用Excel处理磁阻效应实验数据

磁场的测量（数据处理表格） 周 星期 讲
一、 用正切电流计法测量地磁场水平分量 学号 姓名 数据记录、处理表格（测量角度约5º左右为一次，并以换向前后电流值调至一致为准） 根据公式（1）计算平均值 根据公式（2）用计算器（线性回归法）计算C 值 ）1212
(4
θθθθθ''+''+'+'= （1） θCtg I = （2）C = 根据公式（3） ==
C R
N B 2
30//58μ—————— = （高斯） （3）
二、
用磁阻传感器测量地磁场
1. 仪器显示电压值： =A V ( V ), =B V ( V )
2. 根据公式： f
V V ⨯=输出显示 =A V 输出 ( V ), =B V 输出 ( V )
3. 根据公式：)(1/)(1/)(1//Gs V mV B V V s ==工作输出 计算B 值： 水平分量=//B (高斯), 垂直分量 =⊥B (高斯), 合成磁场=B （高斯）， 磁倾角 =φ （ ）。

三、 用简易作图法描述三维空间地磁场：。

EXCEL 在物理实验数据处理中的应用陈莹梅,黄细光(韶关学院信息工程学院实验中心,广东韶关512005,)摘要:EXCEL 软件具有强大的数据处理、分析、统计功能,将EXCEL 用于大学物理实验教学中的实验数据处理,不用编程,学生易学易用.本文结合实例介绍了用EXCEL 处理实验数据的方法.关键词:EXCEL;物理实验;数据处理中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-5348(2005)06-0121-04在物理实验教学中,学生要对获得的实验数据进行处理,评定不确定度、绘制表格和进行数据拟合等,整个过程计算量繁重,既费时又费力.随着计算机的发展和普及应用,用计算机处理实验数据已成为趋势.用计算机处理实验数据需要掌握一定的计算机语言,因此,长期以来一些具体的应用难以进入物理实验教学中.EXC EL 是常见的应用软件,具有强大的数据处理、分析、统计功能,函数功能丰富,图表种类繁多,和一般软件一样有下拉式菜单,学生易学易用.本文结合实例介绍EXCEL 在物理实验数据处理环节中的应用.1辅助分析,实现粗差数据的剔除在测量的过程中,由于某些突发的因素和测量者的疏忽,测量数据中会含有稍许偏大或偏小的数据.根据格罗布斯判据,一列等精度测量值X 1,X 2 ,X n ,可保留数据的范围为[1]:( X -G n S ) X i ( X -G n S ),利用E XCE L 的条件格式菜单即可轻而易举地发现存在粗差的数据.图1 用EXCEL 剔除粗差例1 米尺测量金属丝长度,用EXCEL 判断的步骤为:!创建EXCEL 工作表格,将数据输入到B4:B13中.∀在C14单元格分别输入公式#=AVE RAGE(B4:B13)∃算出平均值;在C15单元格分别输入公式#=COUNT(B4:B13)∃算出数据个数;在C17单元格分别输入公式和#=LN(C15-2.65) 2.31+1.305∃算出格罗布斯判据;在C16单元格输入公式#=STDE V(B4:B13)∃算出标准偏差(参见图1).%选中数据区域C4:C13,单击菜单的格式&条件格式,弹出条件格式对话框(参见图2).在条件1中选#未介于∃,在插入点定位在表达式框中,输入#=S |CS |14-S |CS |17*S |CS |16∃;另一个输入#=S |C S |14+S |CS |17*S |C S |16∃表达框.∋点击#格式∃选择#粗斜体∃,粗差的数据就会以#粗斜∃格式显示,(参见图1),即可将粗差数据删除.2完成复杂计算,实现数据的自动处理在物理实验中,测量数据的处理、测量不确定度的评定,函数关系复杂,利用EXCEL 强大的函数功能,在表格中编辑各种复杂的函数,即可快捷完成各种复杂计算[2].同时利用E XCEL #自动重算功能∃还可以根据数据源的变化随时#刷新∃表格中设定的函数公式所给出的值,实现数据的自动处理.收稿日期:2004-12-23作者简介:陈莹梅(1959(),女,广东潮州人,韶关学院信息工程学院实验中心实验师,主要从事物理实验教学.2005年6月韶关学院学报(自然科学版) Jun.2005第26卷 第6期Journal of Shaoguan University (Natural Science) Vol.26 No.6图2 条件格式对话框例2 用游标卡尺测量圆柱体,用EXCE L 实现数据的处理步骤为:!将数据输入创建的EXCEL 的表格,选择对应的数据区间,分别在H4、H5输入公式#=AVERAGE()∃,求出各量的平均值;分别在I4、I5输入公式#=STDEV()∃求出各量的A 类不确定度;分别在J4、J5输入公式#=0.02 SQRT(3)∃,求出各量的B 类不确定度;∀分别在K4、K5输入公式#=SQRT(POWER(I4,2)+POWER(J4,2))∃与#=SQRT(POWER(I5,2)+POW E R(J5,2))∃求出各量的合成不确定度;%在C6输入公式#=3.14*POWER(H4 2,2)*H5∃求出圆柱体的体积;在K6输入公式#=SQRT(POW ER(2*K4 H4,2)+POWER(K5 H5,2))∃求出相对不确定度;在G6输入公式#=K6*C6∃即可求出圆柱体的不确定度(参见图3).图3 EXCEL 处理数据表格3生成图表,改变数据隐含的趋势信息在数据处理中,常用图解法.利用图线显示数据间的内在信息,找出物理量之间的关系,具体操作时将数据点连成曲线固然直观,但要从复杂的曲线上确定函数的参数却比较困难,为此常进行坐标变换[1],改变数据抽象内涵的趋势信息.利用EXCEL 的图表功能可快捷、准确地改变数据的抽象外观,将数据隐含的复杂信息趋势转换为简单的线性关系.例3 表1为测量热敏电阻的阻值与温度的数据,电阻阻值与温度的变化关系为:R T =ae b T ;令y =ln R T ,A =b B =ln a ,x =1T将曲线变换为直线:y =Ax +B .表1 热敏电阻阻值与温度的测定结果序号12345678910T C o C27.029.532.036.038.042.044.548.053.557.5T K300.2302.7305.2309.2311.2315.2317.7321.1326.7330.7R T 3427312428242494226120001826163413531193 用EXCEL 操作的方法为:!将数据输入创建EXC EL 表格中,在C3:D12,求出#X ∃#Y ∃(参见图4).∀选定数据区域C3:D12,在图表类型中选择#XY 散点图∃按照提示要求即可作出散点图,并对该图表作出适当的调整,右键单击图表中的数据,选择#添加趋势线∃即可做出曲线直观图,参见图5.%选定数据区域F3:G12,用方法∀的步骤将图5的曲线改为直线,为数据分析带来极大的方便(参见图6). 122 韶关学院学报(自然科学版)2005年图4 数据线性变换表格图5 电阻与温度的关系 图6 曲线变换直线4拟合曲线,显示数据的内在联系在实验数据处理中,用最小二乘法进行线性拟合、参数的确定、数据的回归分析,大量的过渡性计算复杂繁琐,用手工操作即费时又易出错,利用EXC EL 强大数据分析功能,把复杂繁重的计算工作交给电脑,回归方程的参数和各参数的标准偏差、拟合直线可一并获得[3,4],将复杂问题的处理变为简单问题的处理.例4 在单摆测量重力加速度g 的实验中,运用最小二乘法利用EXCEL 的数据分析功能的操作方法为:!将数据输入EXCE L 单元格B3:C8;∀单击#工具∃菜单中的#数据分析∃命令.(在#工具∃菜单中,单击#加载宏∃命令,在#加载宏∃对话框中选中#分析工具∃)弹出#回归∃对话框;%在#Y 值输入区域∃、#X 值输入区域∃中分别输入B3:B8和E3:E8存放的数据,∋在#输出选项∃选择数据处理结果显示的区域并选择#线性拟合图∃的复选框,单击确定,就可完成数据的曲线拟合、线性参数及其标准偏差和相关系数,使重复繁琐的计算问题变为简单的操作(参见图7).图7 单摆实验直线拟合(下转第140页)第6期陈莹梅,等:EXCEL 在物理实验数据处理中的应用 123的好奇心和异样行为,鼓励多样性和个性发挥,使学生感到心理安全和心理自由.在知识的海洋里遨游,是培养学生创造性思维的必要条件,能否创造这样的条件,就要看教学过程中的师生关系如何.只有和谐、平等、民主的师生关系,才能创造出这种气氛.要做到这一点,体育教师必须具有坚实的专业基础,熟练的动作技术、技巧,有强烈的事业心和责任心;教师要和蔼开朗,对学生平等公正,既严又爱,做学生的良师益友;教师要尊重学生,建立起对学生的责任感,消除学生的约束感、压抑感等学习心理障碍.使学生得到愉快的情感体验,产生学习的内在动力;教师要保护学生的好奇心,鼓励学生大胆怀疑,敢于提出问题,发展其求异思维和丰富想象力,进而促进学生创造性思维的发展.同时,体育教师还要经常深入到学生中间,了解学生的学习状况,征求意见,不断改进教学方法,探索培养创造性思维的途径,促进教学质量的提高.参考文献:[1]王丽君.幼儿体育教育中创造性教育的几个问题探讨[J].浙江体育科学,2001(4):51-53.[2]尹志平.谈体育课堂教学中学生创新能力的培养[J].体育教学,2000(1):38-38.[3]王渺一,郭海力.体育教学培养学生创新能力的途径和方法[J].体育教学,2000(1):41-43.Discussion of Students )Creative Minds Education Duringthe Physical Education TeachingFANG Hui(Deparment of Physical Education,Zhengzhou Light Industry C ollege,Zhengzhou 450002,Henan,China)Abstract :Educating of students )creative minds has already bec ome an important topic in today )s education and has been gaining more attention.This article discusses and analyze,how to achieve this goal of educating students )creative minds according to the characteristica of physical education.Key words :physical education teaching;creative minds;education(责任编辑:赵 鸥)(上接第123页)参考文献:[1]杨述武.普通物理实验[M].北京:高等教育出版社,2000.[2]倪敏,诸燕萍.EXCE L 软件在物理实验中的应用[J].物理实验,2000,20(4):16-19.[3]唐曙光.基于EXCEL 的实验数据最小二乘法计算探讨[J].大学物理实验,2003,16(4):43-45.[4]费业泰.误差理论与数据处理[M].北京:机械工业出版社,2000.The Application of EXCEL to Data Processing of Physics ExperimentCHEN Ying mei,HUANG Xi guang(Experimental Center,College of Information Engineering,Shaoguan University,Shaoguan 512005,Guangdong,China)Abstract :E XCEL possesses po werful function of data processing,analyzing and statistics,students will easy learn and use it due to free of programming when EXCE L is used in experimental data processing of university physics experiment teaching.This paper makes use of the examples to introduce EXC EL in processing experimental data.Key words :EXCE L;experimental data;data processing (责任编辑:颜志森) 140 韶关学院学报(自然科学版)2005年。

磁滞回线数据表格及处理磁滞回线是物质在磁场中受到磁化作用时呈现的非线性特性。

磁滞回线的数据表格是对物质磁化过程中的磁场强度与磁化强度进行记录和处理的一种方法。

本文将介绍磁滞回线数据表格的应用及处理方法。

磁滞回线数据表格通常由两列数据组成，一列是磁场强度（H），一列是磁化强度（B）。

磁滞回线实验通常通过改变外加磁场强度来记录物质磁化的过程。

在正向磁场作用下，物质的磁化强度逐渐增加，当磁场达到一定强度时，磁化强度达到饱和，磁滞回线呈现一个闭合回路。

在磁场方向反向的情况下，物质的磁化强度也会随着磁场的减小而减小，直到反向磁场也达到饱和。

磁滞回线数据表格的处理可以帮助我们了解物质的磁化特性以及对磁场的响应。

一般来说，我们可以通过磁滞回线数据表格中记录的磁化强度与磁场强度的关系来计算物质的磁导率、磁化率以及磁滞损耗等参数。

磁导率是描述物质磁场响应的一个重要参数，可以通过磁滞回线数据表格中的斜率来计算。

具体而言，我们可以通过磁滞回线数据表格中的斜率对应的磁字段强度和磁化强度计算出磁导率。

磁导率的大小可以反映物质对外部磁场的响应能力，对于不同的物质而言，磁导率的大小也会有所不同。

磁化率是物质在磁场作用下磁化程度的一个度量，可以通过磁滞回线数据表格中的磁化强度与磁场强度的比值来计算。

具体而言，我们可以通过磁滞回线数据表格中的磁化强度与磁场强度对应的数值计算磁化率。

磁化率的大小可以反映物质在外部磁场作用下的磁化程度，对于不同的物质而言，磁化率的大小也会有所不同。

磁滞损耗是物质在磁化过程中耗散的能量损耗，可以通过磁滞回线数据表格中的闭合回路面积来计算。

具体而言，我们可以通过磁滞回线数据表格中的闭合回路的面积计算磁滞损耗。

磁滞损耗的大小可以反映物质在磁化过程中的耗能程度，对于不同的物质而言，磁滞损耗的大小也会有所不同。

除了对磁滞回线数据表格中数据的处理，我们还可以通过绘制磁滞回线的图像来更直观地观察磁化过程及相关特性。

磁阻效应实验报告数据一、实验目的本实验旨在探究磁阻效应，了解磁阻效应的基本原理和表现，并通过实验数据分析磁阻效应在实践中的应用。

二、实验原理磁阻效应是指当电流通过磁性材料制成的导体时，磁场会对电流产生阻碍作用，导致电阻值发生变化的现象。

这种现象可以通过磁阻定律进行描述。

磁阻定律指出，磁阻与电流和磁场方向之间的关系可以用以下公式表示：Rm = μ0 × H / I其中，Rm为磁阻，μ0为真空中的磁导率，H为磁场强度，I为电流。

当磁场与电流垂直时，磁阻最大；当磁场与电流平行时，磁阻最小。

三、实验步骤1.准备实验器材：磁性材料制成的导体、电源、电阻器、电流表、磁场发生器、数据采集器等。

2.将电源、电阻器、电流表、磁场发生器与磁性材料制成的导体连接起来，构成一个闭合回路。

3.将数据采集器与磁性材料制成的导体连接起来，以便记录实验数据。

4.开启电源，使电流通过磁性材料制成的导体，并调节磁场发生器的强度，观察磁阻效应的变化。

5.记录实验数据，包括电流值、磁场强度和磁阻值。

6.分析实验数据，得出结论。

四、实验数据分析实验数据如下表所示：根据实验数据，我们可以看出：1.当磁场强度一定时，随着电流的增大，磁阻也相应增大。

这是因为磁场对电流的阻碍作用随着电流的增大而增大。

2.当电流一定时，随着磁场强度的增大，磁阻也相应增大。

这是因为磁场强度增大时，磁场对电流的阻碍作用也相应增大。

通过分析实验数据，我们可以得出以下结论：磁阻效应与电流和磁场方向密切相关，当电流和磁场方向垂直时，磁阻最大；当电流和磁场方向平行时，磁阻最小。

此外，随着电流和磁场强度的增大，磁阻也相应增大。

这些结论与磁阻定律相符，证明了磁阻效应的存在和表现。

五、实验结论与应用通过本实验，我们验证了磁阻效应的存在和表现，并得出了磁阻与电流和磁场方向之间的关系。

这种效应在实践中有着广泛的应用，如用于制造磁性传感器、磁性存储器和磁性电机等。

此外，磁阻效应还可以用于测量磁场强度和电流强度等方面，具有较高的实用价值。

一、导出GPS及磁测数据二、编辑磁测数据的记录文件，如下：注：1. 上图序号与磁测原始数据序号（不是点线号）一一对应；2. 磁测数据，gps数据，记录文件数据，三者数据必须一一对应，少补多删；3. 磁测原始数据需用“格式转换.exe”软件转换为stn格式（此为G856型磁力仪数据格式）；4. 记录文件的文件名与磁测原始数据文件名一致，使用日期加仪器编号的形式，如：7月2日8075号仪器的数据，其文件名为07028075；5. 为方便质检统计，磁力仪编号最好与GPS编号固定搭配。

导出数据后需及时整理仪器编号；三、将整理过后的gps数据转换为txt格式，如下：数据格式转换方法：手持GPS：只需将gdb文件另存为txt格式，然后在另存的txt文件中删除排列在“Header Name Start Time Elapsed Time Length Average SpeedLink”语句之后的所有数据即可；文件名编写形式与磁测原始数据一样，日期加GPS编号四、磁测日变数据需去除个别干扰点，然后再转换为STN格式五、日变改正：六、数据上表：1.第一次上表前需修改软件配置文件，如下：[小数位数]坐标=4高程=4经纬度=6磁力值=1精度值=1[系统设置]项目名称=地面高精度磁测工作目录=E:\香格里拉郎都铜矿\图表\磁测页号=1标题字体=&"宋体,加粗"&14坐标带说明=6度带号:17GPS页号=1测点数=1（可删除）注：需在工作目录下建立三个工作表，工作表名分别为“GPS测点坐标成果.xls”，“磁测计算成果.xls”，“磁测成果.xls”。

软件只能在office2003下才能正常运行。

2.在日改后需关闭软件再打开。

单击“磁测”，在下拉菜单中选择“磁测”，然后根据提示选择相应文件，在数据上表过程中，不能移动鼠标。

3.在数据上表过程中，若出现错误提示，说明记录文件中序号，GPS文本文件点的序号及日改后dat文件中序号没有对应好；在数据上表完成后，表格内若出现空白行，也是三个文件的数据没有对应好，且可能是三个文件的数据个数不一致。

巨磁电阻效应及其应用实验报告记录作者: 日期:巨磁电阻效应及其应用【实验目的】1、了解GM效应的原理2、测量GM模拟传感器的磁电转换特性曲线3、测量GM的磁阻特性曲线4、用GM传感器测量电流5、用GMI梯度传感器测量齿轮的角位移，了解GM转速（速度）传感器的原理【实验原理】根据导电的微观机理，电子在导电时并不是沿电场直线前进，而是不断和晶格中的原子产生碰撞（又称散射），每次散射后电子都会改变运动方向，总的运动是电场对电子的定向加速与这种无规散射运动的叠加。

称电子在两次散射之间走过的平均路程为平均自由程，电子散射几率小，则平均自由程长，电阻率低。

电阻定律R=J/S中，把电阻率「视为常数，与材料的几何尺度无关，这是因为通常材料的几何尺度远大于电子的平均自由程（例如铜中电子的平均自由程约34nn）,可以忽略边界效应。

当材料的几何尺度小到纳米量级，只有几个原子的厚度时（例如，铜原子的直径约为0.3nm），电子在边界上的散射几率大大增加，可以明显观察到厚度减小，电阻率增加的现象。

电子除携带电荷外，还具有自旋特性，自旋磁矩有平行或反平行于外磁场两种可能取向。

早在1936年，英国物理学家，诺贝尔奖获得者N.F.Mott指出，在过渡金属中，自旋磁矩与材料的磁场方向平行的电子，所受散射几率远小于自旋磁矩与材料的磁场方向反平行的电子。

总电流是两类自旋电流之和；总电阻是两类自旋电流的并联电阻，这就是所谓的两电流模型。

在图2所示的多层膜结构中，无外磁场时，上下两层磁性材料是反平行（反铁磁）耦合的。

施加足够强的外磁场后，两层铁磁膜的方向都与外磁场方向一致，外磁场使两层铁磁膜从反平行耦合变成了平行耦合。

电流的方向在多数应用中是平行于膜面的。

图3是图2结构的某种GM材料的磁阻特性。

由图可见，随着外磁场增大，电阻逐渐减小，其间有一段线性区域。

当外磁场已使两铁磁膜完全平行耦合后，继续加大磁场，电阻不再减小，进入磁饱和区域。

磁阻变化率△ R/R达百分之十几，加反向磁场时磁阻特性是对称的。

巧用Excel处理大学物理实验数据
龙卧云;李晶
【期刊名称】《大学物理实验》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】以霍尔元件测量磁场为例，介绍了用Excel软件对实验数据进行分析处理的一般过程。

结果表明利用Excel处理物理实验数据能大大减轻学生繁杂的数据计算及处理步骤，有效避免了手工处理所带来的误差，并且能满足一般的实验作图要求，适宜在大学物理实验数据处理方面推广应用。

【总页数】3页(P107-109)
【作者】龙卧云;李晶
【作者单位】湖南农业大学,湖南长沙410128;湖南农业大学,湖南长沙410128【正文语种】中文
【中图分类】O4-39
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excel在物理实验教学中的应用Excel是一款功能强大的电子表格软件，在物理实验教学中有着广泛的应用。

下面是几种使用Excel在物理实验教学中的方法：
1.数据处理：在进行物理实验时，我们通常需要收集大
量的数据。

使用Excel可以轻松地对这些数据进行排序、筛选、求和等操作，帮助我们更快地分析数据。

2.图表制作：Excel可以帮助我们快速制作各种图表，
如折线图、柱状图、散点图等。

这些图表可以帮助我们直观地展示数据，有助于我们对数据进行分析和解读。

3.模拟实验：Excel可以帮助我们模拟物理实验的过
程。

例如，我们可以使用Excel模拟玻尔定律的实
验，辅助学生理解这一物理现象的原理。

4.实验报告撰写：在写实验报告时，我们通常需要使用
表格来展示实验数据。

使用Excel可以帮助我们快速排版，避免手动输入数据时出现的笔误。

以上是使用Excel在物理实验教学中的几种方法。

总之，Excel是一款非常实用的工具。