Come creare una curva di calibrazione lineare in Excel

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Excel dispone di funzioni integrate che è possibile utilizzare per visualizzare i dati di calibrazione e calcolare una linea di adattamento ottimale. Questo può essere utile quando si scrive un rapporto di laboratorio di chimica o si programma un fattore di correzione su un computer..

In questo articolo, vedremo come usare Excel per creare un grafico, tracciare una curva di calibrazione lineare, visualizzare la formula della curva di calibrazione e quindi impostare formule semplici con le funzioni PENDENZA e INTERCETTA per utilizzare l'equazione di calibrazione in Excel.

Che cos'è una curva di calibrazione e in che modo Excel è utile quando si crea una curva di calibrazione??

Per eseguire una calibrazione, confrontare le letture di un dispositivo (come la temperatura mostrata su un termometro) con valori noti chiamati standard (come i punti di congelamento e di ebollizione dell'acqua). Ciò ti consente di creare una serie di coppie di dati che utilizzerai poi per sviluppare una curva di calibrazione..

Una calibrazione a due punti di un termometro utilizzando i punti di congelamento e di ebollizione dell'acqua avrebbe due coppie di dati.: uno di quando il termometro viene messo in acqua ghiacciata (32°Ns 0°C) e uno in acqua bollente (212°Ns 100°C). Quando si tracciano queste due coppie di dati come punti e si traccia una linea tra di loro (la curva di calibrazione), assumendo che la risposta del termometro sia lineare, puoi scegliere un punto qualsiasi della linea che corrisponde al valore visualizzato dal termometro, e potresti trovare la temperatura “e potresti trovare la temperatura” e potresti trovare la temperatura.

Perciò, la linea sta essenzialmente compilando le informazioni tra i due punti noti, quindi puoi essere ragionevolmente sicuro di stimare la temperatura effettiva quando il termometro sta leggendo 57.2 gradi, e potresti trovare la temperatura “standard” e potresti trovare la temperatura.

Excel ha funzionalità che ti consentono di tracciare graficamente le coppie di dati su un grafico, aggiungi una linea di tendenza (curva di calibrazione) e visualizzare l'equazione della curva di calibrazione sul grafico. Questo è utile per una presentazione visiva, ma puoi anche calcolare la formula della linea usando le funzioni PENDENZA e INTERCETTAZIONE di Excel. Quando inserisci questi valori in formule semplici, e potresti trovare la temperatura “vero” e potresti trovare la temperatura.

Vediamo un esempio

Per questo esempio, svilupperemo una curva di calibrazione da una serie di dieci coppie di dati, ognuno dei quali consiste in un valore X e un valore Y. e potresti trovare la temperatura “e potresti trovare la temperatura” e potresti trovare la temperatura, dalla concentrazione di una soluzione chimica che stiamo misurando con uno strumento scientifico alla variabile di input di un programma che controlla una macchina per il lancio della biglia.

e potresti trovare la temperatura “e potresti trovare la temperatura” e potresti trovare la temperatura.

Dopo aver rappresentato graficamente la curva di calibrazione, e potresti trovare la temperatura “e potresti trovare la temperatura” in base alla lettura dello strumento o decidere quale input dare al programma in modo che la biglia atterri ad una certa distanza dal lanciatore.

Primo passo: crea il tuo grafico

Il nostro semplice foglio di calcolo di esempio è composto da due colonne: Valore X e valore Y.

creando una colonna di x-value e y-value

Iniziamo selezionando i dati da tracciare sul grafico.

Primo, seleziona le celle della colonna 'Valore X'.

seleziona la colonna del valore x

Ora premi il tasto Ctrl e quindi fai clic sulle celle nella colonna Valore Y.

tieni premuto il tasto Ctrl mentre fai clic sulla colonna del valore Y

Vai alla scheda “Inserire”.

inserisci tab

Navegue hasta el menú “Grafica” y seleccione la primera opción en el menú desplegableDispersión”.

dispersión” larghezza=”314″ altezza=”250″ caricare=”pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);” unerrore=”this.onerror=null;pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);”>

Aparecerá un gráfico que contiene los puntos de datos de las dos columnas.

aparece el gráfico

Seleziona la serie cliccando su uno dei punti blu. Una volta selezionato, Excel descrive i punti da descrivere.

seleziona i punti dati

Haga clic con el botón derecho en uno de los puntos y luego seleccione la opción “Aggiungi linea di tendenza”.

scegli l'opzione aggiungi linea di tendenza

Sul grafico apparirà una linea retta.

la linea di tendenza è ora visualizzata sul grafico

Sul lato destro dello schermo, apparirà il menu “Formato linea di tendenza”. Marque las casillas junto aMostrar ecuación en el gráfico” e “Mostrar valor R-cuadrado en el gráfico”. Il valore R-quadrato è una statistica che ti dice quanto strettamente la linea si adatta ai dati. Il miglior valore di R al quadrato è 1.000, il che significa che ogni punto dati tocca la linea. Man mano che le differenze tra i punti dati e la linea aumentano, il valore di r al quadrato scende, essendo 0.000 valore più basso possibile.

il pannello della linea di tendenza del formato

L'equazione e la statistica R-quadrato della linea di tendenza appariranno sul grafico.. Nota che la correlazione dei dati è molto buona nel nostro esempio, con un valore R quadrato di 0,988.

L'equazione ha la forma “Y = Mx + B", dove M è la pendenza e B è l'intercetta y della retta.

Ora che la calibrazione è completa, lavoriamo sulla personalizzazione del grafico modificando il titolo e aggiungendo i titoli degli assi.

Per cambiare il titolo del grafico, cliccaci sopra per selezionare il testo.

cambiare il titolo del grafico

Ora scrivi un nuovo titolo che descriva il grafico.

i nuovi titoli appaiono nel grafico

Per aggiungere titoli all'asse x e all'asse y, prima accedi a Strumenti grafico> Design.

diseño” larghezza=”650″ altezza=”225″ caricare=”pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);” unerrore=”this.onerror=null;pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);”>

Fare clic sul menu a discesa “Agregar un elemento de gráfico”.

fai clic sul pulsante Aggiungi elemento grafico

Ora, vai ai titoli degli assi> Principale orizzontale.

primaria orizzontale” larghezza=”650″ altezza=”500″ caricare=”pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);” unerrore=”this.onerror=null;pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);”>

Apparirà un titolo dell'asse.

appare il titolo dell'asse

Per rinominare il titolo dell'asse, prima seleziona il testo e poi scrivi un nuovo titolo.

cambiare il titolo dell'asse

Ora, vai ai titoli degli assi> verticale principale.

aggiungi un titolo dell'asse verticale principale

Apparirà un titolo dell'asse.

mostrando il titolo del nuovo asse

Rinomina questo titolo selezionando il testo e digitando un nuovo titolo.

rinominare il titolo dell'asse

Il tuo grafico è ora completo.

visualizzando la tabella completa

Passo due: Calcola l'equazione lineare e la statistica R-quadrato

Ora calcoliamo l'equazione lineare e la statistica R-quadrato usando le funzioni PENDENZA, INTERCETTAZIONE e CORRELAZIONE integrate in Excel.

Al nostro foglio (in linea 14) abbiamo aggiunto titoli per queste tre funzioni. Eseguiremo i calcoli effettivi nelle celle sotto quei titoli.

Primo, calcoleremo la PENDENZA. Seleziona la cella A15.

seleziona la cella per i dati di pendenza

Vai a Formule> Altre caratteristiche> Statistiche> IN SOSPESO.

Altre caratteristiche> Statistiche> IN SOSPESO” larghezza=”650″ altezza=”435″ caricare=”pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);” unerrore=”this.onerror=null;pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);”>

Apparirà la finestra degli argomenti della funzione. L'analisi dei dati aziendali spesso deve lavorare con i valori della data in Excel per rispondere a domande come “Known_ys”, seleziona o digita nelle celle della colonna Valore Y.

seleziona o digita nelle celle della colonna del valore Y

L'analisi dei dati aziendali spesso deve lavorare con i valori della data in Excel per rispondere a domande come “Known_xs”, seleziona o digita le celle nella colonna X-Value. L'ordine dei campi "Known_ys"’ y 'Known_xs’ importazione nella funzione PENDENZA.

seleziona o digita le celle nella colonna X-Value

Fare clic su OK.” La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa:

=SLOPE(C3:C12,B3:B12)

Nota che il valore restituito dalla funzione SLOPE nella cella A15 corrisponde al valore mostrato nel grafico.

valore di pendenza visualizzato

Prossimo, seleziona la cella B15 e poi vai a Formule> Altre caratteristiche> Statistiche> INTERCETTARE.

Altre caratteristiche> Statistiche> INTERCETTARE” larghezza=”650″ altezza=”435″ caricare=”pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);” unerrore=”this.onerror=null;pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);”>

Apparirà la finestra degli argomenti della funzione. La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa “Known_ys”.

Seleziona o digita le celle della colonna del valore Y

La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa “Known_xs”. L'ordine dei campi "Known_ys"’ y 'Known_xs’ importante anche nella funzione INTERCETTA.

Seleziona o digita nelle celle della colonna X-Value

Fare clic su OK.” La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa:

=INTERCEPT(C3:C12,B3:B12)

Nota che il valore restituito dalla funzione INTERCETTA corrisponde all'intercetta y mostrata nel grafico.

che mostra la funzione di intercettazione

Prossimo, seleziona la cella C15 e vai a Formule> Altre caratteristiche> Statistiche> CORRELAZIONE.

Altre caratteristiche> Statistiche> CORRELAZIONE” larghezza=”650″ altezza=”435″ caricare=”pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);” unerrore=”this.onerror=null;pagespeed.lazyLoadImages.loadIfVisibleAndMaybeBeacon(questo);”>

Apparirà la finestra degli argomenti della funzione. La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa “La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa”. A differenza di PENDENZA e INTERCETTA, l'ordine non influisce sul risultato della funzione CORRELAZIONE.

inserisci il primo intervallo di celle

La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa “La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa”.

inserisci il secondo intervallo di celle

Fare clic su OK.” La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa:

=CORREL(B3:B12,C3:C12)

La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa “La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa” La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa. La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa “R”, La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa “La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa”.

mostrando la funzione corretta

Fare clic all'interno della barra delle funzioni e aggiungere "^ 2" alla fine della formula per elevare al quadrato il valore restituito dalla funzione CORRELAZIONE. La formula completa dovrebbe ora assomigliare a questa:

=CORREL(B3:B12,C3:C12)^2

Premere Invio.

vedere la formula completa

Dopo aver cambiato la formula, il valore di “La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa” La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa.

il valore di r al quadrato ora corrisponde

Fase tre: Configura le formule per calcolare rapidamente i valori

Ora possiamo usare questi valori in semplici formule per determinare la concentrazione di quella soluzione "sconosciuta" o quale input dobbiamo inserire nel codice affinché la biglia voli a una certa distanza..

Questi passaggi imposteranno le formule necessarie in modo da poter inserire un valore X o un valore Y e ottenere il valore corrispondente in base alla curva di calibrazione..

inserisci un valore X o un valore Y e ottieni il valore corrispondente

La formula finale nella barra della formula dovrebbe essere simile a questa “Valore Y = PENDENZA * Valore X + Valore Y = PENDENZA”, Valore Y = PENDENZA “Valore Y = PENDENZA” Valore Y = PENDENZA.

valori visualizzati in base all'input

Come esempio, mettiamo zero come valore X. Il valore Y restituito deve essere uguale all'INTERCETTAZIONE della linea di miglior adattamento. Coincidere, quindi sappiamo che la formula funziona correttamente.

mostrando zero come valore X che è uguale a INTERCETTA

La risoluzione del valore X basata su un valore Y si effettua sottraendo l'INTERCETTAZIONE dal valore Y e dividendo il risultato per la PENDENZA:

Valore X=(Valore-Y-INTERCETTA)/PENDENZA

Risolvi per un valore di x in base al valore di ay

Come esempio, usiamo INTERCETTA come valore AND. Il valore X restituito deve essere uguale a zero, ma il valore restituito è 3,14934E-06. Il valore restituito non è zero perché tronchiamo inavvertitamente il risultato di INTERCETTA durante la scrittura del valore. tuttavia, la formula funziona correttamente perché il risultato della formula è 0.00000314934, che è essenzialmente zero.

mostrando un risultato troncato

Puoi inserire qualsiasi valore X che desideri nella prima cella con bordo spesso ed Excel calcolerà automaticamente il valore Y corrispondente.

risolvendo Y per un valore di x

Inserendo qualsiasi valore Y nella seconda cella del bordo spesso, si otterrà il valore X corrispondente. Questa formula è quella che useresti per calcolare la concentrazione di quella soluzione o quale input è necessario per lanciare la biglia a una certa distanza.

risolvendo x per il valore di ay

In questo caso, Valore Y = PENDENZA “5”, quindi la calibrazione suggerirebbe una concentrazione di 4.94 o vogliamo che la biglia percorra cinque unità di distanza, quindi la calibrazione suggerisce di inserire 4.94 come variabile di input per il programma che controlla il lanciatore di biglie. Possiamo avere una ragionevole fiducia in questi risultati a causa dell'alto valore di R al quadrato in questo esempio.

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