千斤頂校驗檢定數(shù)據(jù)線性回歸方程的擬合,其線性回歸是利用數(shù)理統(tǒng)計中回歸分析,來確定兩種或兩種以上變量間相互依賴的定量關系的一種統(tǒng)計分析方法,運用十分廣泛。
一般來說,線性回歸都可以通過最小二乘法求出其方程,并計算出對于 y=bx+a 的直線。最小二乘法是實驗數(shù)據(jù)處理中最重要的方法之一 , 公式如下
最小二乘法是以誤差理論為依據(jù) , 在諸多數(shù)據(jù)處理方法中 , 誤差最小 , 精確性最好。然而在實際應用中,計算比較復雜,不利于平時使用。
隨著計算機的普及 , 運用最小二乘法進行數(shù)據(jù)處理有了有力的工具利用 Excel 進行最小二乘法的計算 , 其過程簡便而且容易掌握。 Excel 中有多種工具可用于最小二乘法的計算 , 其中的函數(shù)圖表向導數(shù)據(jù)分析 在處理數(shù)據(jù)時用最小二乘法計算 , 處理數(shù)據(jù)非常簡便。例:對 400t 千斤頂進行儀器校驗 , 測得壓力表示值以及對應的標準力值的數(shù)據(jù) , 如表 1 所示 , 求該千斤頂壓力表示值與標準力值之間的一次線性回歸方程。
這一問題可以運用 Excel 通過三種不同的方法進行千斤頂檢測數(shù)據(jù)的線性回歸方程計算,計算方法如下:
( 1)利用 Excel 里的函數(shù)工具進行數(shù)據(jù)處理。其中的線性回歸擬合線方程的斜率函數(shù) SLOPE、線性回歸擬合線方程的截距函數(shù) INTERCEPT 以及相關系數(shù)函數(shù) CORREL 可用來確定千斤頂檢測數(shù)據(jù)的線性回歸方程。
( 2)運用 Excel 中的圖表向導進行計算。圖表向導是 Excel 中繪制圖表的工具。 其中的XY散點圖可用來進行回歸分析,在生成一張數(shù)據(jù)分析圖時,能方便地得到擬合線方程和相關系數(shù)的平方。單擊插入菜單中的圖表, 選中XY 散點圖;在對話框步驟之二的數(shù)據(jù)區(qū)域中輸入存放 y 軸數(shù)據(jù)的單元格區(qū)域 B2 ∶ K2;在系列選項的X 值( X) 中輸入存放 x 軸數(shù)據(jù)的單元格區(qū)域 B1 ∶ K1;在對話框步驟之三中確定圖形的名稱、坐標軸的標題以及網(wǎng)格線 ,在確定圖表的插入位置后就可完成實驗數(shù)據(jù)分布圖。選中所作的圖表,在工具欄單擊圖表中的添加趨勢線, 在彈出的對話框選項中的類型選線性; 選項選中顯示公式和顯示 R 平方值的復選框, 便可得到擬合線方程和相關系數(shù)的平方。如圖 1 所示 , 擬合線方程為 y=0.01406x-0.0109 及相關系數(shù)的平方 R2=0.999。該方法做二次函數(shù)的線性擬合同樣很便捷。
( 3)運用 Excel 中的數(shù)據(jù)分析進行計算。數(shù)據(jù)分析使用時,單擊工具菜單中的數(shù)據(jù)分析命令。如果工具菜單中沒有數(shù)據(jù)分析命令,則需要安裝分析工具庫。在彈出的數(shù)據(jù)分析對話框中選中回歸, 此工具可通過對一組觀察值使用最小二乘法直線擬合,進行線形回歸分析。在彈出的回歸對話框Y 值輸入?yún)^(qū)域、X值輸入?yún)^(qū)域中分別輸入存放數(shù)據(jù)的單元格區(qū)域,選擇輸出區(qū)域單選按鈕并輸入要顯示結果的單元格,若選中線性擬合圖的復選框則可同時生成圖表。單擊確定就完成了所有計算和作圖工作。 y=0.01406x-0.0109數(shù)據(jù)分析的結果有許多線性回歸分析的計算數(shù)值。在本例中計算出相關系數(shù) R2=0.999;斜率 a=0.01406;截距 b=-0.0109。
在眾多最小二乘法計算方法中,利用 Excel 來處理,簡便易學,容易掌握,是解決千斤頂回歸方程數(shù)據(jù)處理的很好工具。該方法也可以在其他類似的數(shù)據(jù)處理中進行應用,例如:熱電偶壓力變送器儀器校驗檢測中的數(shù)據(jù)處理等。Excel 的應用為數(shù)據(jù)處理帶來了很大的便利,減少了大量的運算。