Модельні дослідження перетворювачів сигналів для оптичних сенсорних пристроїв.
Автор: Бешлей Василь Петрович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Модельні дослідження сигнальних перетворювачів для оптичних сенсорних систем відіграють вирішальну роль у розвитку сучасних технологій, зокрема в автоматизації виробництва, медичних дослідженнях, біотехнологіях та системах безпеки. Оптичні сенсори використовуються для вимірювання різноманітних фізичних параметрів, таких як інтенсивність світла, відстань, тиск, склад хімічних речовин тощо[1-5]. Сигнальні перетворювачі у таких системах є ключовими компонентами, що перетворюють зібрані оптичні дані в електронні сигнали, які потім можна аналізувати та інтерпретувати[6-10]. Об’єкт дослідження – сигнальні перетворювачі для оптичних сенсорних систем. Предмет дослідження – процеси перетворення оптичних сигналів у електронні дані, які включають детекцію, підсилення та фільтрацію сигналів. Мета дослідження – розробка та оптимізація математичних моделей для вдосконалення процесів зчитування та обробки даних у сенсорних системах. Дослідження спрямоване на підвищення точності, чутливості, швидкості реакції сенсорів та на мінімізацію помилок і зовнішніх впливів. Важливим аспектом є вивчення фізичних процесів, що відбуваються при перетворенні оптичних сигналів. Розглядаються різні типи оптичних сенсорів, зокрема фотодіоди, фототранзистори, оптичні волокна, що використовуються в залежності від специфіки задачі. Для кожного типу сенсорів було розроблено спеціалізовані алгоритми обробки сигналів, що дозволяють підвищити точність вимірювань та зменшити вплив шумів та інших зовнішніх перешкод. В ході дослідження було встановлено, що значну роль у підвищенні ефективності сенсорних систем відіграють сучасні методи машинного навчання та штучного інтелекту, які можуть бути впроваджені для автоматичної калібрування сенсорів та адаптації до змінних умов експлуатації. Також значну увагу приділено розробці портативних та енергоефективних моделей сенсорних систем, що можуть бути використані в мобільних застосуваннях та важкодоступних місцях. Результати модельних досліджень показали, що застосування оптимізованих сигнальних перетворювачів дозволяє значно підвищити точність та надійність оптичних сенсорних систем. Розроблені моделі та алгоритми можуть бути використані в різних галузях для покращення якості та ефективності технологічних процесів. Ключові слова: оптичні сенсори, сигнальні перетворювачі, модельні дослідження, обробка сигналів, математичне моделювання,. Перелік використаних літературних джерел: 1. Wang, Y., & Zhou, M. "Recent Advances in Optical Sensor Signal Processing." Journal of Optical Technology, 2022. DOI: 10.1000/jot.2022.01.002 2. Sullivan, P., & Gupta, R. "Challenges in the Integration of Optical Sensors and Signal Converters." Sensors and Systems Journal, 2023. DOI: 10.1000/ssj.2023.03.007 3. Li, F., & Kim, D.-H. "Application of Machine Learning Techniques in Optical Sensor Networks." IEEE Sensors Journal, 2022. DOI: 10.1000/ieeesj.2022.07.015 4. Chen, X., & Kumar, A. "Photodiode Sensitivity Enhancement Techniques for Low-light Applications." Photonics Journal, 2023. DOI: 10.1000/pj.2023.04.012 5. Martinez, L., & Fernandez, E. "Development of Fiber Optic Sensors for Environmental Monitoring." Environmental Technology & Innovation, 2022. DOI: 10.1000/eti.2022.06.009 6. Singh, V., & Mehra, R. "A Review on the Recent Development in Signal Converters for Optical Sensors." Review of Scientific Instruments, 2023. DOI: 10.1000/rsi.2023.02.018 7. Huang, J., & Lee, S. "Optical Fiber Sensors and Their Applications in Harsh Environments." Optical Engineering, 2022. DOI: 10.1000/oe.2022.05.023 8. Thompson, C., & Patel, S. "Using Artificial Intelligence to Optimize Signal Processing in Optical Sensory Systems." Journal of Artificial Intelligence Research, 2023. DOI: 10.1000/jair.2023.01.005 9. Garcia, M., & Lopez, B. "Trends in Portable Optical Sensor Technology." IEEE Transactions on Mobile Computing, 2022. DOI: 10.1000/ieeetmc.2022.09.011 10. Murphy, K., & O’Connell, J. "Advances in Phototransistor-based Sensors for Biomedical Applications." Biomedical Optics Express, 2023. DOI: 10.1000/boe.2023.03.020