3. Обработка массива данных и формирование набора графиков для отчета
В этой части занятия предлагается два примера зависимостей, представленных как массив точек, для последующей их обработки и построения графиков функций.
3.1. Зависимость электропроводности Gот температуры.
В данном задании предлагается преобразовать зависимость вида G=A*exp(-W/kBT)+B*exp(-E/kBT) к линейному виду и определить параметрW, который является некоторой энергией. В примере предполагается, чтоW>E, аkB= 1.38*10-23Дж/К.
1. Откройте новый файл в Origin.
2. Импортируйте файл ASCIIфункцииr_t.dat, находящийся в директорииМиЭЭТ/Lab1. Файл содержит данныеR (Ом),t (0C). Появится дополнительная строкаSparklines, показывающая ход изменения параметра любого столбца от номера строки и окноResults Log, которое можно закрыть.
Важно:При импорте используйте команду менюFile/Import/Single ASCII. В окне диалога (рис. 17) установить разделитель числа - точка. После этого импорт осуществится корректно.
3. Преобразуйте данные таблицы в следующую зависимость: ln(1/R)от1/T(K).Совет:для этого создайте новую рабочую книгу с исходными данными (можно открыть новую книгу, наведя курсор мыши на заголовок окна, вызвать меню правой кнопкой и выбрать командуDuplicate). Далее создайте новые колонкиT(K), 1/T(K),G(1/Ом),ln(G) (см. файл отчета) и заполните их значениями, используя команду меню колонокSet Column Values…(см. рис. 2б). Значение колонки 1/Т преобразуйте к числу в диапазоне 1 до 10, умножив данные на соответствующий множитель.Важно: для представления чисел в таблице отчета в удобной форме (две цифры после запятой), укажите параметры колонок в разделе параметраColumn/properties, согласно рис. 15. Функцияln( )находится в разделе менюF(x)/ Math окна задания значенийSet Column Value. После всех преобразований внесите соответствующие подписи в строку таблицыUnit (Единицы измерения) (установите курсор в поле и дважды щелкните левой кнопкой мыши. Для ввода используйте команды меню редактирования текста). Единицы измерений вносите с учетом вынесенных множителей. Далее внесите в строкуLong name(Полное имя) для столбцов 1/Tиln(G) данные подписи.
4. Для вычисления параметра W высокотемпературной области, необходимо разбить функцию на два участка: низкотемпературный и высокотемпературный (интервалы участков выбрать согласно построенной зависимостиln(1/R)от1/T(K)). Для выбора интервалов и проведения аппроксимаций, постройте график типаScatterфункцииln(1/R)от1/T(K). Для построения графика необходимо установить колонку1/T(K)какХкомпоненту. Для этого в меню колонки используйте командуSet As/X.
а)
б)
Рис. 15. Окно редактирования свойств колонки. ВкладкаProperties
Проведите аппроксимацию точек двух участков линейными функциями, используя команду меню Analysis/Fitting/Fit Linear/Open dialogи указав соответствующие диапазоны участков по оси Х. Далее удалите появившееся окно данных функций аппроксимации и задайте свойствоStyleнизкотемпературной функции –Dash, а высокотемпературной частиSolid. Цвет линий –Black.Важно! При построении графиков выбор интервалов должен содержать одну общую точку (точку излома).
5. Рассчитайте параметр W, учитывая соотношение:W=kB*Δln(G)/Δ(1/T) и множитель оси температуры.
6. Нанесите поясняющие подписи, оставив в окне подписей только аппроксимирующие функции. Для поясняющих подписей используйте следующий шаблон: низкотемпературная область y = A+B*x, где вместо коэффициентовAиВпоставить их значения (см. рис. 12). Вставьте в область графика значение параметраW. Итоговый график должен выглядеть как на рис. 16. Замечание: заметьте, оси графика оказались подписаны, т.к. соответствующие записи были внесены в строкуLong nameтаблицы данных.
7. Вставьте график как рис.2 в файл отчета <фамилия И.О.>_0.doc, предварительно открыв его вMS Word. Файл находится в папкеМиЭЭТ/<Номер группы>. Вставьте данные в таблицу 2, копируя их по-колоночно.
8. Сохраните файл отчета в этой папке.
Рис. 16. Итоговое окно графика после обработки функцииG(T)