УДК 004.9
АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОДНОРОДНОГО И НЕОДНОРОДНОГО ТЕЛ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТРИК
А. Ю. Комаров, студент, кафедра «Информационно-вычислительные системы», Пензенский государственный университет, Пенза, Россия;
orcid.org/0009-0003-2138-8876, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
А. В. Кузьмин, д.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Информационно-вычислительные системы», Пензенский государственный университет, Пенза, Россия;
orcid.org/0000-0001-6879-2006, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В. А. Баранов, д.т.н., доцент, доцент кафедры «Информационно-измерительная техника и метрология», Пензенский государственный университет, Пенза, Россия;
orcid.org/0000-0003-1451-6553, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В. В. Дрождин, к.т.н, доцент кафедры «Информационно-вычислительные системы», Пенза, Россия;
orcid.org/0000-0003-2142-6521, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Диэлектрическая импедансная спектроскопия используется для исследования диэлектрических свойств биологических и модельных сред и обладает высоким потенциалом для обнаружения структурных неоднородностей. В работе выполнен сравнительный анализ логарифмических ча- стотных зависимостей активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления однородного и неоднородного тел (фантомов) на основе совокупности статистических и интегральных метрик. Исходные данные получены в диапазоне частот 20 Гц – 2 МГц; для каждого значения частоты выполнены три повторных измерения. Исходные данные были логарифмированы для удобства отображения. Для оценки вариабельности использованы выборочное стандартное отклонение, среднеквадратическое отклонение, относительное отклонение и размах, а также их интегральные показатели по частоте, максимальные и минимальные значения и дисперсия по частотной оси. Установлено, что наличие структурной неоднородности приводит к более чем двукратному увеличению интегральных показателей вариативности активной составляющей и кратному росту дисперсии метрик по частоте, при этом для реактивной компоненты наблюдается снижение внутрисерийной вариабельности при сохранении межобъектного спектрального расхождения. Наибольшее различие импедансов объектов со структурной неоднородностью и без неё наблюдается в низкочастотной области. Комплексное использование статистических метрик и интегральных показателей обеспечивает количественную оценку степени структурной неоднородности и выделение наиболее информативных частотных диапазонов для импедансной диагностики.
Ключевые слова: диэлектрическая импедансная спектроскопия, статистическая метрика, интегральная оценка, вариативность, диэлектрический параметр, частотный диапазон, биоимпеданс.