用Origin求解金属电阻温度系数

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摘要:该文主要介绍了用origin软件求解金属电阻温度系数的方法,这种方法简单易用,结果准确。

关键词:Origin;温度系数;线性拟合

中图分类号:O4-39文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)13-3559-02

Solving Method of Temperature Coefficient of Resistance by Using Origin Software

WANG Guang, YU Dan

(Basic Courses Department, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China)

Abstract: This paper introduces the method how to solve temperature coefficient of resistance by using Origin software. It is an easy-to-use and correct method.

Key words: Origin; temperature coefficient of resistance(TCR;linear fitting

1 概述

在惠斯登电桥测电阻这个实验中,涉及到了金属电阻丝温度系数的测定。此实验测量不同温度时金属电阻丝的阻值,然后由实验数据作出阻值和温度之间的关系曲线,由曲线的截距和斜率就可以得到金属电阻丝的温度系数。通常的作法是在一张坐标纸上作出曲线,通过坐标纸的刻度和比例尺得到曲线的截距和斜率。不过这种作法受到坐标纸精度的限制,测量结果误差较大。

随着计算机技术的发展,各种数据处理的软件不断涌现,其中的Origin是一款较流行的专业绘图和数据处理软件,而且其简单易学、操作灵活、功能强大。既可以满足一般用户的绘图需要,也可以满足高级用户数据分析的需要。

2 Origin简介

Origin是OriginLab公司开发的绘图和数据分析软件,是科研人员和工程师常用的高级绘图和数据处理工具。

Origin的绘图是基于模版的,Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模版而且允许用户自己定制模版,绘图时选择数据和合适的模版就可以了。Origin可以导入xls、csv、txt、dat等多种格式的数据作为绘图的数据源。另外,它还可以把图形输出成多种格式的文件,譬如JPEG、GIF、EPS等等。

Origin的数据处理包括统计、信号处理、频谱分析和曲线拟合等各种完善的数据分析功能。输入数据后,进行数据分析时,先选择要分析的数据,然后再选择相应的菜单命令即可。

3 用Origin处理惠斯登电桥实验数据

在惠斯登电桥测电阻实验中,利用电桥测得的金属电阻的温度和其电阻之间关系如表1所示。

表1 金属电阻温度和电阻之间关系

将数据输入Origin的工作表窗口中,其中A(X)列输入温度值,B(Y)列输入电阻值,其中温度为自变量,电阻为因变量,如图1所示。输入完成后选中所有数据,点击Plot菜单中的Symbol>Scatter,就可以获得温度和电阻之间的关系曲线,如图2所示。此图即为由实验获得的金属电阻温度和电阻之间的关系曲线。此曲线较传统的手工在坐标纸上作图更为准确,而且简单方便,便于计算机进行处理。

在实际应用中,可以先将数据输入Excel中,也可以将以前记录的数据通过Origin的导入功能导入到Origin中,只要选择File>Import>Import Wizard按照提示操作就可以了。绘图时也可以通过点击工具栏中的绘图按钮直接在图形窗口绘出图形,而且可以通过按钮旁边的下拉菜单选择曲线的类型,包括直线图、描点图、向量图、柱状图、饼图、区域图、极坐标图以及各种三维图表、统计图表等等。

然后利用Origin的线性拟合功能,点击Analysis菜单中的Fitting>Fit Linear,按照提示选择默认参数操作就可以得到线性拟合的结果,如图3所示。其中截距a为102.78107,其标准偏差为0.09215,斜率b为0.2925,其标准偏差为0.00165,于是可以得到电阻的温度系数为b/a。同时系统也会在原图上作出拟合后的曲线,如图4所示。从图4可以看出拟合的效果较好。而且,可以定制曲线、坐标轴的样式、添加文本说明、日期和时间标记等,基本上可以满足大多数的制图要求。

此外,Origin除了可以进行线性拟合外,还可以进行多项式拟合、指数衰减拟合、指数增长拟合、非线性拟合、用户自定义函数拟合等等。其拟合功能强大,操作简便,很适合日常工作、学习使用。

4 结束语

本文论述了使用Origin软件中的线性拟合求解惠斯登电桥实验中的金属电阻温度系数的具体方法。由实验数据作出图形,进行了简单的数据分析,并利用Origin的线性拟合获得了金属电阻的温度系数。这种方法较传统用坐标纸作图的方法简单易用,而且结果准确,充分利用了现代的计算机技术。

参考文献:

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