【如果只需要绘制两个纵轴(Y 轴),在 Excel 中创建多纵轴图表很简单。但要绘制三个纵轴则需要多做一些工作,并且需要一点创意。】
你是否曾想知道如何在 Excel 中创建三轴线图呢?前几天,我收到了来自 EngineerExcel.com 订阅用户托德(Todd)的一个问题。他使用 Excel 来创建凸轮位置、速度和加速度的图表。绘制这些数据的行业标准方法是将三条曲线都放在同一张图表上,如下图所示,他想在 Excel 中制作出类似的图表。如果只需要绘制两个纵轴(Y 轴),在 Excel 中创建多纵轴图表很简单,但要绘制三个纵轴则需要多做一些工作,并且需要一点创意。下面我将展示在 Excel 中创建包含三个变量的图表所需的所有步骤。

在 Excel 中创建三轴线图
挑战在于这三条曲线的比例差异很大,其中加速度的数值范围最小。这使得在没有独特纵轴的情况下,很难在图表上查看加速度曲线。所以他想知道是否有一种方法可以在 Excel 中创建三轴线图。遗憾的是,Excel 没有原生的功能来创建三轴线图,但我们可以通过创建另一个具有恒定 X 值的数据系列来模拟包含三个变量的 Excel 图表,就像我在下面的图片中所做的那样。

这不是一个完美的解决方案,但据我所知,就目前 Excel 可用的工具集而言,这是我们能做到的最好方法了。
为包含三个变量的 Excel 图表缩放数据
Excel 允许我们向散点图添加第二个纵轴,我们将用它来表示速度和加速度。
然而,我们需要缩放加速度数据,以便它能填满图表区域。为此,我在电子表格中输入了一个合适的缩放因子,并通过将原始加速度数据乘以该缩放因子,创建了一列新的缩放后的加速度数据。

确定第三条纵轴(Y 轴)的位置
第三条纵轴(实际上将是一个数据系列)将位于图表区域内,所以它必须在某一点与横轴(X 轴)相交。我选择了 285 度这个值,因为超过这个点后,位置以及速度和加速度都为零。当然,我们以后随时可以更改这个值。

在 Excel 中为三轴线图选择数据
接下来,我通过选择角度、位置、速度和缩放后的加速度数据创建了一个图表。我将速度和缩放后的加速度数据放在图表的次纵轴上。
缩放后的加速度数据也可以放在主纵轴上。在那种情况下,我就必须使用不同的缩放因子。
为了清晰起见,我还为坐标轴和轴标签添加了一些颜色。

为三轴线图创建三个数组
对于包含三个变量的 Excel 图表,第三个变量必须进行缩放以填满图表。插入图表后,我创建了三个数组:
- 图表第三条 “纵轴(Y 轴)” 的横轴(X 轴)值数组。
- 未缩放的值数组,这些值的数量级大致相同,并且也完全涵盖了原始加速度数据。例如,加速度数据的范围大约是从 -0.0005 到 0.0005。所以我选择 -0.001 和 0.001 作为范围限制。
-
使用上述缩放因子得到的缩放(计算得出)值数组。
image.png
下一步将使用这些数组来创建第三条纵轴。
如何在 Excel 中添加第三条纵轴:从第四个数据系列创建一条 “纵轴”
接下来,我添加了第四个数据系列,以便在 Excel 中创建三轴线图。
该系列的 X 值是常量数组,Y 值是未缩放的值。

我还修改了线条样式,使其与其他网格线的粗细匹配,添加了标记(看起来像加号的那种),并更改了线条和标记的颜色,使其与数据系列的颜色(绿色)一致。

为多纵轴的 Excel 图表添加数据标签
通过右键单击数据系列并选择 “添加数据标签” 来创建轴标签。默认情况下,Excel 会添加数据系列的 Y 值。在这种情况下,这些是缩放后的值,对于纵轴来说这不是准确的标签(它们将直接对应次纵轴)。
然而,在 Excel 2013 及更高版本中,你可以为数据标签选择一个范围。对于这个图表,就是之前创建的未缩放值数组。
所以我右键单击数据标签,然后选择 “设置数据标签格式”。
然后,在 “设置数据标签格式” 任务窗格中,我选中了 “单元格中的值” 旁边的复选框。
这会打开一个小对话框,我可以在其中选择一个范围。我选择了未缩放值数组,然后单击 “确定”。

为第三条纵轴标题添加文本框
最后,我在纵轴旁边添加了一个文本框,并输入了标题。

更新图表
如果数据需要更新,更改缩放因子和 / 或第三条纵轴的横轴(X 轴)位置很简单。只需修改工作表中的值,Excel 中的三轴线图就会自动更新。

如何在 Excel 中制作四轴线图?
上述创建第三条纵轴的过程可以重复,以便在 Excel 图表中创建四条或更多条纵轴。总结一下,过程如下:
- 缩放数据。
- 设置第四条纵轴(Y 轴)的位置。
- 选择数据。
- 创建数组。
- 使用数据系列创建第四条纵轴。
- 为第四条纵轴添加数据标签。
- 使用文本框为第四条纵轴添加标题。
About the Author
Charlie Young, P.E.
Charlie Young is an experienced mechanical engineer and Excel expert with a passion for advancing engineering through better computational tools. He has dedicated nearly 20 years to helping engineers and their teams advance product designs. With 6 published patents, Charlie leverages his extensive background in design, analysis, and testing of mechanical systems to develop groundbreaking solutions and Excel-based tools.
