40.60.811.200.20.40.6 磁场强度(T)磁阻MR磁阻效应线性段的 拟合图 13 3、选择图 13 中某个离散的点,点击右键,出现图 14,选择“添加趋势线” 图 14 4、选择“添加趋势线”后,出现图 15,在“类型”下选择“线性” ;在“选项”下选 择“显示公式”和“显示 R 平方值” 。
图 15 5、点击“确定”后,出现图 16 的结果(拟合直线,经验公式,相关系数) 图 16 6、双击“拟合的直线” ,出现图 17,进行图形美化;如我改变颜色(效果见图 18) 图 17 图 18 7、对坐标轴的美化,上面已经介绍过了,这里类似,不再赘述 四四、、曲线曲线段的作图和拟合过程段的作图和拟合过程(拟合)(拟合) 其作图和数据拟合过程与线性段类似,这里说说曲线段的几个不同的地方 1、磁场强度的平方如何用 Excel 计算 (1)输入磁场强度的数据 (2)鼠标左击右边一空白方框 (3)在公式输入栏,输入公式(见图 19,A1*A1 就是平方,当然如果你知道平方函数 的话也可以用平方函数) ,输入好后,回车即可(见图 20) 图 19 图 20 (4)复制已经计算的结果(见图 21 的虚线方框) ,选择其他数据后面的小方框(图 21 中的黑色方块) ,按下“ctrl+V”键(即粘贴) ,可实现相同的计算过程(见图 22) 图 21 图 22 其他更复杂的数据运算都可以用 Excel 的计算, 前提是你要了解 Excel 软件定义的函数。
2、上标和下标 由于横坐标是磁场强度的平方,所以物理量单位也是平方,上标如何标识,见下面的 过程: (1)选择上标字符(见图 23 中箭头所指的数字“2”即是我要的上标) 图 23 (2)在数字“2”上右键,然后选择“坐标轴标题格式” ,见图 24 图 24 (3)在弹出的“坐标轴标题格式”中选择“上标” ,见图 25;其结果如图 26 图 25 图 26 3、坐标轴刻度格式 (1)由于我在计算磁场强度时用的科学记数法,横坐标显示的科学记数法结果,见图 27 所示 图 27 (2)改成常规方法,见图 28 图 28 对曲线段的数据拟合,对曲线段的数据拟合,其数据与其数据与结果见图结果见图 29 图 29 用用 Excel 命令命令求解求解 a、、b、、r 设铜丝电阻随温度变化的实验数据如下,用 Excel 求解 a、b、r 求解步骤 t(℃) 25.1 32.0 40.1 47.0 54.0 60.8 67.1 73.7 Rt(Ω) 21.34 21.91 22.58 23.15 23.73 24.27 24.80 25.32 1、把 t、Rt 数据按列对应输入 Excel 表格内,如把 t 输在第一列(A1:A8) ,Rt 输在第二列 (B1:B8) 2、 在相邻两个空白格 (如 C1、 D1 格) 内, 分别输入说明和函数。
如在 C1 中输入说明 “a=” , 回车;在 D1 中输入函数“=intercept(B1:B8,A1:A8)” ,其中 A1:A8、B1:B8 分别给出自变量、 因变量的对应位置,回车,即显示“a=19.28848” 3、同样可在 C2、D2 空白格内分别输入说明“b=” ,函数“=slope(B1:B8,A1:A8)” ,回车后, 显示“b=0.082021” 4、同样可在 C3、D3 空白格内分别输入说明“r=” ,函数“=correl(B1:B8,A1:A8)” ,回车后, 显示“r=0.99998” 。