Bevezetés az IGOR használatába

IGOR Pro 6.3

Az IGOR az amerikai Wavemetrics Inc. által fejlesztett méréskiértékelő és mérésvezérlő program. A hasonló szoftvereknél elvárt alapvető kiértékelési eszközök, mint a különböző grafikonok készítése, formázása, az adatsorok széles körű analízise (FFT, görbeillesztés, statisztikai módszerek) is rendelkezésünkre állnak. Ezen kívül pedig magasabb szinten megismerve a szoftvert méréshez használható programokat is készíthetünk. Említésre méltó továbbá, hogy az IGOR alkalmas képfeldolgozásra, valamint teljes körűen vezérelhető parancssorból is.

Telepítés

Az legfrissebb telepítő fájl a Wavemetrics honlapjáról tölthető le, az IGOR Pro résznél az operációs rendszernek megfelelő Demo verziót kell használni. Az exe-t elindítva a telepítés egyszerűen elvégezhető. Ezután a program 30 napig használható próbaverzióként, de a Fizika Laboratórium keretében aktiválható a kurzuson való használatra. Arra azonban érdemes figyelni, hogy a licenc a 6.3-as verzióra terjed ki, így a későbbiekben, ha már új verzió kerül fel a honlapjukra, a korábbi 6.3-ast kell megkeresni és telepíteni. Az egyszerűbb elérhetőség végett innen is letölthető a 2014.02.21-én elérhető 6.34A verzió, de érdemes megnézni a Wavemetrics honlapján nincs-e frissebb kiadás (a 6.3-on belül).

Oktató anyagok

Az IGOR Pro megismeréséhez és a minél magasabb szintű használat elsajátításához számos hasznos oktatóanyagot rendelkezésünkre bocsájt a fejlesztő. Többek között egy rendkívül részletes, 2000 oldalas User Manual-t, a használatot bemutató videókat és az Igorral foglalkozó levelezési listát is használhatjuk, ha elakadunk. Ezen kívül a Bevezető Laboratórium keretei között egy IGOR Pro bemutató előadást is tartunk, valamint a későbbiekben a hasznosabb oktatóanyagokat összeszedjük.

Aktiválás: Special Coursework license

A BME Fizika Tanszék a 2014-es évben megvásárolta az IGOR Pro 6.3 Special Coursework License-et, ami feljogosítja a tanszék oktatóit és a hallgatókat az IGOR Pro 6.3 oktatási célú használatára. Ez a licenc korlátlan ideig érvényes, azonban a frissítést nem támogatja, azaz csak a 6.3-as verzióval használható. Fontos és hasznos tulajdonság, hogy nem csak a tantermi, hanem a hallgatók saját számítógépeire is telepíthető a program. A használatkor viszont be kell tartani a licenc követelményeit, azaz, hogy kizárólag a Fizika Tanszéken oktatott kurzusokhoz használható, egyéb saját vagy intézményi célú felhasználás ezzel a licenccel nem legális (például szakdolgozat, diplomamunka, publikációk készítéséhez nem használható) Az aktiválást a hallgatók saját laptopjain az órán elvégezzük, otthoni asztali számítógépekre is telepíthető a program, ez esetben az aktiváló kulcsot megkapja a hallgató, de azt terjeszteni-e nem szabad.

Adattárolás wave-ekben

Az IGOR Pro alapvető adattárolási egységei a wave-ek. A legegyszerűbb, egydimenziós wave-ekben az adatok oszlop vektor formában tárolódnak, melyeket az IGOR 0-tól kezdődően beszámoz (point number) illetve egy saját x-skálát (index, X-scale) is hozzárendel. A tárolt wave-ekről a "Data Browser" ablakban kapunk áttekintést. Átnevezhetjük (rename), törölhetjük (delete) vagy mappákba rendezhetjük a wave-eket. A Data browser ablakot a Data menü/Data Browser menüpontjával érhetjük el. Az aktív könyvtárat a piros nyíl könyvtár névre húzásával választhatjuk ki. Wave létrehozható: kézi adatbevitellel: Data menüpont/Make waves almenüjében, a wave nevének megadásával. A wave neve az angol abc betűiből és számokból állhat. A wave számábrázolása (type: pl. double float 64 bit), dimenziója (dimensions) és sorainak száma (rows) definiálható. Figyeljük meg, hogy az alsó sorban a létrehozás parancssoros alakja jelenik meg. A "Do it" nyomógomb létrehozza az új, üres wave-et, amit megnyitva kézzel feltölthetünk adatokkal. külső fájlból történő adatbeolvasással: Data menüpont/Load waves almenü/Load waves menüpont. Állítsuk be a fájl típust. Leggyakrabban az azonos karakterekkel elválasztot oszlopokból álló fájlokkal találkozunk: "Delimited Text". "File" gomb segítségével kiválaszthatjuk a file elérési helyét, nevét. "Tweaks" gomb a fejléc megfelelő beolvasását, dátum és fájl formátum feldolgozását segíti. További lehetőségek a kézikönyv II-9 fejezetében. számítással származtatható miután a Data menüpont/Make waves almenüjében vagy a parancssorban a Make paranccsal létrehoztuk a wave-et. Analysis menü/Compose Expression almenüből összeállíthatjuk a szükséges utasítást vagy a parancssorban egyetlen utasítással értéket adhatunk az új dupla pontos (double float), 10 elemű wave-nek: Make/D /N=10 newwave = wave1 + wave2.

Adatkezelés

A wave x-skáláját a Table menü/Append Columns to Table menüpontjának segítségével jeleníthetjük meg a táblázatban. Ehhez válasszuk az Edit index and data columns lehetőséget. A skálázás a Data menü/Change Wave Scaling menüpontjában változtatható meg. SetScale Mode legördülő menüben adjuk meg, hogy a kezdő- és utolsó értékeket rögzítjük (Start and End), vagy a kezdő érték mellett a lépésközt (Start and Delta) határozzuk meg.

A wave elemszámát a Data menü/Redimension waves menüpontjában állíthatjuk be. A megnyíló ablak bal felső sarkában lehet kiválasztani a módosítandó wave(-ek) nevét, majd a sárga nyílra kattintva beállíthatjuk az új tulajdonságokat.

Statisztikai számításokat az Analysis menü/Wave Stats menüpontjával végezhetünk. Ekkor az eredmény a parancssorban jelenik meg. Ha az Analysis menü/Statistics almenüjének/1D Statistics report-ját választjuk külön text ablakban kapjuk az eredményt. Az V_avg az átlagot, míg a V_sdev a korrigált empirikus szórást adja. A kézikönyv III-7 fejezetében találjuk az értékek további, részletes leírását.

Grafikonok szerkesztése

Új grafikont a Windows menü/New Graph menüpontjával hozhatunk létre. Fewer choices/More choices nyomógomb segítségével kevesebb illetve több lehetőséget jelenít meg az ablak. Bal oldalt az y-tengelynek megfelelő wave-et jobb oldalon pedig az x-tengelyt állíthatjuk be. Ha a wave saját x-skáláját használnánk válasszuk a _calculated_ lehetőséget. Ha azonos méretű wave-eket választunk ki az add gomb aktív lesz a több lehetőséget kínáló nézetben. Ha készen vagyunk a Do it gombra kattintva egy nyers grafikon jelenik meg. További adatsort hozzáadni vagy elvenni a Graph menü/Append Traces to Graph illetve Remove from Graph menüpontokkal lehet megtenni.

A grafikon tulajdonságait vagy a grafikon tengelyeire duplán kattintva vagy a grafikon felületén jobb gomb hatására előbukkanó menü Axis properties menüpontját választva állíthatjuk be. Az előugró Modify Axis ablak jobb felső sarkában pipáljuk ki a Live Update-et, hogy a változtatásaink hatását azonnal lássuk. Az Axis legördülő menüből kiválaszthatjuk az alsó (bottom), a felső (top) vagy mindkét (select all axes) tengelyt, aminek a tulajdonságait változtatjuk. A füleken beállítható legfontosabb tulajdonságok: Axis: lineáris/logaritmikus tengely, tengelyfelirat betűméret, látszon-e az átellenes tengely (mirror axis), a tengely elváljon-e a jelölőktől (axis standoff). Auto/Man Ticks: a beosztások sűrűségét változtathatjuk. Ticks and Grids: segédrács vonalak beállításai. Axis Label: tengelyfelirat szerkesztése. Axis Range. tengelyskála megadása. A grafikon felületén jobb gomb hatására előbukkanó menü Add Annotations menüpontját választva jelmagyarázatot készíthetünk, ami több görbét tartalmazó ábrák esetén szükséges. Az előugró ablak Annotations legördülő menüjéből válasszuk a Legend típust. Beállításainkat a Graph menü/Capture Graph Prefs menüpontját választva elmenthetjük, hogy a következő grafikon örökölje a beállításokat.

Jegyzőkönyve, szakdolgozatba, szakcikkbe szánt ábra készítésekor vegyük figyelembe az alábbi pontokat:

1. látható méretű legyen az ábra,
2. az összes adat megfelelően látszon,
3. a mérés hibáját tüntessük fel,
4. szerepeljenek jól olvasható tengelyfeliratok, melyek megadják a mértékegységeket is,
5. ha szükséges legyen jelmagyarázat.

A kész ábrát a File menü/Save Graphics menüpontjával elmenthetjük külső kép fájlba, ami lehet vektorgrafikus (eps) vagy raszteres (bmp, jpg, png). Az ábrát létrehozó parancsokból egy procedure-t készíthetünk, amikor bezárjuk az ábrát és a Save gombra kattintunk. A Windows menü/Procedure Windows almenü/Procedure Window utasításával újra előhívhatjuk. A Windows menü/Graph Macros almenüjében az elmentett procedure nevére kattintva lefuttathatjuk.

Egyenes illesztés

A mérési adatsorra történő egyenes illesztés gyakori feladat. Az Analysis menü/Curve Fitting menüpontját használva beállíthatjuk az illesztés tulajdonságait. Ha ez nem szükséges az Analysis menü/Quick Fit almenüjének/linear pontját is választhatjuk. Curve Fitting menü fontosabb fülei: Function and Data: kiválasztható az illesztendő függvény, melynek képlete a lenti szövegdobozban is megjelenik ha a show kapcsolónál az equation aktív. Az x és y adatsorokat ezen a fülön kell kijelölni! Data Options: ha nem a teljes adatsorra illesztünk függvény, a Graph menü/Show Info menüpont hatására megjelenő kurzorokkal tudjuk kiválasztani az aktív tartományt. Válaszuk a Range mezőn belül a Cursors gombot, hogy aktív legyen a kijelölés. Coefficients: nem-lineáris illesztés kezdőparamétereit kell beállítani itt. Output Options: kiválasztható , hogy a teljes ábrázolt tartományban ábrázolja-e a program az illesztett görbét (X Range Full Width of Graph), valamint hogy az illesztés eredménye megjelenjen-e szövegdobozban is (Add Textbox to Graph)