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X射线衍射仪（XRD）
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主题：【第十二届原创】【第十二届原创】仪器给你的XRD数据正常吗? -- 检测数据噪声是否符合泊松概率分布

浏览0 回复7 电梯直达
iangie
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发表于：2019/10/06 17:12:51 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
维权声明：本文为iangie原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。
XRD测量的样品衍射强度的是一个符合泊松概率分布的随机变量. 泊松概率分布的标准差等于其期望值的平方根. (https://baike.baidu.com/item/泊松分布/1442110?fr=aladdin)
Rietveld精修的残差Rwp, GOF, Chi^2等指标默认你的数据是符合泊松概率分布的, 因而用1/Intensity 作为该数据点的权重因子. 不符合泊松概率分布的数据不能用来做Rietveld精修, 不然得到的所有参数的误差会严重失真, 残差Rwp等的值也会不正常.


某厂的2D探测器用作1D模式的时候会先全部用一个固定的很小的步长扫完数据, 然后再重新rebin为用户输入的步长!.....所以用户得到的不是原始数据, 而是rebin处理之后的数据.....对于测量软件处理过的数据, 咱不得不长个心眼测试一下~
怎样检测你的仪器给你的XRD数据的噪声水平是否符合泊松概率分布呢? 我编了如下的TOPAS inp文件, 只有十行, 小巧方便, 可以很方便地计算数据的水平部分的背景噪声(同一光子强度的标准差)是否等于其强度的平方根:
XY(***, = Yobs_dx_at(Xo) ;)
start_X 100
finish_X 150
prm bkga 1
prm bkgb 1
  fit_obj = bkga X + bkgb;
  xdd_sum num_data = 1;:1
  xdd_sum sum_diff_sqr = (Yobs-Ycalc)^2;:1 
prm Standard_Deviation_Obs = Sqrt(sum_diff_sqr/num_data);:1
prm PoissonTest = Standard_Deviation_Obs/Sqrt(bkga (Get(start_X)+Get(finish_X))/2 + bkgb);:1
上面的程序第一行导入数据"***.xy", 二三行设置水平背景部分的起止点, 四五六行将该水平背景部分拟合为直线, 七八行分别计算了参与计算的数据点数量和各点残差的平方和, 第九行计算水平背景部分数据的标准差, 第十行将其与该水平背景段中点强度的平方根作比. 如果数据正常, 第十行的结果应该在1附近. 有TOPAS的版友可以将上面十行程序保存为.inp文件
很明显, 水平背景段越长, 等强度的数据点越多. 所以请在你的衍射仪上扫描一个无定形样, 比如玻璃片. 一般100度以后的数据就比较平直了. 然后将数据保存为扩展名为.xy的文件, 跟上面的.inp文件放在同一文件夹中, 并替换.inp文件第一行的***为数据文件名. 然后用TOPAS跑这个.inp. 在TOPAS产生的.out文件中观察最后一行参数PoissonTest的值, 如果跟1差得很远, 那么你的仪器保存的数据就有问题. 我个人觉得该值在0.9到1.1之间都是可以接受的.
欢迎大家测试自己XRD仪器保存的数据是否有正常的噪声水平~
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iangie
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2019/10/12 16:25:21 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
终于发出来了
没图真是没人看
INP输入文件设置

fit玻璃片的高角水平背景

在out输出文件中查看噪声水平与泊松标准差的比值, 偏离1就不正常
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2019/10/12 16:28:07 Last edit by iangie
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2022/11/23 13:41:01 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
，老师，一直提示第三行有问题
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2022/11/23 13:48:03 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
老师，topas批量精修晶胞参数的，没法输出到同一个txt文件，只能输出单个的out文件。
附件：
115.zip
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iangie
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2022/11/26 21:23:07 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 Insm_7c0234fc(Insm_7c0234fc) 发表:
，老师，一直提示第三行有问题
start_X  not start_x ........
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iangie
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2022/11/26 21:39:56 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 Insm_7c0234fc(Insm_7c0234fc) 发表:
老师，topas批量精修晶胞参数的，没法输出到同一个txt文件，只能输出单个的out文件。
问其他问题外面去开帖
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2022/11/27 18:46:27 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 iangie(iangie) 发表: start_X      not start_x ........
好的，谢谢老师
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Insm_7c0234fc
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2022/11/28 0:04:25 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 iangie(iangie) 发表: 问其他问题外面去开帖
已开新帖，谢谢老师
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