Word版可编辑-实验设计与数据处理期末作业精心整理.docx

1、 实验设计与数据处理课程学习心得体会最开始知道这门课程的时候，有点好奇，因为没有书。后来上第一节课，老师告诉我们，没有订书是因为书上讲的太复杂。经过老师的讲述，我知道了这门课程的重要性。本课程列举典型实例介绍了一些常用的实验设计及实验数据处理方法在科学研究和工业生产中的实际应用，重点介绍了多因素优化实验设计正交设计、回归分析方法以对目标函数进行模型化处理。通过学习，我知道误差分为过失误差，系统误差与随机误差，并理解了他们的定义。另外还有对准确度与精密度的学习，了解了他们之间的关系以及提高准确度的方法等。方差分析是实验设计中的重要分析方法，应用非常广泛，它是将不同因素、不同水平组合下试验数据作为不同总体的样本数据，进行统计分析，找出对实验指标影响大的因素及其影响程度。通过理论课的学习，我知道了，实验设计与数据处理课程就是以概率论数理统计、专业技术知识和实践经验为基础，经济、科学地安排试验，并对试验数据进行计算分析，最终达到减少试验次数、缩短试验周期、迅速找到优化方案的一种科学计算方法。它主要应用于工农业生产和科学研究过程中的科学试验，是产品设计、质量管理和科学研究的重要工具和方法，也是一

2、门关于科学实验中实验前的实验设计的理论、知识、方法、技能，以及实验后获得了实验结果，对实验数据进行科学处理的理论、知识、方法与技能的课程。比起理论课的专业知识，我觉得上机课更加实用。上机课讲了Excel和Origin的许多操作，助教讲的很详细，像一些公式也会很细心帮我们打出来，很好的考虑到了对这些软件不太熟悉的我们。最后作业需要的Excel和Origin也会帮我们远程安装，很感谢。计算机软件的应用是计算机学科在化学领域中的最主要的应用之一，它不仅解决了化学计算中的复杂问题，而且利用虚拟的程序把化学世界的微观结构、光谱形态等形象地展现出来，以致把化学学科的教育和科研的革命推向一个崭新的阶段。所以，学习使用这些软件对我们来说很重要，它不只是对于当下的我们重要，也对于以后走向职场的我们同样重要。对于一个理工科生来说，实验并不陌生，基本上每门专业课都会涉及实验。但是，我们从来没有把实验的设计与后期的数据处理系统的学过，像这次把它作为一门课程并占有学分这是第一次。所以我知道，不仅是学分的获得，它在日后我们的学习工作中也占有重要的作用。最后，非常感谢学校能开设这门课程 ，也感谢老师能够那么敬业的教

3、我们，还有助教在上机课和平时对我们的帮助。实验设计与数据处理课程作业（1）1. 将表格中不及格的成绩用红色加粗标记;计算每位学生的平均分和总分，并按总分多少排序。（1） 输入数据（2） 用红色加粗标记处不及格成绩（3） 求平均分和总分（4） 将总分排序（5） 最后结果2. 求下列数据（9次测量结果）的算术平均值、几何平均值、调和平均值、样本标准差s、总体标准差、样本方差s2、总体方差2、算术平均误差和极差R。（1） 输入数据（2） 算术平均值（3） 几何平均值（4） 调和平均值（5） 样本标准差s（6） 总体标准差（7） 样本方差s2（8） 总体方差2（9） 算术平均误差（10） 极差R（11） 最后结果实验设计与数据处理课程作业（2）1.已知c与t的函数关系可以如下的数学模型表达：c=c0eAt。试用Excel的图表功能分别在笛卡尔坐标系（普通直角坐标中）和半对数坐标系中画出c与t之间的线图。（1） 输入数据（2） 笛卡尔坐标系（3）半对数坐标系（3） 最后结果2.今由仪器测得40下巧克力浆的剪应力与剪切率ddy的关系如下表所示。请用作图法确定卡森方程系数。（1） 输入数据（2） 对

4、数据进行转换（3） 插入散点图（4） 添加趋势线，显示R的平方值（5） 结果截图（6） 卡森方程表达式 =2.132ddy+4.343实验设计与数据处理课程作业（3）1.为考察温度对某种化工产品得率的影响，选取了五种不同的温度，在同一温度下各作三次试验，试验数据如表1。试问温度对得率有无显著影响。（1） 在excel中将待分析的数据列成表格（2）单因素方差分析（4） 单因素方差分析结果（4）因为FF-crit,故温度对得率有显著影响。2. 为了考察pH值和硫酸铜溶液浓度对化验血清中白蛋白与球蛋白的影响，对蒸馏水中的pH值（A）取了4个不同水平，对硫酸铜溶液浓度（B）取了3个不同水平，在不同水平组合下各测了一次白蛋白与球蛋白之比，结果列于表2中，试检验两个因素对化验结果有无显著影响。（1）在excel 中将待分析的数据列成表格（2）无重复双因素方差分析（3）无重复双因素方差分析结果（4）因行和列的FF-crit,故硫酸铜溶液浓度和PH值都对化验结果有显著影响。实验设计与数据处理课程作业（4）1、下表给出了某种化工产品在3种浓度、4种温度水平下得率的数据，试检验各因素及交互作用对产品得率的

5、影响是否显著。（在每种组合水平上有重复试验，但不能将它们填在同一单元格中，且不能省略标志行和列）（1）将excel中待分析的数据列成表格（2）可重复双因素方差分析（3）可重复双因素分析结果（4）分析总结：只有浓度对产品得率有显著影响，而温度以及连着的交汇作用对产品得率没有显著影响。2. 在送到某工厂的原料中，含有两种有用的组分A和B，为了研究这两种组分含量之间的关系，在不同地区和不同时间送来的原料中，取10个样品进行化学分析，得到下表结果 ，试确定这两种组分含量之间的关系。（1）在excel中将待分析的数据列成表格（2）回归分析（3）回归分析结果（4）A与B的含量关系为：B=5.4+0.24A， 相关系数：r=0.92, 说明自变量与因变量之间有较高的相关性。实验设计与数据处理课程作业（5）1. 已知方程y=a+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+b12x1x2，待分析的数据如下表所示，试利用Excel中的“回归”工具确定该回归方程中的回归系数。（1）在excel中将待分析的数据列成表格（2）回归分析（3）回归分析的结果（4）所以从方差分析报告可知，a=468.53,b1=9.09

6、,b2=-26.56,b3=-23.23,b4=-41.74,b12=-6.75。故所求方程y=468.53+9.09x1-26.56x2-23.23x3-41.74x4-6.75x1x2 。2. 简单二维图的绘制离心泵性能试验中，得到离心泵不同流量qv和轴功率Pa的数据，如下表所示，试用Origin绘制出两者之间的关系曲线。（1）在origin中将待分析的数据列成表格（2）插入散点图（3）绘制两者中之间的关系曲线 实验设计与数据处理课程作业（6）1. 三角形坐标图的绘制25时，乙醇-苯-水物系的相互溶解度数据（质量分数）如下表所示，试利用Origin绘出三元相图。（1）添加一列（2）在origin中将待分析的数据列成表格（3）绘制二元相图（4）最后结果2三维图的绘制三维表面图和三维等高图为了提高某种淀粉类高吸水性树脂的高吸水倍率，在其他合成条件一致的情况下，重点考察丙烯酸中和度和交联剂用量对产品吸水倍率z的影响，已知丙烯酸中和度（x）的变化范围为0.70.9，交联剂用量（y）的变化范围为13mL，这两个因素与试验指标（z）之间的函数关系如下：z=-1544.0+4539.8x+227

7、.0y-78.0xy-2678.7x2-48.3y2试利用Origin绘制该曲面图和对应的等高线。（1）New Matrix 建立新数据矩阵（2）View Show X/Y（3）Matrix（4）绘制三维表面图（5）绘制三维高等图实验设计与数据处理课程作业（7）1. 简单线性拟合以硝基苯酚醋酸酯水解的速率常数实验为例：采用初始浓度法，测定金属配合物模拟水解酶催化对硝基苯酚醋酸酯水解的速率常数，实验中得到的时间和吸光度值如下表所示：利用origin对数据进行拟合，写出拟合方程。（1）在origin中将待分析的数据列成表格（2）绘制散点图（3）线性拟合（4）线性拟合结果（5）拟合方程所以，拟合方程为Y=0.11153+0.00157X2. 多元线性拟合某湖八年来湖水中COD浓度实测值(Y)与影响因素：湖区工业产值(X1)、总人口数(X2)、捕鱼量(X3)、降水量(X4)等的数据资料见下表：要求建立污染物Y的水质分析模型（1）输入数据，将COD浓度实测值设为Y,其余设为X. 在origin中将待分析的数据列成表格（2）多元线性拟合（3） 多元线性拟合结果（5）多元线性回归式Y=-13.98+

8、13.192X1+2.4228X2+0.0754X3-0.1897X4R-Square=0.96408,F=47.96541，P=0.00473实验设计与数据处理课程作业（8）1.多项式拟合，写出拟合方程（1）在origin中将待分析的数据列成表格（2）插入散点图（3）设置坐标轴（3）多项式拟合A.二级多项式拟合由拟合的结果可得，二级多项式拟合的相关系数为0.98301B. 三级多项式拟合由拟合的结果可得，三级多项式拟合的相关系数为0.97568（5）多项式拟合结果的分析拟合结果来看，二级多项式拟合的相关系数比三项多项式拟合的相关系数大，且二级多项式拟合的相关系数很接近1，拟合线与数据点吻合的很好。因此这组数据的变化规律可以用一元二次多项式来描叙 Y=-67.60378+17.56846X-0.45883X22.指数拟合指数拟合可分为指数衰减拟合和指数增长拟合，指数函数有一阶函数和高阶函数。下面以给定的excel样本为例，说明指数衰减拟合，并写出拟合方程。（1）在origin中将待分析的数据列成表格（2）指数拟合（3）指数拟合的结果（4）指数拟合的结果分析该指数拟合为指数衰减拟合，拟合的相关系数R=0.99984,拟合的效果非常好。拟合方程为Y=102.20334+158.19382e-x/2.42837

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